Управление памятью

Память является для процесса таким же важным ресурсом, как и процессор. Процесс может выполняться, только если его коды и данные (не обязательно все) находятся в оперативной памяти.

Управление памятью заключается в:

- распределении имеющейся физической памяти между всеми существующими в системе процессами,

- загрузке кодов и данных процессов в отведенные им области памяти,

- настройке адресно-зависимых частей кодов процесса на физические адреса выделенной области,

- защите областей памяти каждого процесса.

Одним из самых популярных способов управления памятью в современных операционных системах является так называемая виртуальная память. Наличие в операционной системе механизма виртуальной памяти позволяет программисту писать программу так, как будто в его распоряжении имеется однородная оперативная память большого объема. Часто этот объем существенно превышает объем имеющейся физической памяти. Обычно этот объем определяется максимально адресуемым адресным пространством процессора. На самом деле большая часть данных, используемых программой, хранятся на диске, и при необходимости частями (сегментами или страницами) отображаются в оперативную память.

При перемещении кодов и данных между оперативной памятью и диском подсистема виртуальной памяти выполняет преобразование (трансляцию) виртуальных адресов, полученных в результате компиляции и

компоновки программы, в физические адреса ячеек оперативной памяти. Очень важен тот факт, что все операции по перемещению кодов и данных между оперативной памятью и диском, а также трансляцию адресов выполняются операционной системой прозрачно для программиста.

Защита памяти – это избирательная способность предохранять выполняемый процесс от записи или чтения памяти, назначенной другому процессу. В принципе, корректно и правильно написанная программа и не должна пытаться обратиться к чужой памяти. Если подобные попытки все же предпринимаются, это значит, что, либо в программе присутствуют ошибки, либо имеется злой умысел. Подсистема защиты памяти операционной системы должна пресекать попытки несанкционированного доступа процессов к чужим областям памяти. От того, насколько удачно реализована подсистема защиты памяти, во многом зависит стабильность операционной системы.

Итак, подсистема управления памятью операционной системы занимается:

- отслеживанием свободной и занятой памяти,

- выделение памяти процессам и освобождение ее при завершении процессов,

- защита памяти,

- вытеснение процессов из основной памяти на диск, когда размеры оперативной памяти недостаточны для размещения в ней всех процессов, и возвращение их в оперативную память, когда в ней освобождается место,

- настройка адресов программы на конкретные области физической памяти.