24522

Понятие виртуальной памяти, ее назначение. Свопинг

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Понятие виртуальной памяти ее назначение. Понятие виртуальной памяти. Необходимым условием для того чтобы программа могла выполняться является ее нахождение в оперативной памяти. Уже давно пользователи столкнулись с проблемой размещения в памяти программ размер которых превышает имеющуюся в наличии свободную память.

Русский

2013-08-09

14.41 KB

79 чел.

Вопрос 27. Понятие виртуальной памяти, ее назначение. Свопинг.

§5.3.2.1. Виртуальная память.

Понятие виртуальной памяти.

Необходимым условием для того, чтобы программа могла выполняться, является ее нахождение в оперативной памяти. Уже давно пользователи столкнулись с проблемой размещения в памяти программ, размер которых превышает имеющуюся в наличии свободную память. Данная проблема решается путем использования виртуальной памяти. Виртуальным называется ресурс, который пользователю или пользовательской программе представляется обладающим свойствами, которыми он в действительности не обладает.

Механизм использования виртуальной памяти основан на том, что когда имеющейся оперативной памяти недостаточно, образы неактивных процессов целиком или частично временно выгружаются на диск. К неактивным относятся приостановленные процессы, ожидающие завершения ввода-вывода или освобождения ресурсов, а также процессы в состоянии готовности, стоящие в очереди к процессору. Образы таких неактивных процессов могут быть временно выгружены на диск. Когда подходит очередь выполнения выгруженного процесса, его образ возвращается с диска в оперативную память. Если при этом обнаруживается, что свободного места в оперативной памяти не хватает, то на диск выгружается другой процесс.

То есть ОС производит подмену оперативной памяти дисковой памятью. Пользователь пишет программу, а транслятор, используя виртуальные адреса, переводит ее в машинные коды так, как будто в распоряжении программы имеется однородная оперативная память большого объема. В действительности же все коды и данные, используемые программой, хранятся на диске и только при необходимости загружаются в реальную оперативную память. Виртуальная память работает значительно медленнее, чем реальная оперативная память.

Виртуальная память – это совокупность программно-аппаратных средств, позволяющих использовать прикладные программы, размер которых превосходит имеющуюся оперативную память.

Виртуальная память решает следующие задачи:

- размещение данных в запоминающих устройствах разного типа, например часть кодов программы в оперативной памяти, а часть на диске;

- выбор образов процессов или их частей для перемещения из оперативной памяти на диск и обратно;

- перемещение по мере необходимости данных между памятью и диском;

- преобразование виртуальных адресов в физические.

Все эти действия выполняются автоматически, без участия программиста.

Виртуализация памяти может быть осуществлена на основе двух различных подходов:

- свопинг (swapping) – образы процессов выгружаются на диск и возвращаются в оперативную память целиком;

- виртуальная память (virtual memory) – между оперативной памятью и диском перемещаются части (сегменты, страницы и т. п.) образов процессов.

Свопинг (подкачка) представляет собой частный случай виртуальной памяти, он более прост в реализации. Однако свопингу свойственна избыточность, поскольку когда ОС решает активизировать процесс, для его выполнения, как правило, не требуется загружать в оперативную память все его сегменты полностью. Аналогично при освобождении памяти для загрузки нового процесса обычно не требуется выгружать предыдущий процесс на диск целиком, достаточно вытеснить на диск только часть его образа. Перемещение избыточной информации замедляет работу системы, а также приводит к неэффективному использованию памяти.

Из-за этих недостатков свопинг как основной механизм управления памятью почти не используется в современных ОС. На смену ему пришел более совершенный механизм виртуальной памяти.

Наиболее распространенными реализациями виртуальной памяти являются страничное, сегментное и странично-сегментное распределение памяти.

Страничная виртуальная память организует перемещение данных между памятью и диском страницами – частями виртуального адресного пространства, фиксированного и сравнительно небольшого размера.

Сегментная виртуальная память предусматривает перемещение данных сегментами – частями виртуального адресного пространства произвольного размера, полученными с учетом смыслового значения данных.

