-
Память.
32 разряда ЦП позволяет адресовать до 4096К ячеек памяти. Часть этих адресов необходимо зарезервировать для программно доступных элементов ЭВМ. ОП ЭВМ должна иметь в своём составе как оперативную (ОЗУ), так и постоянную (ПЗУ) память. Так как в задании не оговорена конкретная емкость ОЗУ и ПЗУ примем: емкость ОЗУ – 32Мбайт, емкость ПЗУ – 2Мбайт (в качестве ПЗУ взята FLASH с возможностью перепрограммирования).
По заданию мы имеем дело со страничной организация памяти. Это говорит о том, что, в системе должны быть средства поддержки виртуальной памяти. Виртуальная память – способ организации памяти мультипрограммной ВС, при которой достигается гибкое динамическое распределение памяти. Принцип виртуальной памяти предполагает, что пользователь при подготовке своей программы имеет дело не с физической ОП, действительно работающей в составе ВС и имеющей некоторую фиксированную емкость, а с виртуальной памятью, емкость которой равна всему адресному пространству. Преобразование виртуальных адресов в физические упрощается, если физическую и виртуальную память разбить на блоки, называемые в этом случае страницами, которые имеют фиксированный размер 4Kb. Страницам виртуальной и физической памяти присваивают номера, называемые соответственно номерами виртуальных и физических страниц. Каждая физическая страница способна хранить одну из виртуальных страниц. Рассмотрим подробнее принцип формирования физического адреса для основной памяти.
Страничная таблица
На рисунке показано соответствие между виртуальной и физической памятью, устанавливаемое страничной таблицей. Страничная таблица для каждой программы формируется ОС в процессе распределения памяти и перерабатывается ею при каждом изменении в распределении памяти. Процедура обращения к памяти состоит в том, что номер виртуальной страницы извлекается из адреса и используется для входа в страничную таблицу, указывающую номер соответствующей физической страницы. Этот номер вместе со смещением, взятым непосредственно из виртуального адреса, представляет собой физический адрес по которому происходит обращение к ОП.
Страничные таблицы программ хранятся в ОП, и обращение к нужной строке активной страничной таблицы в ОП происходит по адресу, определяемому номером активной программы и номером виртуальной страницы. Схема преобразования виртуального адреса в физический показана ниже.
Страничная организация памяти дает определенные преимущества. Когда новая программа загружается в ОП, она может быть направлена в любые свободные в данный момент физические страницы независимо от того, подряд ли они расположены. Не требуется перемещения информации в остальной части памяти. Страничная организация позволяет сократить объем передачи информации между внешней памятью и ОП, так как страница программы не должна загружаться до тех пор, пока она действительно не понадобится. Сначала в ОП загружается начальная страница программы, и ей передается управление. Затем, при выборке слов из другой страницы, производится автоматическое обращение к ОС, которая осуществляет загрузку требуемой страницы.
