загрузка...
загрузка...
На головну

Динамічний розподіл пам'яті

Дивіться також:
  1. C2 - розподіл.
  2. F - розподіл (Снедекора).
  3. I. Розподіл загального обсягу годин за видами навчальної роботи
  4. II. РОЗПОДІЛ лікарських засобів В ОРГАНІЗМІ. БІОЛОГІЧНІ БАР'ЄРИ. депонування
  5. II. РОЗПОДІЛ ГОДИН КУРСУ по темах і ВИДІВ РОБІТ
  6. III Динамічне гальмування
  7. III Розподіл годин по семестрах і видам занять
  8. III. Розподіл годин курсу за темами та видами
  9. Length - розмір в байтах блоку пам'яті, яку потрібно заповнити нулями.
  10. SIPP (SIP) -модулем пам'яті.
  11. VI. НЕЙРОХІМІЧНІ МЕХАНІЗМИ пластичність і ПАМ'ЯТІ.
  12. Автоматичний розподіл реактивної навантаження СГ

Лекція 8. Управління пам'яттю. Віртуальна пам'ять

Питання для самоперевірки

1) Що таке пам'ять? Назвіть основні характеристики пам'яті. У чому полягає суть ієрархічної структури пам'яті?

2) Наведіть умовне зображення найпростішого ЗУ і поясніть його основні сигнали.

3) Поясніть особливості адресних ЗУ. На які підвиди підрозділяються адресні ЗУ? Дайте характеристику послідовним ЗУ, вкажіть їх особливості. У чому полягають характерні особливості асоціативних ЗУ? Назвіть види перспективних на сьогоднішній день ЗУ.

4) Наведіть структуру модуля основної пам'яті, поясніть принципи роботи. Які типи конструктивних модулів пам'яті існують в даний час?

5) Що являє собою стек? У чому полягає логіка роботи стековой пам'яті? Наведіть схему організації стека на прикладі процесора Intel 8086. Що таке вершина стека? Які основні команди використовуються для роботи зі стеком, і як змінюється при цьому стан стека? Наведіть приклади.

6) У чому полягають принципи побудови асоціативної пам'яті? Наведіть структурну схему асоціативної пам'яті і поясніть особливості її роботи.

7) Що таке флеш-пам'ять? Назвіть її особливості. Які розрізняють мікросхеми флеш-пам'яті за способом організації масиву запам'ятовуючих елементів? У чому полягають особливості флеш-пам'яті з осередками NOR і з осередками NAND? Назвіть особливості флеш-пам'яті з осередками MLC.

8) Що таке кеш-пам'ять? Які виділяють рівні кеш-пам'яті? Поясніть принципи роботи кеш-пам'яті.

9) Що являє собою структура оперативної пам'яті з пакетним доступом і чергуванням банків, з конвеєрним доступом і чергуванням банків? За рахунок чого досягається підвищення швидкості обміну даними між процесором і пам'яттю? Яким чином здійснюється обмін даними при поєднанні пакетного і конвеєрного методів доступу?

Згідно / 1, 4, 6 /, безпосередньо адресується процесором оперативна пам'ять (ОП) має порівняно невеликий обсяг, що в більшості випадків не дозволяє її вмістити все команди і дані виконуваних програм. Зазвичай в пам'яті містяться тільки їх фрагменти. Всі програми і дані зберігаються в зовнішній щодо дешевої пам'яті - ВЗУ. Оскільки процесор не має прямого доступу до ВЗУ, команди і дані виконуваної програми попередньо треба переписати в ОП. Ще більше труднощів виникає в багатозадачному режимі роботи ВМ, коли в ОП одночасно повинні зберігатися команди і дані декількох завдань. На ОС покладаються функції з розподілу ресурсу ОП між окремими програмами. Так як заздалегідь невідомо, які програми і в якій комбінації можуть виконуватися, розподіл пам'яті між програмами має здійснюватися динамічно в ході обчислень. Процедура, при якій ОС активним частинам програм виділяє певні області ОП і здійснює прив'язку адрес завантажуваних програм до конкретними адресами фізикою ОП, називається динамічним розподілом пам'яті.

В основі всіх відомих методів динамічного розподілу пам'яті лежать 2 положення: 1) кожного завдання (процесу) необхідно виділяти безперервну і переміщувану область пам'яті, і 2) повинна бути забезпечена можливість поперемінної завантаження завдань в ОП.

Для організації обмінів між ВЗП і ОП зовнішня пам'ять представляється у вигляді набору частин (блоків) окремих програм. Якщо необхідний фрагмент програми відсутній в ОП, процесор звертається до ОС яка, використовуючи спеціальні процедури, зчитує з зовнішньої пам'яті в ОП відповідний блок. Якщо для необхідного фрагмента в ОП недостатньо місця, то ОС попередньо звільняє таке місце, пересилаючи невикористовувані блоки з ОП в ВЗУ. Перемещаемость програм при їх розміщенні в ОП можна забезпечити, якщо для адресації операндів всередині кожного блоку використовувати метод базування (див. Відносні режими адресації в лекції 5). Цей метод передбачає, що всі програми представлені у відносних адресах з початком в нульовий осередку. Тоді адреса операнда визначається базовою адресою (зберігається в одному з сегментних регістрів процесора) і зміщенням щодо цього базового адреси (вказується або обчислюється в команді). Шляхом зміни вмісту сегментних регістрів програми можна переміщати в ОП, не порушуючи їх внутрішньої адресації.

Поперемінна завантаження завдань (програм) в сучасних ВМ здійснюється шляхом свопинга (Від англ. swap - Обмін) між ОП і ВЗУ. У мультипрограмних системах такий обмін здійснюється автоматично (без участі програміста) за допомогою спеціальних програмно-апаратних засобів під керуванням ОС.

Динамічний розподіл пам'яті тісно пов'язане з поняттям віртуальної пам'яті. Згідно / 6 /, під виртуализацией пам'яті розуміється метод автоматичного управління ієрархічної пам'яттю, при якому програмісту здається, що він має справу з єдиною пам'яттю великої ємності і високої швидкодії. Цю пам'ять називають віртуальної (уявній). Вперше ідея віртуалізації пам'яті з'явилася в 1959 році.

Відповідно до / 1, 6 /, використання віртуальної пам'яті дозволяє писати програми, розмір яких перевищує наявну ОП. При цьому за допомогою віртуальних (логічних) адрес забезпечується адресація всього адресного простору ВМ, яка, нагадаємо, залежить від розрядності шини адреси. Систему віртуальної пам'яті можна представити у вигляді однорівневої логічної і дворівневої (ОП і ВЗУ) фізичної пам'яті. Адреси, до яких програма може звернутися, утворюють віртуальний адресний простір системи, а реальні адреси - фізичне адресне простір, причому лінійне, що складається з N осередків розрядністю n. Програма пишеться в віртуальних адресах, але для її виконання потрібно, щоб оброблювані команди і дані знаходилися в ОП. Для цього необхідно, щоб по віртуальних адресою відповідав фізичну адресу.

Всі операції з управління віртуальною пам'яттю, динамічному розподілу пам'яті і перетворення адрес в ВМ виконуються автоматично. У сучасних процесорах деякі із зазначених функцій реалізуються за допомогою спеціального контролера управління пам'яттю MMU (Memory Management Unit).

Серед моделей віртуальної пам'яті можна виділити сегментну, сторінкову і сегментно-сторінкову організацію віртуальної пам'яті.

Процесором і пам'яттю «-- попередня | наступна --» Сегментна організація пам'яті
загрузка...
© om.net.ua