Стратегия замещения страниц

Управлении памятью UNIX делится на аппаратно-зависимую и аппаратно-независимую части.

Аппаратная часть интерпретирует адрес памяти, вырабатываемый командой, аппаратурой не как реальный физический адрес, а как некоторая структура, разные поля которой обрабатываются разным образом.

Аппаратно-независимая часть описывается структурой as и связывается с конкретной аппаратной реализацией с помощью аппаратно-зависимой части.

Если нет свободных страничных фреймов, то для размещения новой страницы ядро должно удалить страницу, находящуюся в памяти в текущий момент времени. Стратегии замещения страниц служат для принятия решения о том, какую именно страницу следует удалить из памяти. Идеальным кандидатом является “мертвая” страница, которая больше не требуется (например, если она принадлежит завершенному процессу). Если таких страниц нет в памяти (или их мало), ядро может выбрать правило либо локального, либо глобального замещения страниц. Правило локального замещения выделяет определенное количество страниц каждому процессу или группе взаимосвязанных процессов и если процессу необходима новая страница, он должен заменить одну из своих собственных страниц. При глобальном замещении нужно замещать страницу любого процесса, используя глобальные критерии выбора.

Правила локального замещения применяются в том случае, если нужно гарантированно выделять ресурсы определенным процессам. Например, системный администратор может выделить больший объем страниц наиболее важным процессам. С другой стороны, ”глобальные правила” проще для реализации и подходят для систем разделения времени. В большинстве вариантов UNIX реализовано правило глобального замещения, но для каждого активного процесса резервируется некое минимальное количество резидентных страниц.

Для реализации глобального замещения необходимо выбрать правило, в соответствии с которым, будет приниматься решение о том, какие страницы хранить в памяти. В идеале нужно хранить только те страницы, которые будут использованы вскоре. Этот набор страниц получил название рабочего набора (working set) процесса.

Обычно для замещения страниц применяется правило наименее частого использования (LRU). При этом удаляются те страницы, к которым доступ давно не производился.

Стратегия выбора страницы для замещения зависит от типа операционной системы.