Змістовий модуль 6

Керування введенням/виведенням в КС

Не 6.4. Керування пам’яттю. Пам'ять і відображення, віртуальний адресний простір.

Віртуальна пам’ять забезпечує функціонування мультипрограмних систем. Віртуальна пам’ять поділяє фізичну на блоки, і розподіляє її між задачами, також передбачає систему захисту, що обмежує задачу тими блоками, що їй належать.

Віртуальна пам’ять керує основною пам’яттю і зовнішньою, та спрощує завантаження програм, забезпечуючи механізм автоматичного переміщення програм, що дозволяє виконувати ту саму програму в довільному місці фізичної пам’ятті. Фізична пам’ять – впорядкована множина комірок, до якої можна звернутися вказавши її адресу, при цьому кількість комірок фізичної пам’яті обмежена і фіксована.

Системне програмно забезпечення повинно зв’язувати кожне ім’я, що вказане користувачем, з фізичною коміркою, тобто здійснювати відображення імен на фізичну пам’ять комп’ютера.

Існує 3 ситуації співвідношення віртуального адресного простору і фізичної пам’яті:

• Коли віртуальна пам’ять менша за реальну.

• Коли віртуальна пам’ять = фізичній

• Віртуальна пам’ять більша за фізичну.

Простий безперервний розподіл і розподіл з перекриттям (оверлейні структури).

Простий неперервний розподіл – найпростіша схема, відповідно до якої вся пам’ять поділяється на 3 частини: для ОС, для задачі, вільна пам’ять, але така схема реалізує тільки однозадачний режим.

Для того, щоб для задачі відвести якомога більше пам’яті, то ОС будується так, щоб о RAM розміщувалася тільки найнеобхідніша частина ОС – ядро. Решта модулів завантажуються по необхідності і вивантажуються після виконання. Такі модулі називаються

Недоліки. Така схема викликає такі види втрат – втрата процесорного часу, тому, що процесор простоює, коли задача потребує В/В і втрата пам’яті, тому, що не кожна задача використовує всю пам’ять. Режим роботи в такому випадку однозадачний.

Якщо є необхідність створити програму віртуальний простір якої більший за фізичний, то використовуються розподіли з перекриттям, так звані оверлейні структури. Цей метод припускає, що вся програма розбивається на частини, що називають сегментами, причому є головна частина – main і кілька другорядних сегментів.

В пам’яті комп’ютера знаходиться головна частина і декілька сегментів.

Розподіл статичними і динамічними розділами.

Для організації мультипрограмного режиму необхідно забезпечити одночасне розташування в RAM декількох задач. Найпростіша схема, коли це пам’ять не зайнята ядром ОС розбивається на декілька неперервних частин. Це розбиття може бути фіксованим, статичним або динамічним. Тобто це виділення нового розділу безпосередньо з появою нової задачі.

Розглянемо розділи з фіксованими границями

Розбиття RAM відбувається одноразово об в міру необхідності оператором системи. Але в момент розбиття обчислювальна система простоює.

Оверлейні структури дозволяють підтримувати коефіцієнт мультипрограмування – кількість паралельно виконуваних задач. Також збільшити коефіцієнт мультипрограмування можна за допомогою файлу підкачки. При використанні такого методу задача може бути цілком вивантажена в зовнішню пам’ять, а на її місці завантажена інша.

При використанні файлу підкачки завантажується уся програма, а при оверлейній структурі тільки її частини. Недоліки такого способу розподілу:

Втрати пам’яті, наявність великого обсягу невикористаної пам’яті, току втрати пам’яті називають фрагментацією пам’яті.

Щоб позбутися цих недоліків використовують 2 рішення:

• Виділяти розділ рівно такого обсягу, що необхідний для задачі.

• Розміщувати задачі в декількох областях.