|
|
Управление памятью. Управление памятью Асылбаев И
Управление памятью
Выполнил: Асылбаев И.
Проверил: Курманбаев Азамат Кадыржанович
Управление памятью
- Оперативная память – важнейший ресурс вычислительной системы, требующий управления со стороны ОС. Причина – процессы и потоки хранятся и обрабатываются в оперативной памяти.
- Память распределяется между приложениями и модулями самой операционной системы.
- Функции ОС по управлению оперативной памятью:Отслеживание наличия свободной и занятой памяти;
- Контроль доступа к адресным пространствам процессов;
- 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.
- Часть ОС, которая отвечает за управление памятью, называется менеджером памяти.
Физическая организация памяти
Запоминающие устройства компьютера разделяют, как минимум, на два уровня: основную (главную, оперативную, физическую) и вторичную (внешнюю) память.
Основная память представляет собой упорядоченный массив однобайтовых ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный адрес (номер). Процессор извлекает команду из основной памяти, декодирует и выполняет ее. Для выполнения команды могут потребоваться обращения еще к нескольким ячейкам основной памяти. Вторичную память (это главным образом диски) также можно рассматривать как одномерное линейное адресное пространство, состоящее из последовательности байтов. В отличие от оперативной памяти, она является энергонезависимой, имеет существенно большую емкость и используется в качестве расширения основной памяти. Представление потоков в оперативной памяти
Для идентификации переменных и команд программы используются разные типы адресов:
- Символьные (имена переменных, функций и т.п.);
- Виртуальные – условные числовые значения, вырабатываемые компиляторами;
- Физические – адреса фактического размещения в оперативной памяти.
Виртуальная память
Разработчикам программного обеспечения часто приходится решать проблему размещения в памяти больших программ, размер которых превышает объем доступной оперативной памяти.
Развитие архитектуры компьютеров и расширение возможностей операционной системы по управлению памятью позволило переложить решение этой задачи на компьютер. Одним из подходов стало появление виртуальной памяти (virtual memory). Концепция работы с виртуальной памятью
- Информация, с которой работает активный процесс, должна располагаться в оперативной памяти.
- В схемах виртуальной памяти у процесса создается иллюзия того, что вся необходимая ему информация имеется в основной памяти.
-во-первых, занимаемая процессом память разбивается на несколько частей, например страниц;
-во-вторых, логический адрес (логическая страница), к которому обращается процесс, динамически транслируется в физический адрес (физическую страницу);
и наконец, в тех случаях, когда страница, к которой обращается процесс, не находится в физической памяти, нужно организовать ее подкачку с диска.
- Для контроля наличия страницы в памяти вводится специальный бит присутствия, входящий в состав атрибутов страницы в таблице страниц.
Кэширование данных
- Для ускорения доступа к данным используется принцип кэширования.
- В вычислительных системах существует иерархия запоминающих устройств:
- -верхний уровень – сверхоперативная память процессорного кэша.
- Каждый уровень играет роль кэша по отношению к нижележащему.
Кэширование данных
Каждая запись в кэш-памяти об элементе данных включает в себя:
- Значение элемента данных;
- Адрес, который этот элемент данных имеет в основной памяти;
- Дополнительную информацию, которая используется для реализации алгоритма замещения данных в кэше и включает признак модификации и актуальности данных.
Спасибо за внимание!!!
|
|
|
Скачать 352.33 Kb.