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

87 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

72420. Закачування файлів за допомогою програм Teleport Pro та FlashGet 519.5 KB
  Teleport Pro – це переглядач offline, має можливість віддзеркалювання вузла, автоматизований інструмент в Інтернеті, багатопотоковий web-павук. Він дозволяє повністю завантажити на комп’ютер весь web-вузол (з усіма каталогами, файлами та їх зв’язками), указані файли разом з їх зв’язками, або окремі файли при високих швидкостях виконання.
72421. Знайомство з ICQ 84.5 KB
  Програма ICQ призначена для більш динамічного спілкування через Інтернет ніж інші розглянуті вище програми. Якщо електронну пошту можна порівняти зі звичайною, а підписку на групи новин - з підпискою на газети, то ICQ скоріш нагадує телефон, тільки спілкування зазвичай відбувається не голосом...
72422. Налагодження віддаленого з’єднання із сервером 233.5 KB
  В 80-х роках американська фірма Hayes випустила перший модем для комп’ютера IBM PC. Звичайно ж телефонні лінії розроблялися для передачі на відстань тільки звуків людського голосу. Взагалі кажучи, природні звуки характеризуються тональністю і інтенсивністю, які безперервно змінюються.
72423. Комунікаційні утиліти для роботи в мережі 306 KB
  До складу операційної системи Windows включений ряд комунікаційних утиліт, які дозволяють визначити значення параметрів IP- конфігурації (ipconfig), перевірити працездатність з’єднання з віддаленим вузлом (ping), прослідкувати маршрут проходження пакетів до віддаленого вузла (tracert).
72424. Робота з браузером Microsoft Internet Explorer 272 KB
  Мета роботи – уміти підготувати програму Internet Explorer до роботи, налагоджувати її параметри, проводити пошук потрібної інформації в мережі Internet з використанням методики пошуку, яка включає правила формування запиту на пошук, методи звуження області пошуку...
72425. Програма електронної пошти Outlook Express 420.5 KB
  Мета роботи - уміти підготувати програму Outlook Expres до роботи; налагоджувати її параметри; сформувати нові повідомлення; пересилати вкладені файли по E-mail; одержувати вхідну пошту; працювати з адресною книгою.
72426. Робота з FTP архівами 136.5 KB
  Файлові архіви Internet називають ще FTP-архівами за іменем протоколу обміну інформацією – File Transfer Protocol. Цей протокол дозволяє передавати двійкові файли, тобто файли довільних типів, а не тільки текстові.
72427. Регулювання підшипників маточин колі 1.03 MB
  Мета: Ознайомитись з методикою та основними видами робіт, що виконуються при регулюванні та мащенні підшипників маточин коліс. Розвинути у студентів практичні навички та технічне мислення у проведені регулювання та мащення підшипників маточин коліс.
72428. Статистика как общественная наука. Предмет, метод и задачи статистики. Основные понятия, используемые статистикой 618.5 KB
  Для отражения экономического состояния и учёта всех тенденций развития явлений в статистике применяются методы: массовое статистическое наблюдение; обобщающие показатели; система показателей характеризующих объект со всех сторон; таблицы и графики система национальных счетов.