24520

Функции ОС по управлению памятью. Типы адресов. Преобразование адресов

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Сама ОС обычно располагается в самых младших или старших адресах памяти. Функциями ОС по управлению памятью являются: отслеживание свободной и занятой памяти; выделение и освобождение памяти для процессов; вытеснение процессов из оперативной памяти на диск когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов и возвращение их в оперативную память когда в ней освобождается место; настройка адресов программы на конкретную область физической памяти. Программист при написании программы в общем случае обращается...

Русский

2013-08-09

40.26 KB

40 чел.

Вопрос 25. Функции ОС по управлению памятью. Типы адресов. Преобразование адресов.

§5.1 Функции ОС по управлению памятью.

Память является важнейшим ресурсом, требующим тщательного управления со стороны мультипрограммной операционной системы. Распределению подлежит вся оперативная память, не занятая операционной системой.

Сама ОС обычно располагается в самых младших или старших адресах памяти. Функциями ОС по управлению памятью являются:

- отслеживание свободной и занятой памяти;

- выделение и освобождение памяти для процессов;

- вытеснение процессов из оперативной памяти на диск, когда размеры основной памяти не достаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место;

- настройка адресов программы на конкретную область физической памяти.

§5.2 Типы адресов.

Программист при написании программы в общем случае обращается к памяти с помощью неупорядоченных символьных имен (отдельные переменные, например элементы массива, могут иметь частичную упорядоченность). Имена переменных и входных точек программных модулей составляют неупорядоченное пространство символьных имен.

Процессор работает с физической оперативной памятью, извлекая из нее команды и данные и помещая в нее результаты вычислений. Физическая память представляет собой упорядоченное множество пронумерованных ячеек, к каждой из которых можно обратиться, указав ее порядковый номер (адрес). Количество ячеек физической памяти ограничено и фиксировано.

При работе памяти для идентификации переменных и команд используются символьные имена, виртуальные и физические адреса.

Символьные имена присваивает программист при написании программы на алгоритмическом языке или ассемблере.

Виртуальные адреса вырабатывает транслятор, переводящий программу на машинный язык. Так как во время трансляции в общем случае не известно, в какое место оперативной памяти будет загружена программа, то транслятор присваивает переменным и командам виртуальные (условные) адреса, обычно считая по умолчанию, что программа будет размещена, начиная с нулевого адреса.

Физические адреса соответствуют номерам ячеек оперативной памяти, где в действительности расположены или будут расположены переменные и команды.

Системное программное обеспечение должно связать каждое указанное пользователем символьное имя с физическим адресом ячейки памяти, то есть осуществить отображение пространства имен на физическую память компьютера. В общем случае это отображение осуществляется в два этапа (рис. 5.1): система программирования переводит символьное имя в виртуальный адрес, который затем преобразуется операционной системой в физический адрес.

Рис. 5.1. Типы адресов

Совокупность виртуальных адресов процесса называется виртуальным адресным пространством. Каждый процесс имеет собственное виртуальное адресное пространство (рис. 5.2). Диапазон возможных адресов виртуального пространства у всех процессов одинаков. Максимальный размер виртуального адресного пространства ограничивается разрядностью адреса, присущей данной архитектуре компьютера, и, как правило, не совпадает с объемом физической памяти, имеющимся в компьютере.

Совпадение виртуальных адресов переменных и команд различных процессов не приводит к конфликтам, так как в том случае, когда эти переменные одновременно присутствуют в памяти, операционная система отображает их на разные физические адреса.

Переход от виртуальных адресов к физическим может осуществляться двумя способами.

1. Преобразование виртуальных адресов в физические делает специальная системная программа – перемещающий загрузчик. Перемещающий загрузчик на основании имеющихся у него исходных данных о начальном адресе физической памяти, в которую предстоит загружать программу, и информации, предоставленной транслятором об адресно-зависимых константах программы, выполняет загрузку программы, совмещая ее с заменой виртуальных адресов физическими.

2. Программа загружается в память в неизмененном виде в виртуальных адресах, при этом операционная система фиксирует смещение действительного расположения программного кода относительно виртуального адресного пространства. Во время выполнения программы при каждом обращении к оперативной памяти выполняется преобразование виртуального адреса в физический.