Сегментно-страничная виртуальная память использует двухуровневое деление: виртуальное адресное пространство делится на сегменты, а затем сегменты делятся на страницы. Единицей перемещения данных здесь является страница. Этот способ управления памятью объединяет в себе элементы обоих предыдущих подходов.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24828. Перов Василий Григорьевич 345.5 KB
  Основной идеей картины является стремление показать отсутствие милосердия и благожелательности у тех кому самим Богом предопределено их проявлять и настаивать на этих добродетелях свою паству.Основной конфликт картины сосредоточен вокруг двух жестов: просящем со стороны нищего и отталкивающем со стороны хозяйки.Желая подчеркнуть идею картины мастер с глубоким пониманием человеческой психики детально передаёт в свойственной ему манере написания образы героев включая их жесты и мимику и окружающее их пространство.На заднем плане картины...
24829. Плоскосто́пие — изменение формы стопы 13.71 KB
  Статическое плоскостопие встречающееся наиболее часто 821 возникает вследствие слабости мышц голени и стопы связочного аппарата и костей. К внутренним причинам способствующим развитию деформаций стоп относится также наследственное предрасположение к внешним причинам перегрузка стоп связанная с профессией женщина с нормальным строением стопы 7 8 часов проводящая за прилавком или в ткацком цехе может со временем приобрести это заболевание ведением домашнего хозяйства ношение нерациональной обуви узкой неудобной....
24830. Проводы покойника 1865 319.5 KB
  Художник почти не показывает лица но он показывает всю силу ее страдания. Художник выделяет интенсивным темным пятном собачку: она выбивается пятном явся контрастом чтобы подчеркнуть скорбное молчание людей.
24831. Бурлаки на Волге 1870-1873 3.18 MB
  Репин: его поразили виденные типы и характеры в нем жива была потребность нарисовать далекую безвестную русскую жизнь и он сделал из своей картины такую сцену для которой ровню сыщешь разве только в глубочайших созданиях Гоголя. Один только шумит и задорно кипятится мальчик в длинных белых космах и босиком являющийся центром и шествия и картины и всего создания. Его яркая розовая рубашка раньше всего останавливает глаз зрителя на самой середине картины а его быстрый сердитый взгляд его своенравная бранящаяся на всех словно...
24832. Василий Григорьевич ПЕРОВ 85.5 KB
  В 1870е годы бытовой жанр Перова приобрел новое направление. Вклад Перова в искусство середины XIX века чрезвычайно весом. Путь Перова в искусстве это путь постоянного поиска он не боялся меняться без сожаления оставлял области где удалось снискать славу. Во время преподавания в Московском училище живописи ваяния и зодчества у Перова было много учеников которые впоследствии стали известными русскими художниками: М.
24833. Василий Перов 275 KB
  Голод холод нужда вот что ожидало большую часть детей. Во многих семьях детей попросту не могли прокормить даже если ребята трудились наравне со взрослыми. На самом деле многие мастеровые нагружали детей таким адским трудом что они просто не выживали болели и умирали от адской работы. Раннее морозное утро город покрыт густым серым туманом по снежной улице трое изможденных детей тянут на санях бочку с водой .
24834. Влади́мир Его́рович Мако́вский 186.5 KB
  Его отец Егор Иванович Маковский человек умный образованный и богато одаренный на свои скромные средства он служил бухгалтером Экспедиции Кремлевских строений составил значительное собрание редких высокохудожественных гравюр и картин. Маковский затронул и показал жизнь почти всех социальных групп и сословий России.
24835. Земство обедает 1.14 MB
  Художник показывает неравноправное положение членов земской управы простым сюжетным ходом – земство обедает соответственно своему социальному положению.
24836. «Иван Грозный и его сын Иван», 1883- 1885, 371 KB
  Обезумевший от гнева старик ударил тяжелым жезлом своего сына в висок. Другою рукою прижимает он сына к себе и целует его испачкав свое лицо в кровь. Кстати лицо сына Репин писал с писателя Гаршина лицо которого по мнению живописца выражало безропотную обреченность и великую жертвенность. Мы видим безумные глаза Грозного волосы вставшие от ужаса дыбом судорожно обнимающие тело сына руки.