31. Логическая структура основной и виртуальной памяти

Структурно основная память состоит из миллионов отдельных однобайтовых ячеек памяти. Каждая ячейка памяти имеет свой уникальный адрес. Основная память компьютера делится на две логические области: непосредственно адресуемую память и расширенную память, доступ к ячейкам которой возможен при использовании специальных программ-драйверов или в защищенном режиме работы микропроцессора. Виртуальная память создается при недостаточном объеме оперативной памяти,  не позволяющем разместить в ней сразу всю необходимую информацию для выполняемого задания. В режиме виртуальной памяти пользователь имеет дело не с физической ОП, действительно имеющейся в ПК, а с виртуальной одноуровневой памятью, емкость которой равна всему адресному пространству микропроцессора. На всех этапах подготовки программы, включая ее загрузку в оперативную память, в программе используются виртуальные адреса, и лишь при непосредственном исполнении машинной команды выполняется преобразование виртуальных адресов в реальные физические адреса ОП. При этом реально программа может размещаться частично в ОП, частично во внешней памяти на жестком диске. Технология организации виртуальной памяти следующая. Физические оперативная и дисковая (привлеченная к задаче) память и виртуальная память разбиваются на страницы одинакового размера по 4 Кбайт. Страницам виртуальной и физической памяти присваиваются номера, которые сохраняются одними и теми же на весь период решения задачи. Операционная система формирует две таблицы: ● страниц виртуальной памяти,  ● физического размещения страниц, и устанавливает логические связи между ними.

31. Механизм отображения виртуальных адресов в физические

Важным компонентом менеджера виртуальной памяти является система  или функция отображения (трансляции) адресов. Механизм преобразования виртуальных адресов в физические должен предусматривать ведение таблиц, показывающих, какие области виртуальной памяти в текущий момент находятся в  физической памяти и где именно размещаются. Если бы такое отображение осуществлять побайтно, то информация об отображении была бы велика, и для ее хранения потребовалось бы больше реальной памяти, чем для процессов.  Необходим  способ, позволяющий существенно сократить объем информации отображения. Поэтому  обычно отображаемая  информация группируется в блоки (программа занимает целое количество блоков памяти). Чем больше размер блоков, тем меньше затрат на механизм отображения. Но увеличиваются затраты на обмен с внешней памятью. Если блоки памяти могут иметь переменный размер, то говорят о сегментной организации виртуальной памяти.Если блоки имеют фиксированный размер, то говорят о страничной организации виртуальной памяти.

31. Страничная таблица и карта диска

Виртуальное пространство полностью описывается двумя таблицами: страничной таблицей и картой диска. Таблица страниц определяет, какие виртуальные страницы находятся в основной памяти и в каких физических фреймах, а карта диска содержит информацию о секторах диска, где хранятся виртуальные страни­цы на диске.Число записей в страничной таблице равно количеству виртуальных страниц. Каждая запись содержит поле номера физической страни­цы и четыре признака : признак присутствия, признак использования страницы, признак модификации, признак прав доступа.