1. Поколения вычислительных машин. 5
 Скачать 2.93 Mb.
|
39. Виртуальная память и организация защиты памяти.Виртуальная память — метод управления памятью компьютера, позволяющий выполнять программы, требующие больше оперативной памяти, чем имеется в компьютере, путем автоматического перемещения частей программы между основной памятью и вторичным хранилищем (например, жёстким диском). Для выполняющейся программы данный метод полностью прозрачен и не требует дополнительных усилий со стороны программиста, однако реализация этого метода требует как аппаратной поддержки, так и поддержки со стороны операционной системы. В системе с виртуальной памятью используемые программами адреса, называемые виртуальными адресами, транслируются в физические адреса в памяти компьютера. Трансляцию виртуальных адресов в физические выполняет аппаратное обеспечение, называемое блоком управления памятью. Для программы основная память выглядит как доступное и непрерывное адресное пространство либо как набор непрерывных сегментов, вне зависимости от наличия у компьютера соответствующего объёма оперативной памяти. Управление виртуальными адресными пространствами, соотнесение физической и виртуальной памяти, а также перемещение фрагментов памяти между основным и вторичным хранилищами выполняет операционная система. Применение виртуальной памяти позволяет: · освободить программиста от необходимости вручную управлять загрузкой частей программы в память и согласовывать использование памяти с другими программами · предоставлять программам больше памяти, чем физически установлено в системе · в многозадачных системах изолировать выполняющиеся программы друг от друга путём назначения им непересекающихся адресных пространств Защита памяти - избирательная способность предохранять выполняемую задачу от записи или чтения памяти предназначенной другой программе. Защищенный режим (режим защищенного виртуального адреса) - режим работы процессора. Методы: 1. Защита отдельных ячеек памяти - выделение в каждой ячейке памяти специального "разряда защиты". Установка этого разряда в "1" запрещает производить запись в данную ячейку, что обеспечивает сохранение рабочих программ. Недостаток такого подхода - большая избыточность в кодировании информации из-за излишне мелкого уровня защищаемого объекта (ячейка). 2. Метод _ граничных регистров заключается во введении двух граничных регистров, указывающих верхнюю и нижнюю границы области памяти, куда программа имеет право доступа. 3. Метод ключей защиты - память в логическом отношении делится на одинаковые блоки, например, страницы. Каждому блоку памяти ставится в соответствие код - ключ защиты памяти, а каждой программе, принимающей участие в мультипрограммной обработке, присваивается код ключа программы. Доступ программы к данному блоку памяти для чтения и записи разрешен, если ключи совпадают или один из них имеет код 0 . 40. Особенности процессорных архитектур. CISC и RISC архитектура. CISC-процессоры Вычисления со сложным набором команд. Процессорная архитектура, основанная на усложненном наборе команд. Типичными представителями CISC являются микропроцессоры семейства x86 (хотя уже много лет эти процессоры являются CISC только по внешней системе команд: в начале процесса исполнения сложные команды разбиваются на более простые микрооперации (МОП), исполняемые RISC-ядром). RISC-процессоры Вычисления с упрощенным набором команд (в литературе слово reduced нередко ошибочно переводят как «сокращённый»). Архитектура процессоров, построенная на основе упрощенного набора команд, характеризуется наличием команд фиксированной длины, большого количества регистров, операций типа регистр-регистр, а также отсутствием косвенной адресации. 41. Дисковые массивы и уровни RAID.RAID - дисковый массив (связка, комплекс) из нескольких жестких дисков. Служит для повышения надежности хранения данных и/или для повышения скорости записи/чтения информации. Другими словами, связка из дисков ускоряет работу или повышает безопасность данных (настраивается пользователем). Конфигурации рейда отмечаются номерами 0, 1, 2, 3, 4 и т.д. Самые популярные: RAID 0 - используют чётное количество жестких дисков. Запись файла идет сразу на два диска одновременно, тем самым увеличивая последовательную скорость записи\чтения (в случае, когда мы считываем информацию с RAID 0). Плюсом является скорость. Проблемой является то, что при выходе из строя одного диска, файл будет битым, так как его часть хранилась, на вышедшем из строя диске. RAID 1 - используют чётное количество жестких дисков. Диски, работающие синхронно, то есть полностью дублирующие друг друга (Информация с компа копируется в RAID 1(состоящий из дисков А и Б). Там идет запись на диск А, а потом с диска А, она копируется на диск Б) - соответственно имея два диска по 1ТБ каждый, RAID 1 из этих дисков будет уметь в объеме только половину от их общего объема, то есть 1ТБ. Самый надежный способ защитить информацию от сбоя одного из дисков. Из-за высокой стоимости обычно используется при хранении очень важных данных RAID 10, - комбинация двух первых вариантов. (Массив RAID0 из массивов RAID1). Имеет все скоростные преимущества RAID0 и преимущество надежности RAID1, сохраняя недостаток - высокую стоимость дискового массива, так как эффективная ёмкость массива равна половине ёмкости использованных в нём дисков. Для создания такого массива требуется минимум 4 диска. (При этом их число должно быть чётным). RAID 5 и RAID 6 используются компаниями для хранения большого количества информации: RAID 5 - массив, также использующий распределенное хранение данных аналогично RAID 0 (и объединение в один большой логический диск) + распределенное хранение кодов четности для восстановления данных при сбоях. Плюсом этого варианта является то, что доступная для пользователя ёмкость массива уменьшается на емкость лишь одного диска, хотя надежность хранения данных ниже, чем у RAID 1. По сути, является компромиссом между RAID0 и RAID1, обеспечивая достаточно высокую скорость работы при неплохой надежности хранения данных. При отказе одного диска из массива данные могут быть восстановлены без потерь в автоматическом режиме. Минимальное количество дисков для такого массива - 3. RAID 6 - аналог RAID5 c большим уровнем избыточности - информация не теряется при отказе двух любых дисков, соответственно, общая ёмкость массива уменьшается на ёмкость двух дисков. Минимальное количество дисков, необходимое для создания массива такого уровня - 4. Скорость работы в общем случае примерно аналогична RAID5. Рекомендуется для применений, где важна максимально высокая надёжность. |