Презентация на тему "Управление оперативной памятью"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  УПРАВЛЕНИЕ ОПЕРАТИВНОЙ ПАМЯТЬЮ

• 
  Слайд 2

  КАК УСТРОЕНА ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ?

  МОДУЛИ ПАМЯТИ СЛОТЫ ПАМЯТИ КОНТРОЛЕР SPD

• 
  Слайд 3
  

  МАРШРУТИЗАЦИЯ ЗАПРОСОВ НА ДОСТУП К ПАМЯТИ…. ПРОЦЕССОР «ПРОСИТ» ДОСТУП К ПАМЯТИ УСТРОЙСТВА ТОЖЕ  НЕКОТОРЫЕ «ПРИКИДЫ-ВАЮТСЯ» ПАМЯТЬЮ УПРАВЛЯЕТ ПАМЯТЬЮ !!! ОПРЕДЕЛЯЕТ МАКСИМАЛЬНЫЙ РАЗМЕР И

• 
  Слайд 4
  

  ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПАМЯТИ ДЛЯ ПРОЦЕССОРА… Технический максимум 0xFFFFFFFFF (64 Гбайт, 236 , PAE) Адресноепространство линейно Исторический барьер (1 Мбайт, реальный режим работы процессора)

• 
  Слайд 5
  

  КАК УЗНАТЬ СКОЛЬКО ФИЗИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ ЕСТЬ? Диспетчер задач Windows Свойства «Мой компьютер» Windows KinfoCenterв Linux В общем случае – операционная система узнает о размере оперативной памяти и карте ее использования с помощью BIOS!!! Может ли объем оперативной памяти измениться «на лету»?

• 
  Слайд 6
  

  Перед менеджером памяти операционной системыставятся следующие задачи: контроль за состоянием каждой единицы памяти: свободны они или заняты (т.е. они распределены и используются каким-либо процессом); распределение виртуальной памяти, т.е. определение кому, когда и сколько памяти выделять; выделение физической памяти, т.е. определение конкретных областей памяти, которые будут выделены тому или иному процессу; освобождение памяти после полного завершения процесса или при его временной остановки. ФУНКЦИИ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПО УПРАВЛЕНИЮ ПАМЯТЬЮ

• 
  Слайд 7
  

  ЛОГИЧЕСКИЙ ЛИНЕЙНЫЙ ФИЗИЧЕСКИЙ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПАМЯТИ ДЛЯ ПРОЦЕССОРА… Используется программами Определяет место в виртуальном адресном пространстве Определяет место в оперативной памяти (аппаратный адрес) Преобразование адресов, сегментация памяти Страничное представление памяти, подкачка #include int main(){ int x[100]; } 0xFFFFFFFF 0x0 4 ГБайт ПРОБЛЕМА 1 ПРОБЛЕМА 2 На аппаратном уровне все эти функции выполняет Memory Management Unit (MMU)

• 
  Слайд 8
  

  СТРАНИЧНОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ ПАМЯТИ TLB?

• 
  Слайд 9
  

  ПРОГРАММАПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ОПЕРАЦИОННАЯСИСТЕМА 0 0xFFF ПРОГРАММАПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ОПЕРАЦИОННАЯСИСТЕМА ПРОГРАММАПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ОПЕРАЦИОННАЯСИСТЕМА ДРАЙВЕРЫУСТРОЙСТВ Свободно РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВИРТУАЛЬНОГО АДРЕСНОГО ПРОСТРАНСТВА В памяти каждого процесса должно быть: операционная система драйверы устройств библиотеки функций выполняющаяся программа данные и т.п.

• 
  Слайд 10
  

  ПРИМЕРЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АДРЕСНОГО ПРОСТРАНСТВА ПРОЦЕССОВ В ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ LINUX и WINDOWS Адресное пространство процесса разделяется на две части (ОС и приложение)

• 
  Слайд 11
  

  ОВЕРЛЕЙНЫЕ СТРУКТУРЫ ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА Как быть, если оперативной памяти не хватает? ПРОГРАММА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ОВЕРЛЕЙ ФУНКЦ Используем функции по очереди и загружаем их при необходимости в память. ОВЕРЛЕЙ ИИ Такой подход стал родоначальником подкачки (свопинга), AWE, PAE…

• 
  Слайд 12
  

  ПОДКАЧКА СТРАНИЦ (СВОПИНГ) ФИЗИЧЕСКАЯ ПАМЯТЬ ВИРТУАЛЬНАЯ ПАМЯТЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ АДРЕСОВ ПОДКАЧКА ОБЛАСТЬ ПОДКАЧКИ Страница? Прерывание page fault?

• 
  Слайд 13
  

  Настройка подкачки в MS Windows НАСТРОЙКА ПОДКАЧКИ В Linux – области свопинга задаются командой swapon…. Пример – области свопинга в /etc/fstab… демонстрация …

• 
  Слайд 14
  

  КАК ХРАНИТЬ ИНФОРМАЦИЮ О ВЫДЕЛЕНИИ ПАМЯТИ? Проблема – поиск нужного участка памяти? Сбалансированные AVL деревья…. Г.М. Адельсон-Вельского и Е.М. Ландиса Фрагментация……

• 
  Слайд 15
  

  первый подходящий. Выделяется первый же подходящий блок памяти. Если он больше, чем требуется, то он делится на две части: выделенную и свободную. следующий подходящий. Модификация предыдущего. Каждый раз поиск начинается не с начала памяти, а с последнего найденного участка. самый подходящий. Ищется свободный участок памяти с максимально соответствующим размером. самый неподходящий. Ищется свободный участок, который наихудшим образом подходит запросу. После чего он делится на две части. быстрый подходящий. Информация обо всех свободных участках памяти помещается в ассоциативный контейнер исходя из их размера. алгоритм близнецов (buddy). Память делится на участки разных размеров…. ПОИСК СВОБОДНОГО БЛОКА ПАМЯТИ…

• 
  Слайд 16
  

  Двухуровневое выделение памяти: выделение виртуального адресного пространства (ядро) организация использования памяти маленькими порциями (процесс, библиотека)

• 
  Слайд 17
  

  КОГДА ПРОЦЕССОВ МНОГО…. ПРОЦЕСС 0x0 ….. ПРОЦЕСС ПРОЦЕСС ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА КАК?

• 
  Слайд 18
  

  Раздел 4 Раздел 3 Раздел 2 Раздел 1 Операционная система программа Раздел 4 Раздел 3 Раздел 2 Раздел 1 Операционная система общая очередь процессов КОГДА ПРОЦЕССОВ МНОГО…. ФИКСИРОВАННЫЕ РАЗДЕЛЫ Альтернатива –динамические разделы, рабочий набор…

• 
  Слайд 19
  

  идеальный (оптимальный) алгоритм. алгоритм FIFO; алгоритм «вторая попытка» не использовавшаяся в последнее время страница - NRU; страница, не использовавшаяся дольше всего; алгоритм «часы» и т.п. АЛГОРИТМЫ УТИЛИЗАЦИИ СТРАНИЦ

• 
  Слайд 20
  

  Контрольные вопросы Чем определяется максимальный размер используемой оперативной памяти? В чем отличие логического адреса от линейного? Линейного от физического? Что такое сегментация? Зачем она используется? В чем преимущество виртуального адресного пространства? Что такое подкачка страниц? Область подкачки? Как это влияет на безопасность системы? Зачем используется микросхема SPD? Что такое карта ресурсов? Зачем она используется? Какую информацию поддерживает менеджер виртуальной памяти? Диспетчер подкачки страниц? Алгоритм близнецов?