Билет 57. Управление оперативной памятью — КиберПедия 

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Билет 57. Управление оперативной памятью



Основные задачи:

1.Контроль состояния каждой единицы памяти (свободна/распределена). Система должна обладать информацией о том, какая единица памяти свободна, какая занята, кем и почему. Соответственно эта функция совместно обеспечивается как аппаратурой компьютера, так и программным обеспечением ОС. ОС создает для этих целей специальные таблицы.

2.Стратегия распределения памяти. Надо выбрать правила, по которым принимать решения : когда кому и сколько памяти должно быть выделено.

3.Выделение памяти. Принятие решения о выделении конкретного объема памяти для потребителя.

4.Стратегия освобождения памяти (процесс освобождает, ОС “забирает” окончательно или временно). Одна из самых важных функций. Выбор стратегии, на основании которой система принимает решения о том, что память надо отобрать на время (при появлении более приоритетного процесса) или навсегда.

 

Поговорим о стратегиях и методах управления. Рассмотрим целый сектор различных методов. Некоторые старые стратегии управления памятью используются и сейчас, например в мобильных телефонах.

Стратегии и методы управления:

Одиночное непрерывное распределение.

Распределение разделами.

Распределение перемещаемыми разделами.

Страничное распределение.

Сегментное распределение.

Сегменто-страничное распределение.

 

План рассмотрения стратегий управления:

Основные концепции.

Необходимые аппаратные средства. (необходимое аппаратное обеспечение)

Основные алгоритмы.

Достоинства, недостатки.

Одиночное непрерывное распределение

             
   
     
Реально используется
 
Доступно (выделено)
 
     
Выделено, но не используется
 
 

 


ОП делится на 2 области. В одной находится ОС, другая предназначена для задач пользователя. (предполагается однопроцессная система.)

Необходимые аппаратные средства:

 

Регистр границ + режим ОС / режим пользователя. (В регистре границ находится граница между ОС и пользовательской частью ОП)

Если ЦП в режиме пользователя попытается обратиться в область ОС, то возникает прерывание.

В режиме ОС мы можем обращаться в любую точку ОП, если мы находимся в пользовательском режиме, то запрошенный адрес сравнивается с содержимым регистра границ, и , если он окажется меньше, т.е. Мы хотим обратиться в часть ОП, занятую под ОС, то выдается прерывание.

Алгоритм – процесс заканчивается, мы меняем на следующий.



Достоинства: простота.

Недостатки:

Они следуют из организации.

1.Часть памяти просто не используется. (Внешняя фрагментация)

2.Процессом/заданием память занимается все время выполнения. Внутренняя фрагментация заключается в том, что вся область памяти, которую процесс занимает, занимается процессом на всё время его выполнения. Это означает, что достаточно большие области памяти, которые заняты процессом, не используются., т.к. обычно управление достаточно локализовано. Т.е. неэффективность работы с памятью.

3.Ограничение на размеры процесса. Т.е. загрузить в эту систему процесс, превосходящий область памяти, мы не можем.

 

Распределение неперемещаемыми разделами

 

 

       
   
 

 


Суть: Есть ОС и оставшаяся физическая память. Оставшуюся физическую память делим на конкретное количество разделов. В каждом может быть свое задание и свой процесс. Внутри каждого раздела все аналогично рассмотренному выше примеру.

 

Необходимые аппаратные средства:

 

Необходимо наличие 2 регистров границ, т.к. необходимо обеспечить корректность как по отношению к другим пользовательским разделам, так и по отношению к ОС.

Недостатки:

а. перегрузка регистра границ при каждой смене контекста;

б. сложности при использовании каналов/процессоров ввода/вывода. Если процесс попытается читать не из своей области, то это тяжело отловить

1.Ключи защиты (PSW). Каждый раздел имеет свой ключ защиты, который проверяется при всех операциях чтения\записи . Это решает проблему б).

Алгоритмы: Модель статического определения разделов

. Сортировка входной очереди процессов по отдельным очередям к разделам. Вся очередь процессов разбивается на к очередей, с каждой из которых связан свой раздел. Процесс размещается в разделе минимального размера, достаточного для размещения данного процесса. В случае отсутствия процессов в каких-то под очередях – неэффективность использования памяти.



Недостаток: Может возникнуть ситуация, когда очередь больших процессов пуста, а в очереди маленьких процессов очень много процессов. А перегрузить мы не сможем.

 

Алгоритмы: Модель статического определения разделов

Б. Одна входная очередь процессов.

1. Освобождение раздела поиск (в начале очереди) первого процесса, который может разместиться в разделе.

Проблема: большие разделы маленькие процессы. Это несправедливо по отношению к большим процессам.

 

2. Освобождение раздела поиск процесса максимального размера, не превосходящего размер раздела.

Проблема: дискриминация “маленьких” процессов.

 

3. Оптимизация варианта 2. Каждый процесс имеет счетчик дискриминации. Если значение счетчика процесса ³ K, то обход его в очереди невозможен.

 

Достоинства:

Простое средство организации мультипрограммирования.

Простые средства аппаратной поддержки.

Простые алгоритмы.

Недостатки:

Внешняя Фрагментация.

Ограничение размерами физической памяти как внутри одного раздела, так и в целом

Весь процесс размещается в памяти – возможно неэффективное использование и внутренняя фрагментация.

Распределение перемещаемыми разделами

Система имеет фиксированное количество разделов. Через некоторое время ее использования начинается внешняя фрагментация.

Решение: перемещение разделов и освобождение одного большого куска. Но это требует очень больших затрат.

Необходимые аппаратные средства:

1.Регистры границ + регистр базы

2.Ключи + регистр базы

Алгоритмы: Аналогично предыдущему

Достоинства:

Потенциальная ликвидация внешней фрагментации

Недостатки:

Внутренняя фрагментация

Ограничение размером физической памяти

Затраты на перекомпоновку. Операция освобождения одного большого куска ОП очень тяжела.

 






Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...

Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...





© cyberpedia.su 2017 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав

0.013 с.