Презентация по теме "Управление памятью"
презентация к уроку по теме

Слайд 1

Слайд 2

. Простейшие схемы управления памятью

Слайд 3

Иерархия памяти Вторичная память Оперативная память Кэш Регистры Стоимость одного бита Время доступа Объем Управляется ОС Управляется менеджером памяти

Слайд 4

Принцип локальности Большинство реальных программ в течение некоторого отрезка времени работает с небольшим набором адресов памяти – это принцип локальности Принцип локальности связан с особенностями человеческого мышления

Слайд 5

Проблема разрешения адресов Человеку свойственно символическое мышление. Адреса (имена) переменных описываются идентификаторами, формируя символьное адресное пространство Оперативная физическая память может быть представлена в виде массива ячеек с линейными адресами. Совокупность всех доступных физических адресов в вычислительной системе – это ее физическое адресное пространство Как ? Когда ?

Слайд 6

Связывание адресов Другие объектные модули Загрузчик Двоичный образ в памяти Системные библиотеки Динамические библиотеки Процессор и БУП Исходная программа Компилятор Объектный модуль Редактор связей Загрузочный модуль Этап компиляции Этап загрузки Этап выполнения

Слайд 7

Логическое адресное пространство Символьное адресное пространство – совокупность всех допустимых идентификаторов переменных Логическое адресное пространство – совокупность всех допустимых адресов, с которыми работает процессор Физическое адресное пространство – совокупность всех доступных физических адресов в вычислительной системе

Слайд 8

Функции ОС и hardware для управления памятью Отображение логического адресного пространства процесса на физическое адресное пространство Распределение памяти между конкурирующими процессами Контроль доступа к адресным пространствам процессов Выгрузка процессов (целиком или частично) во внешнюю память Учет свободной и занятой памяти

Слайд 9

Однопрограммная вычислительная система ОС ОС 0 Процесс пользователя Процесс пользователя

Слайд 10

Схема с фиксированными разделами ОС 0 Раздел 1 Раздел 2 Раздел 3 Задание 1 Задание 2 Задание 3 Задание 4 Очередь заданий Очереди заданий Процесс 1 Процесс 2 Процесс 3

Слайд 11

Внутренняя фрагментация ОС 0 Раздел 1 Раздел 2 Раздел 3 Процесс 1 Процесс 2 Процесс 3 Внутренняя фрагментация – «потеря» части памяти, выделенной процессу, но не используемой им

Слайд 12

Способы организации больших программ Оверлейная структура Программа разбивается на несколько частей. Постоянно в памяти находится только загрузчик оверлеев, небольшое количество общих данных и процедур, а части загружаются по очереди Динамическая загрузка процедур Процедуры загружаются в память только по мере необходимости, после обращения к ним Оба способа основаны на применении принципа локальности

Слайд 13

Схема с динамическими разделами ОС № память время 0 20 0 1000 Очередь заданий 1 2 3 4 5 200 300 250 10 5 20 250 70 8 15 P1 время 10 4 00 P2 время 5 700 P3 время 20 950 P 4 время 8 650 P1 время 5 P 3 время 16 P 3 время 11 P 4 время 4 P5 2 70

Слайд 14

Схема с динамическими разделами Стратегии размещения нового процесса в памяти Первый подходящий ( first-fit). Процесс размещается в первое подходящее по размеру пустое место Наиболее подходящий ( best-fit). Процесс размещается в наименьшее подходящее по размеру пустое место Наименее подходящий (worst-fit). Процесс размещается в наибольшее пустое место

Слайд 15

Схема с динамическими разделами ОС № память время 0 20 0 1000 Очередь заданий 5 70 15 P1 время 5 4 00 700 P3 время 16 950 P 4 время 8 650

Слайд 16

Схема с динамическими разделами ОС 0 20 0 1000 P1 время 5 4 00 700 P3 время 15 950 P 4 время 8 650 Внешняя фрагментация – невозможность использования памяти, неиспользуемой процессами, из-за ее раздробленности Возможна и внутренняя фрагментация при почти полном заполнении процессом пустого фрагмента

Слайд 17

Схема с динамическими разделами ОС 0 20 0 1000 4 00 700 950 P 4 650 P5 2 70 520 770 P3 Сборка мусора CPU Сегментный регистр + Память Логический адрес Физический адрес MMU – БУП

Слайд 18

Линейное непрерывное отображение Логическое адресное пространство Физическое адресное пространство 0 100 N N+100

Слайд 19

Линейное кусочно-непрерывное отображение Логическое адресное пространство Физическое адресное пространство Page 0 Page 1 Page 2 Page 3 Page 4 Кадр 0 Кадр 1 Кадр 2 Кадр 3 Кадр 4 Кадр 5 Кадр 6 Кадр 7 Кадр 8 Логический адрес = Npage*size + offset (Npage, offset) Физический адрес = Nframe*size + offset (Nfr а me, offset) Страничная организация памяти 0 1 2 3 4 Таблица страниц 3 4 6 7 1 Npage -> Nframe Серый цвет – занятое место Свойственна внутренняя фрагментация

Слайд 20

Линейное кусочно-непрерывное отображение Страничная организация памяти CPU Логический адрес offset page Таблица страниц кадр Память Физический адрес offset кадр MMU атрибуты

Слайд 21

Линейное кусочно-непрерывное отображение Логическое адресное пространство Физическое адресное пространство Логический адрес – двумерный = (Nseg, offset) Физический адрес линейный = физический адрес начала сегмента + offset Сегментная организация памяти Сег мент 1 Сег мент 2 Сег мент 3 Серый цвет – занятое место 0 0 0 Свойственна внешняя фрагментация

Слайд 22

Линейное кусочно-непрерывное отображение адрес начала размер Сегментная организация памяти CPU Логический адрес offset Nseg Таблица сегментов Память Физический адрес Максимальный размер сегмента адрес начала +

Слайд 23

Линейное кусочно-непрерывное отображение адрес начала размер Сегментная организация памяти CPU Логический адрес offset Nseg Таблица сегментов Память Физический адрес Максимальный размер сегмента Offset <= размер + ошибка нет да

Слайд 24

Линейное кусочно-непрерывное отображение адрес размер Сегментно-страничная организация памяти CPU Логический адрес Offset внутри сегмента Nseg Таблица сегментов Память Физический адрес Максимальный размер сегмента Offset у сегмента <= размер нет да Page Offset Размер страницы ошибка кадр Page Offset Таблица страниц Кадр