Презентация на тему "Управление реальной памятью"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Управление реальной памятью

  Операционные системы и среды, 230105,230106

• 
  Слайд 2

  Свопинг

  Свопингом (перекачкой) называется метод управления памятью, основанный на том, что все процессы, участвующие в мультипрограммной обработке, хранятся во внешней памяти. Процесс, которому выделен ЦП, временно перемещается в основную память(swap in/roll in). В случае прерывания работы процесса он перемещается обратно во внешнюю память (swap out/roll out). Причем целиком, а не отдельной частью.

• 
  Слайд 3
  

  Основное применение свопинг находит в системах разделения времени, где он используется одновременно со стратегией RR. В начале каждого временного кванта блок управления памяти выгружает из основной памяти процесс, работа которого была только что прервана, и загружает очередной выполняемый процесс. Метод свопинга влияет на величину временного кванта стратегии RR. Для эффективной загруженности ЦП время свопинга должно быть существенно меньше времени счета. Недостаток «чистого» свопинга заключается в больших потерях времени на загрузку и выгрузку процессов. Поэтому в современных ОС используются модифицированные варианты свопинга, например, свопинг включается только в том случае, когда количество процессов памяти становится слишком большим.

• 
  Слайд 4

  Методы размещения процессов

  Методы размещения процессов в основной памяти по отношению к расположению участков памяти, выделенной для одной и той же программы, делят на 2 класса: Метод смежного размещения Метод несмежного размещения Смежное размещениеявляется простейшим и предполагает, что в памяти начиная с некоторого начального адреса, выделяется один непрерывный участок адресного пространства. При несмежном размещениипрограмма разбивается на множество частей, которые располагаются в различных, необязательно смежных(расположенных рядом) участках адресного пространства.

• 
  Слайд 5

  В однопрограммном режиме

  В процессе выполнения программы все ее адреса должны быть >= a, иначе произойдет повреждение операционной системы. Во время работы прикладной программы все адреса, генерируемые ЦП, сравниваются с содержимым регистра границы(а). Если генерируется адрес

• 
  Слайд 6
  

  Для того, чтобы при смежном размещении загружать программы, размеры которых превышают размеры ОЗУ, используют метод оверлейных сегментов. Операционная система Корневой сегмент Оверлейная область а b Корневой сегмент Оверлейный сегмент №1 Оверлейный сегмент №2 Оверлейный сегмент №3

• 
  Слайд 7
  

  Мультипрограммирование с фиксированными разделами (MFT-multiprogramming with a fixed number of tasks)

  Входные очереди к разделам П31 П21 П11 П31 П21 П31 П21 П11 П11 предполагает разделение адресного пространства на ряд разделов фиксированного раздела, в каждом разделе помещается один процесс. Если соответствующий адресам процесса раздел занят, процесс остается в очереди во внешней памяти даже в том случае, когда другие разделы свободны.

• 
  Слайд 8

  Мультипрограммирование с фиксированными разделами

  Уменьшить фрагментацию памяти при MFT можно, если загрузочные модули создаются в перемещаемых адресах. Такой модуль может быть загружен в любой свободный раздел после соответствующей настройки. При мультипрограммировании с трансляцией в перемещаемых адресах имеются 2 причины фрагментации: Размер загруженного процесса меньше размера, занимаемого разделом(внутренняя фрагментация) Размер процесса в очереди больше размера свободного раздела, и этот раздел остается свободным (внешняя)

• 
  Слайд 9
  

  Для защиты памяти при MFT необходимы 2 регистра : регистр верхней границы(наименьший адрес) регистр нижней границы (наибольший адрес). Прежде чем программа в разделе N начнет выполняться, ее граничные адреса загружаются в соответствующие регистры. В процессе работы программы все формируемые ею адреса контролируются а

• 
  Слайд 10
  

  Мультипрограммирование с переменными разделами(MVT-multiprogramming with a variable number of tasks)

  предполагает разделение памяти на разделы и использование загрузочных модулей в перемещаемых адресах, однако границы разделов не фиксируются. В начальной фазе отсутствует фрагментация, связанная с тем, что размер очередного процесса меньше размера, занимаемого этим процессом раздела. На этой фазе причиной фрагментации является несоответствие размера очередного процесса и оставшегося участка памяти. По мере завершения работы программы освобождаются отдельные разделы. В том случае, когда освобождаются смежные разделы, границы между ними удаляются и разделы объединяются. За счет объединения и слияния смежных разделов образуются большие фрагменты, в которых можно разместить большие программы из очереди. Таким образом, на фазе повторного размещения действуют те же причины фрагментации, что и для метода MFT.

• 
  Слайд 11

  Мультипрограммирование с переменными разделами и уплотнением памяти

  может создаться ситуация, когда в памяти образуется множество малых фрагментов, каждый из которых мал для процесса, а в сумме – превышает размер процесса. Уплотнением памяти называется перемещение всех занятых разделов по адресному пространству памяти таким образом, чтобы свободный фрагмент занимал одну связную область.

• 
  Слайд 12
  

  На практике реализация уплотнения памяти сопряжена с усложнением ОС и обладает следующими недостатками: В тех случаях, когда мультипрограммная смесь неоднородна по отношению к размерам программ, возникает необходимость в частом уплотнении, что расходует ресурс процессорного времени и компенсирует экономию ресурса памяти Во время уплотнения все прикладные программы переводятся в состояние ожидания, что приводит к невозможности выполнения программ в реальном времени.

• 
  Слайд 13

  Основные стратегии заполнения свободного раздела

  В том случае, когда освобождается очередной раздел, ОС должна выбрать один из процессов. Алгоритм выбора может использовать одну из следующих стратегий: Стратегия наиболее подходящего – выигрыш в памяти Стратегия первого подходящего Стратегия наименее подходящего – в этом случае остающийся фрагмент часто достаточен для размещения еще одного процесса