73 Проблемы динамического распределения памяти при сегментации. Сегментно-страничная организация памяти.

Основной проблемой сегментной организации памяти является неэффективное использование ОП (фрагментация на уровне сегментов).

Решение проблемы фрагментации

Периодическая дефрагментация – ОП смещает сегменты таким образом, чтобы ликвидировать зазоры между ними.

Недостаток: нерациональное использование ресурсов процессора.

Сегментно-страничная организация памяти

Устраняет проблему сегментной организации.

Принцип:

• размер сегмента выбирается кратным размеру страницы;

• сегмент всегда содержит целое число страниц.

Три ступени в иерархии доступа к данным:

сегмент > страница > слово.

Реализуется посредством иерархии таблиц программы.

Недостаток: потери времени на преобразование адреса (доступ к сегментной и одной из страничных таблиц).

Преобразование адреса

Сегментная таблица: все сегменты программы с указанием начальных адресов СТ, относящихся к каждому сегменту

Страничные таблицы:

• количество равно числу сегментов;

• любая СТ определяет расположение каждой из страниц сегмента в памяти.

74 Метод колец защиты памяти.

Анализ проблемы

В многопользовательском и многозадачном режимах:

• в ОП одновременно находятся:

• программы, относящиеся к разным пользователям и/или к различным задачам одного пользователя;

• фрагменты ОС;

• каждой задаче в ОП выделяется свое адресное пространство.

Предотвращение разрушения одних программ другими

Защита областей памяти:

• одной программы от попыток записи со стороны других программ;

• от чтения (например, при ограничениях на доступ к системной информации);

• от использования содержимого памяти не по назначению.

Реализация защиты

Обычно:

• реализуется аппаратно-программными средствами;

• о храна адресных пространств от НСД возлагается на ОС;

• не должна:

• заметно снижать производительность компьютера;

• требовать чрезмерных аппаратных затрат.

Защита отдельных ячеек памяти

Использовался ранее при отладке новых программ параллельно с функционированием других.

В каждой ячейке памяти выделяется «разряд защиты»: установка в 1 блокирует запись в данную ячейку.

Метод колец защиты

Защита адресного пространства ОС от НСД со стороны пользовательских программ.

Реализуется за счет:

• наличия двух режимов работы ЦП:

• системного (режим супервизора – «надзирателя»);

• пользовательского;

• аппаратной поддержки уровней привилегий (системного и пользовательского*).

Метод колец защиты

Кольца защиты – изображение системы защиты в виде концентрических окружностей:

• внешнее кольцо – пользовательский режим;

• в нутренняя окружность – системный.

Число уровней привилегий (колец защиты) может быть больше двух.

Кольца защиты микропроцессоров Pentium

0 – ядро ОС;

1 – основная часть программ ОС (утилиты);

2 – служебные программы ОС (драйверы, СУБД и др.);

3 – прикладные программы пользователя.