Читайте также:
|
Перед управлением памятью компьютера, осуществляемым операционной системой, стоят две задачи:
Каждый процесс должен располагать достаточным количеством памяти для своего выполнения, при этом никогда не должен занимать пространство памяти, предназначенное для другого процесса, так же как и другие процессы не должны занимать его пространство.
Различные типы памяти в системе должны использоваться надлежащим образом, чтобы каждый процесс мог проходить максимально эффективно.
Для решения первой задачи оперативная система должна установить границы памяти для разных типов программного обеспечения и индивидуальных приложений.
В качестве примера рассмотрим воображаемую небольшую систему с 1 мегабайтным (1000 килобайтов) ОЗУ. Операционная система этого воображаемого компьютера устроена таким образом, что в течение процесса загрузки занимает всю имеющуюся память, а затем "отступает" достаточно далеко, чтобы удовлетворялись потребности самой операционной системы. Допустим, операционной системе требуется для работы 300 килобайтов. Теперь операционная система попадает в нижнюю часть пула (pool) ОЗУ и начинает разрастаться за счет различных программ драйверов, требующихся для управления аппаратными подсистемами компьютера. В нашем воображаемом компьютере драйверы занимают 200 килобайт. Итак, после полной загрузки операционной системы остается 500 килобайт для процессов приложений.
Когда приложения начинают загружаться в память, они загружаются блоками, размер которых устанавливается операционной системой. Если размер блока 2 килобайта, каждому загружаемому процессу выделяется участок памяти, кратный 2 килобайтам. Приложения загружаются в эти блоки с фиксированным размером, причем начало и конец таких блоков на границах устанавливаются словами длиной от 4 до 8 байт. Эти блоки и границы позволяют не допустить ситуаций, когда из-за неправильно посчитанного бита или двух приложение может загрузиться на другой участок памяти. С учетом сказанного, возникает вопрос, что делать, когда память заполняется 500-килобайтным приложением.
В большинстве компьютеров имеется возможность добавления памяти к уже имеющейся. Например, можно расширить ОЗУ с 1 до 2 Гбайт. Такой подход дает положительные результаты, однако может быть сравнительно дорогим. Кроме того, игнорируется фундаментальный принцип вычислительной техники – в любой заданный момент времени большинство информации, хранимой в памяти, не используется. Процессор в каждый момент времени может получать доступ лишь к одной ячейке и в любой момент времени подавляющая часть ОЗУ остается неиспользованной. Поскольку дисковое пространство дешевле, чем ОЗУ, перемещение информации ОЗУ на жесткий диск может без дополнительных затрат значительно расширить пространство ОЗУ. Этот прием называется управлением виртуальной памятью.
Дисковый накопитель – только один из типов памяти, которыми должна управлять операционная система, к тому же он самый медленный. Если типы памяти компьютерной системы распределить по убыванию быстродействия, получится следующий список:
Быстродействующая кэш-память – это быстрая память небольшой емкости, связанная с процессором самыми быстродействующими соединениями. Контроллер кэш-памяти прогнозирует, какие части данных нужны будут центральному процессору после того, как будут обработаны текущие, и перемещает их из основной памяти в быстродействующий кэш, повышая тем самым быстродействие системы.
Основная память – это ОЗУ, объем которого упоминается в мегабайтах в паспортных данных покупаемого компьютера.
Вторичная память – чаще всего представляет собой вращающееся запоминающее устройство на магнитном носителе, в котором хранятся приложения и данные, предназначенные для использования, и выполняет функции виртуального ОЗУ под управлением операционной системы.
Операционная система должна обеспечивать баланс потребностей различных процессов с одной стороны и имеющихся возможностей различных типов памяти с другой стороны, перемещая данные в блоках (называемых страницами) между доступной памятью в соответствии с указаниями планировщика процессов.
Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 29 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |