69759

Сторінково-сегментна організація пам’яті

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Оскільки сегменти мають змінну довжину і керувати ними складніше, чиста сегментація зазвичай не настільки ефективна, як сторінкова організація. З іншого боку, видається цінною сама можливість використати сегменти як блоки пам’яті різного призначення змінної довжини.

Украинкский

2014-10-09

52 KB

2 чел.

Тема 7. Сторінково-сегментна організація пам'яті

Базові принципи

Оскільки сегменти мають змінну довжину і керувати ними складніше, чиста сегментація зазвичай не настільки ефективна, як сторінкова організація. З іншого боку, видається цінною сама можливість використати сегменти як блоки пам'яті різного призначення змінної довжини.

Для того щоб об'єднати переваги обох підходів, у деяких апаратних архітектурах (зокрема, в ІА-32) використовують комбінацію сегментної та сторінкової організації пам'яті. За такої організації перетворення логічної адреси у фізичну відбувається за три етапи.

  1.   У програмі задають логічну адресу із використанням сегмента і зсуву.
  2.   Логічну адресу перетворюють у лінійну (віртуальну) адресу за правилами, заданими для сегментації.
  3.   Віртуальну адресу перетворюють у фізичну за правилами, заданими для сторінкової організації.

Таку архітектуру називають сторінково-сегментною організацією пам'яті.

Перетворення адрес в архітектурі ІА-32

Розглянемо особливості реалізації описаних трьох етапів перетворення адреси в архітектурі ІА-32.

  1.  Машинна мова архітектури ІА-32 (а, отже, будь-яка програма, розроблена для цієї архітектури) оперує логічними адресами. Логічна адреса, як було зазначено раніше, складається із селектора і зсуву.
  2.  Лінійна або віртуальна адреса — це ціле число без знака завдовжки 32 біти. За його допомогою можна дістати доступ до 4 Гбайт комірок пам'яті. Перетворення логічної адреси в лінійну відбувається всередині пристрою сегментації (segmentation unit) за правилами перетворення адреси на базі сегментації, описаними раніше.
  3.  Фізичну адресу використовують для адресації комірок пам'яті в мікросхемах пам'яті. її теж зображають 32-бітовим цілим числом без знака. Перетворення лінійної адреси у фізичну відбувається всередині пристрою сторінкової підтримки (paging unit) за правилами для сторінкової організації пам'яті (лінійну адресу розділяють апаратурою на адресу сторінки і сторінковий зсув, а потім перетворюють у фізичну адресу із використанням таблиць сторінок, кеша трансляції тощо).

Формування адреси у разі сторінково-сегментної організації пам'яті показане нарис. 8.10.

Необхідність підтримки сегментації в ІА-32 значною мірою є даниною традиції (це пов'язано з необхідністю зворотної сумісності зі старими моделями процесорів, у яких була відсутня підтримка сторінкової організації пам'яті). Сучасні ОС часто обходять таку сегментну організацію майже повністю, використовуючи в системі лише кілька загальних сегментів, причому кожен із них задають селектором, у дескрипторі якого поле base дорівнює нулю, а поле limit — максимальній адресі лінійної пам'яті. Зсув логічної адреси завжди буде рівний лінійній адресі, а отже, лінійну адресу можна буде формувати у програмі, фактично переходячи до чисто сторінкової організації пам'яті.

Контрольні питання:

1. Сторінково-сегментна організація пам'яті.

2. Перетворення адрес в архітектурі ІА-32.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24542. Сетевые операционные системы: функциональные компоненты и варианты построения 46.02 KB
  Сетевые операционные системы: функциональные компоненты и варианты построения.3 Сетевые операционные системы. Различают сетевые и распределенные ОС. Распределенная ОС предоставляет пользователю сетевые ресурсы в виде ресурсов единой централизованной виртуальной машины.
24543. Одноранговые и серверные операционные системы 79.16 KB
  В зависимости от того как распределены функции между компьютерами сети они могут выступать в трех разных ролях: выделенный сервер сети компьютер обслуживающий запросы других компьютеров т. В одноранговых сетях рабочих группах на все компьютеры устанавливается такая ОС которая предоставляет всем компьютерам в сети потенциально равные возможности. Схема одноранговой сети При потенциальном равноправии всех компьютеров в одноранговой сети часто возникникает функциональная несимметричность которая обусловлена тем что одни компьютеры...
24544. Принципы построения ОС 15.76 KB
  Принципы построения ОС.1 Принципы построения ОС. Однако в их основу положены общие принципы перечисленные ниже. Принцип модульности.
24545. Виды программных модулей 48.36 KB
  никакие внешние события не могут прервать работу модуля и он непрерывно выполняется от начала до конца. Структура привилегированного модуля приведена на рис. Структура привилегированного модуля Непривилегированные модули это обычные программные модули которые могут быть прерваны во время своей работы.2 приведен пример использования реентерабельного модуля В процессами А и С.
24546. Ядро и вспомогательные модули ОС 95.57 KB
  Ядро и вспомогательные модули ОС.3 Ядро и вспомогательные модули операционной системы. Все модули ОС разделяются на две группы: ядро и вспомогательные модули. Ядро наиболее часто используемые модули ОС выполняющие основные ее функции: управление процессами памятью устройствами ввода вывода и т.
24547. Классическая архитектура ОС 26.18 KB
  Для надежной и безопасной работы ОС ее ядро должно иметь более высокие привилегии по сравнению со вспомогательными модулями самой ОС и пользовательскими приложениями рис. Привилегии ядра обеспечиваются средствами аппаратной поддержки процессора который должен поддерживать как минимум два режима работы: пользовательский режим user mode; привилегированный режим ядра kernel mode. Ядро ОС в привилегированном режиме При обращении к ядру происходит переход из пользовательского режима работы в привилегированный что требует дополнительных...
24548. Микроядерная архитектура ОС 70.66 KB
  В микроядерной архитектуре в привилегированном режиме работает только небольшая часть ОС называемая микроядром. Роль посредника при взаимодействии выполняет микроядро. Микроядро в привилегированном режиме имеет доступ к адресным пространствам всех приложений и поэтому может выступать в качестве посредника. Микроядро принимает сообщение клиента и передает его серверу.
24549. В чем заключается принцип безопасности и как он обеспечивается операционной системой 14.52 KB
  В чем заключается принцип безопасности и как он обеспечивается операционной системой 3.6 Обеспечение безопасности вычислительной системы. Под обеспечением безопасности вычислительной системы понимается защита от несанкционированного доступа к информации а также к программным модулям защита ресурсов одного пользователя от других и установление квот по ресурсам для предотвращения захвата одним пользователем всех системных ресурсов например памяти. Уровни безопасности вычислительных систем обозначаются A B C D причем D низший уровень...
24550. Что такое мультипрограммирование (многозадачность). Реализация мультипрограммирования в системах пакетной обработки, разделения времени, реального времени 54.02 KB
  Что такое мультипрограммирование многозадачность Реализация мультипрограммирования в системах пакетной обработки разделения времени реального времени. При реализации мультизадачности существуют разные критерии эффективности: пропускная способность количество задач выполняемых ВС в единицу времени; удобство работы пользователей заключающееся в их возможности работать в интерактивном режиме сразу с несколькими приложениями; реактивность системы способность системы выдерживать заранее заданные интервалы времени между запуском...