Организация адресного пространства

В вычислительной системы является дефицитным ресурсом, задачей оптимизации по объему памяти и время выполнения часто являются взаимно противоположные. Основная память разделяется между компонентами ОС и приложениями пользователя, в большинстве случае общем объем память превышает объем оперативной памяти, по этому необходимо иметь возможно иметь возможность логического расширения памяти и отображения логической память на физическую. Выполняться могут только те коды которые находятся в оперативной памяти. Блок управлении памяти должен выполнять такие функции, эффективное распределения памяти в условиях ее дефицита, обеспечения независимости адресного пространства отднльного процеса, обеспечения возможности использования процессами общем памяти не принадлежащей ядру, управления памяти для каждого отдельного приложения.

ОС различают физическую, оперативную память и логическую память. Современные ОС способны расширять логическую память процесса за предела физической памяти. Процесс расширения логической памяти за границы физической памяти называют виртуальной организации памяти, а саму такую памяти называют виртуальной памяти. В 32 разрядной ОС объем оперативной памяти адресное пространство 2³². Механизм виртуальной памяти представляет собой одной наиболее важной составной ОС. Управление памятью предусматривает выполнения таких функций :

1)отображения логического адреса в физический

2) распределения между отдельными процессами

3)защита процесса друг от друга,

4)расширения логического проворства за границы физического.

В общем случае механиз виртуальной памяти могут эмулировать обращания к контретной ячейки памяти. Наиболее часто используется отображения виртуальной памяти на конкретную физическо существующую ячейку. Код и данные процесса после загрузки программы в память назвають образом процесса. В памяти одновреммено находиться нескольк программ которые должны были находиться при выполнений по одному и тому же адрессу . механизмы виртуальной памятит позволяют реализовать ситуацию когда одному и тому же логическому адресу будут соотвествовать разные физические ардеса. Перво начально виртуальна память использовалась виде сегментной органазации памяти, кажды адресс на аппаратном уровне задавался 2 компонентами(Адрес начала сегмента, смещение внутри сегмента) если адрес загрузки изменяеться то изменяються начальные адреса сегмента. Начальные адреса сегментов сохранялись в специальных регистрах(сегментные ) их содержимое устанавливается при загрузки программы. Во промя переключения процеса в эти сегментные регистры загружаються новые значения адреслв сегмента процесса и щагрудениый исполняемый новый проце оказуеться в своем собственом адресном пронстве. В процессорах Inel сучествуют 6 сегментных регистров. Основные недостатки сегментной организации памяти: сегменты большие и различные размеры, при многократной загрузки выгрузки сегментов память становиться фрагментированной (в ней чередуются свободные и занятые сегменты), загрузка выгрузка всего сегмента целиком требуют большого времени. Большинство современных процесор могут подерживать сегментнуб организация IA-32.