Второй способ является более гибким, он допускает перемещение программы во время ее выполнения, в то время как перемещающий загрузчик жестко привязывает программу к первоначально выделенному ей участку памяти.

В некоторых случаях (обычно в специализированных системах), когда заранее точно известно, в какой области оперативной памяти будет выполняться программа, транслятор выдает исполняемый код сразу в физических адресах (пунктирная линия на рис. 5.1).

Рис. 5.2. Виртуальные адресные пространства нескольких программ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22064. Натурализм 36 KB
  оказал Фридрих Ницше 18441900. Сын пастора воспитанный в атмосфере протестантского благочестия и намеревавшийся изучать богословие Ницше однако решительно сменил теологический факультет Боннского университета на факультет классической филологии. Жизнь Ницше была по словам С. Первые симптомы ужасной болезни Ницше ощутил в 1873 г.
22065. Литература раннего Средневековья (ХII-ХIII вв.) 40 KB
  Литература раннего Средневековья ХIIХIII вв. Клирикальная литература В средневековой литературе Западной Европы христианская традиция преобладала над античной. На этапе раннего Средневековья было два основных потока литературы: литература устная и литература письменная. Куртуазная литература Начиная с XII века в Западной Европе возникает богатейшая литература на латинском и на национальных языках.
22066. Литература позднего Средневековья( XIV- XV вв.) 46.5 KB
  В культурной жизни Германии XV и XVI вв. Правда на закате Средних веков еще иногда раздавались в Германии голоса представителей рыцарской поэзии. В свою книгу Гуго вплетает многочисленные рифмованные поучения басни моральные аллегории притчи и шванки в которых с большим количеством реалистических деталей живо отражена жизнь средневековой Германии. Подобно своим предшественникам он развертывает широкую панораму неустройства царящего в Германии.
22067. Ренессанс 43 KB
  преобладали мотивы и формы Позднего Средневековья и в ряду европейских литератур эпохи Возрождения она была едва ли не самой старомодной то в XVII в. В эпоху Возрождения начало меняться общественное положение литератора произошло ускорение информационных процессов. Поэт Возрождения уже не ремесленник но творец. Именно этим смыслом и наполнена поэтическая тема уединения столь характерная для всех поэтов Возрождения.
22068. Гуманизм и Реформация 55 KB
  Ненависть народа направлена была также и против католической церкви которая пользуясь государственной слабостью Германии старалась выкачать из нее как можно больше денег. Города и прежде всего вольные города становились важнейшими очагами духовной жизни Германии вступившей в эпоху возрождения. По той резкости с какой наиболее воинствующие гуманисты Германии нападали на алчность развращенность и обскурантизм католического клира не щадя при этом официального богословия они несомненно превосходили своих итальянских учителей. Для...
22069. Методика і техніка організації експерименту 70.5 KB
  Методика і техніка організації експерименту План 1.Етапи проведення експерименту. Види експерименту і методика їх проведення.Типові помилки в проведенні експерименту.
22070. Обробка, аналіз та інтерпретація отриманої інформації 313.5 KB
  Потім близькі за смислом відповіді обєднуються і кожній групі приписується певний код. Таким чином при класифікації відкритих відповідей необхідно дотримуватися наступних правил: виділяти групи відповідей у відповідності до мети дослідження; всі відповіді в одній групі повинні мати загальну логічну і смислову основу; різні групи повинні розрізнятися чітко по смислу. Наприклад: середній бал у групі де ознаки мають такі варіації 54. Наприклад аналіз відвідування занять студентами 2х груп в першій групі 20 студентів в другій 30...
22071. ОФОРМЛЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ТЕОРЕТИКО-ЕКСПЕРТНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ 21.5 KB
  Загальні вимоги до оформлення науководослідної роботи. Правила оформлення науководослідної роботи. Літературне оформлення науководослідної роботи. Організація і методика науководослідницької діяльності.
22072. ДИПЛОМНА, МАГІСТЕРСЬКА РОБОТИ ЯК КВАЛІФІКАЦІЙНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ 1.3 MB
  ТЕМА: ДИПЛОМНА МАГІСТЕРСЬКА РОБОТИ ЯК КВАЛІФІКАЦІЙНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ План 1. Загальна характеристика дипломноїмагістерської роботи. Алгоритм написання магістерської роботи. Заключний етап роботи.