Presentation 3

2.  Управление памятью – деятельность по
распределению памяти между
пользовательскими процессами и
компонентами ОС.
 Часть ОС, которая отвечает за
управление памятью, называется
менеджером памяти.
2

4.  Оперативная память – важнейший ресурс
вычислительной системы, требующий управления со
стороны ОС. Причина – процессы и потоки хранятся
и обрабатываются в оперативной памяти.
 Функции ОС по управлению оперативной
памятью:
› Отслеживание наличия свободной и занятой памяти;
› Вытеснение кодов и данных из оперативной памяти на диск,
когда размеров памяти недостаточно для размещения всех
процессов, и возвращение их обратно;
› Настройка адресов программы на конкретную область
физической памяти;
› Защита выделенных областей памяти процессов от
взаимного вмешательства.

5. Методы распределения
памяти
Без использования
внешней памяти
С использованием
внешней памяти
Фиксированными
разделами
Динамическими
разделами
Перемещаемыми
разделами
Страничное
распределение
Сегментное
распределение
Сегментно-страничное
распределение

6.  Для идентификации переменных и
команд программы в ВС используются
разные типы адресов:
› Символьные (имена переменных, функций и
т.п.);
› Виртуальные – условные числовые
значения, вырабатываемые компиляторами;
› Физические – адреса фактического
размещения в оперативной памяти.

7. Адресное пространство
вычислительной системы
Символьное адресное пространство –
совокупность всех допустимых идентификаторов
переменных
Логическое (виртуальное) адресное пространство
– совокупность всех допустимых адресов, с которыми
работает процессор
Физическое адресное пространство –
совокупность всех доступных физических адресов в
вычислительной системе

8.  Совокупность виртуальных адресов называется
виртуальным адресным пространством.
 Диапазон возможных адресов виртуального
пространства у всех процессов одинаков.
 Совпадение виртуальных адресов различных
процессов не должно приводить к конфликтам.
 ОС отображает виртуальные адреса различных
процессов на разные физические адреса.
 Разные ОС по-разному организуют виртуальное
адресное пространство.

9.  Страничная виртуальная память
 Сегментная виртуальная память
 Сегментно-страничная виртуальная память
Для временного хранения страниц и сегментов
на диске отводится либо специальная область,
либо файл, который называют областью или
файлом свопинга.

10. Адресное пространство каждого процесса и
оперативная память делятся на виртуальные
страницы фиксированного размера.
Для каждого процесса создаётся таблица страниц.
Достоинства:
 быстрое преобразование виртуальных адресов в
физические
 высокая скорость обмена данных между
оперативной памятью и жёстким диском
Недостатки:
 сложность организации совместного использования
данных различными потоками
 сложность организации защиты данных

12. Адресное пространство каждого процесса делится на
сегменты плавающего размера по смыслу.
Для каждого процесса создаётся таблица сегментов.
Достоинства:
 возможность при запуске программы на исполнение
размещать её в памяти не целиком, а по мере
необходимости
 возможность разделения некоторых программных
модулей
Недостатки:
 избыточность перемещаемых данных
 фрагментация оперативной памяти

14. Адресное пространство каждого процесса делится на
сегменты, а каждый сегмент делится на страницы
фиксированного размера.
Достоинства:
 сокращение числа обращений к отсутствующим
страницам
 страницы исполняемого сегмента могут находиться в
памяти не рядом друг с другом, а россыпью
 минимизация фрагментации оперативной памяти
Недостатки:
 большая задержка доступа к памяти
 значительные затраты вычислительных ресурсов
 трудность реализации

15. Номер сегмента
Номер
виртуальной страницы
Расстояние
от начала сегмента
Номер физической
страницы Cмещение
Виртуальный адрес
Таблица страницТаблица сегментов
Физический адрес

16.  КЭШ-память – это совокупность записей обо
всех загружаемых в неё элементах данных
из оперативной памяти.
Каждая запись КЭШ-памяти включает в себя:
 значение элемента данных
 адрес, который он имеет в оперативной
памяти
 дополнительную информацию, необходимую
для работы алгоритма замещения данных в
КЭШ-памяти

17.  Механизм сквозной записи
КЭШ-промах: запись только в оперативную
память
КЭШ-попадание: одновременная запись и в
оперативную, и в КЭШ-память
 Механизм обратной записи
КЭШ-промах: запись только в оперативную
память
КЭШ-попадание: запись только в КЭШ-память

18.  КЭШирование со случайным
отображением
 КЭШирование с детерминированным
отображением
 Смешанный подход: сочетание
вышеназванных схем