Страничная организация памяти. Управление виртуальной памятью. Замещение страниц

Определение операционной системы. Функции ОС

ОС – это комплекс системных программ, кот. являются интерфейсом между компом и пользователем и предназначены для наиб. эффективного использования ресурсов компа и организации надежных вычислений.

Функции:

1.прием от пользователя заданий или команд, сформированных на соответствующем языке, и их обработка;

2.загрузка в ОП подлежащих исполнению прог;

3.распределение памяти и организация виртуальной памяти;

4.запуск прог, т.е. передача управления (от ОС к выполняемой проге);

5.обслуживание операций ввода/вывода;

6.обеспечение режима мультипрограммирования (организация выполнения 2х и более прог на одном процессоре, создающие видимость их одновременного выполнения);

7.защита одной проги от влияния другой, обеспечение сохранности данных, защита самой ОС от выполняемых на компе прог;

8.авторизация и аутентификация пользователей. Аутент. – проверка имени пользователя и его пароля на правильность. Авториз. – назначение прав, определяющих, что может пользователь делать на компе после успешной аутентиф.

Страничная организация памяти. Управление виртуальной памятью. Замещение страниц.

Адресное пространство ОП и внешн. памяти разбивается на блоки фиксированного размера (от 2Кб), называемые страничными рамками (frame). Логическое пространство программы также разбивается на блоки фиксированного размера, называемые страницами (page). Размеры страничных рамок и страниц совпадают. Процесс загружается в память постранично. Каждый адрес, генерируемый процессором, состоит из 2х частей: номера рамки (page number – физ адрес первой ячейки в странице) и смещения в пределах страницы (offset). Таблица страниц содержит начальные адреса всех страничных рамок, в кот размещены проги. Физический адрес определяется путем сложения начального адреса страничной рамки и смещения.

ОП разбивается на физ. страницы, прога – на виртуальные. Часть виртуальных страниц расположено в ОП, часть во внешн (файл подкачки). В таблице страниц регистрируется место нахождения страницы (1бит, 1 – в ОП, 0 – во внешн). Уровни доступа к странице: только чтение, чтение и запись, только выполнение.

Виртуальная память (процесс) – технология, кот позволяет выполнять процесс, кот может только частично располагаться в ОП. Вирт. память позволяет выполнять проги, размер кот больше размера ОП. Цель вирт. пам. – хранить в памяти мультипрограммную смесь.

Перемещение страниц по запросу. Вирт. память использует страничную организацию памяти, совмещенную со свопингом (перекачкой) страниц. Свопингу подвергаются только те страницы, кот необходимы процессору. В случае, если проц попытается использовать страницу, кот нет в ОП, возникнет страничная недостаточность, что вызовет прерывание.

Этапы обработки страничной недостаточности:

1.процесс выполнения проги прерывается и управление передается ОС;

2.необходимая страница находится во внешн памяти;

3.отыскивается свободная страница в ОП;

4.требуемая страница загружается в ОП;

5.редактируется таблица страниц;

6.передается управление прерванному процессу.

Замещение страниц. В процессе обработки страничной недостаточности ОС может обнаружить, что все страницы заняты, возникает необходимость замещения страниц. Выбирается страница-жертва, кот перемещается в файл подкачки, на ее место загружают нужную страницу. Страницу-жертву можно и не копировать в файл подкачки, если за время ее использования не было сделано никаких изменений, но тогда должен учитываться факт модификации в таблице страниц.

Выбор страницы-жертвы:

1.FIFO- жертва – самая старая страница, т.е. с каждой страницей должно ассоциироваться время, когда она была помещена в ОП;

2.жертва – страница, на кт не было ссылки на протяжении наиболее длительного периода, с каждой страницей должно ассоциироваться время последнего обращения к ней.

Поиск по сайту: