Лекция "Концепция виртуальной памяти."

билет 27 тема 1 Концепция виртуальной памяти. Термин виртуальная память обычно ассоциируется с возможностью адресовать пространство  памяти, гораздо большее, чем емкость первичной (реальной, физической) памяти конкретной  вычислительной машины. Концепция виртуальной памяти впервые была реализована в машине,  созданной в 1960 г. в Манчестерском университете (Англия). Однако широкое распространение  системы виртуальной памяти получили лишь в ЭВМ четвертого и последующих поколений. Существует два наиболее известных способа реализации виртуальной памяти ­ страничная и  сегментная. Применяется также их комбинация ­ странично­сегментная организация  виртуальной памяти. Все системы виртуальной памяти характеризуются тем, что адреса, формируемые  выполняемыми программами, не обязательно совпадают с адресами первичной памяти.  Виртуальные адреса, как правило, представляют гораздо большее множество адресов, чем  имеется в первичной памяти. Суть концепции виртуальной памяти заключается в том, что адреса, к которым обращается  выполняющийся процесс, отделяются от адресов, реально существующих в первичной памяти. Адреса, на которые делает ссылки выполняющийся процесс, называются виртуальными  адресами. Адреса, которые реально существуют в первичной памяти, называются реальными  (физическими) адресами. Диапазон виртуальных адресов, к которым может обращаться выполняющийся процесс,  называется пространством виртуальных адресов V этого процесса. Диапазон реальных адресов, существующих в конкретной вычислительной машине, называется пространством реальных  адресов R этой ЭВМ. Несмотря на то, что процессы обращаются только к виртуальным адресам, в действительности  они должны работать с реальной памятью. Для установления соответствия между виртуальными  и реальными адресами разработаны механизмы динамического преобразования адресов ДПА (или DAT ­ от англ.Dynamics Adress Transformation), обеспечивающие преобразование виртуальных  адресов в реальные во время выполнения процесса (рис.4.6). Все подобные системы обладают  общим свойством ­ смежные адреса виртуального адресного пространства процесса не  обязательно будут смежными в реальной памяти. Это свойство называют “искусственной  смежностью”. Тем самым пользователь освобождается от необходимости рассматривать  физическую память с ее уникальными характеристиками. Виртуальная память Искусственная  смежность Механизм отображения адресов Реальная память Рис.4.6 Виртуальная память строится, как правило, по двухуровневой схеме  (рис.4.7). Первый уровень ­ это реальная память, в которой находятся  выполняемые процессы и в которой должны размещаться данные, к  которым обращаются эти процессы.  Второй уровень ­ это внешняя память большой емкости, например,  накопители на магнитных дисках, способные хранить программы и  данные, которые не могут все сразу уместиться в реальной памяти из­за  ограниченности ее объема. Память второго уровня называют вторичной или внешней. Механизм динамического преобразования адресов ведет учет того, какие ячейки виртуальной  памяти в данный момент находятся в реальной памяти и где именно они размещаются. Это  осуществляется с помощью таблиц отображения, ведущихся механизмом ДПА.Информация, перемещаемая из виртуальной памяти в реальную, механизмом ДПА группируется  в блоки, и система следит за тем, в каких местах реальной памяти размещаются различные блоки  виртуальной памяти. Размер блока влияет на то, какую долю реальной памяти ДПА будет  использовать непроизводител