Будь яка програма може виконуватись лише тоді, коли вона завантажена в оперативну пам'ять, так само, будь які дані з файлів можуть оброблятись лише тоді, коли вони завантажені в оперативну пам'ять. Завантаження програми та даних в оперативну пам'ять призводить до того, що в оперативній пам'яті одночасно знаходяться одразу кілька компонентів: ядро операційної системи, командний інтерпретатор, програма, що виконується, та дані, що обробляються. Крім того, програма в процесі свого виконання може звертатись до підсистеми управління оперативною пам'яттю з запитами на виділення додаткової - динамічної - оперативної пам'яті.
В багатозадачних операційних системах кількість компонентів, що одночасно можуть знаходитись в оперативній пам'яті зростає пропорційно кількості задач і може сягати сотень.
Підсистема управління оперативною пам'яттю забезпечує розподіл оперативної пам'яті між різними компонентами, а також розподіляє пам'ять під кеш системи введення-виведення.
В окремих багатозадачних операційних системах підсистема управління оперативною пам'яттю також забезпечує віртуалізацію оперативної пам'яті, завдяки чому кожна задача (процес) отримує власну віртуальну пам'ять, причому таким чином, що нестача реальної (фізичної) пам'яті покривається за рахунок перерозподілу даних між оперативною пам'яттю та зовнішнім накопичувачем і переміщення даних між фізичною оперативною пам'яттю і зовнішнім накопичувачем приховується від задач. Це переміщення називається пейджінгом (англ. paging) або свопінгом (англ. swapping — обмін) — в залежності від термінології конкретної ОС.
Введення механізму віртуалізації оперативної пам'яті дозволяє отримати два корисних наслідки:
§ кожна задача фактично виконується у власному адресовому просторі, тобто таким чином, якби вона виконувалась в одно-задачній операційній системі, завдяки чому значно зменшується вплив окремих задач однією на одну та на ядро системи, а завдяки цьому - і надійність системи;
§ кожна задача отримує стільки віртуальної оперативної пам'яті, скільки потрібно, а не стільки, скільки є наявної фізичної оперативної пам'яті.
Віртуалізація оперативної пам'яті вимагає апаратної підтримки і звичайно забезпечується через спеціальну таблицю сторінок пам'яті, котра містить відповідності між віртуальними та фізичними адресами.
Операція введення виконується як читання даних з зовнішнього пристрою в оперативну пам'ять, операція виведення - як запис даних з оперативної пам'яті на зовнішній пристрій.
Классификации компьютеров
Четких границ между классами компьютеров не существует. По мере совершенствования структур и технологии производства, появляются новые классы компьютеров, границы существующих классов существенно изменяются.
Существуют различные классификации компьютерной техники:
I. по принципу действия
1. аналоговые (АВМ),
2. цифровые (ЦВМ)
3. гибридные (ГВМ)
II. по этапам создания (по поколениям)
1. 1-е поколение, 50-е гг.: ЭВМ на электронных вакуумных лампах;
2. 2-е поколение, 60-е гг.: ЭВМ на дискретных полупроводниковых приборах (транзисторах);
3. 3-е поколение, 70-е гг.: ЭВМ на полупроводниковых интегральных схемах с малой и средней степенью интеграции (сотни - тысячи транзисторов в одном корпусе); Примечание. Интегральная схема – электронная схема специального назначения, выполненная в виде единого полупроводникового кристалла, объединяющего большое число диодов и транзисторов.
4. 4-е поколение, 80-е гг.: ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных схемах - микропроцессорах (десятки тысяч - миллионы транзисторов в одном кристалле);
5. 5-е поколение, 90-е гг.: ЭВМ со многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющих строить эффективные системы обработки знаний; ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы;
6. 6-е и последующие поколения: оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом и нейронной структурой - с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем.
III. по назначению
1. универсальные (общего назначения),
2. проблемно-ориентированные
3. специализированные
или
1. Базовая ЭВМ [original computer ].
2. Универсальная ЭВМ [universal computer ].
3. Специализированная ЭВМ [specialized computer ].
1) Управляющая ЭВМ [control computer ].
2) Бортовая ЭВМ [onboard computer ].
3) Выделенная ЭВМ [dedicated computer ].
4) Бытовая ( домашняя ) ЭВМ [home computer ].
IV. по размерам и функциональным возможностям
1. сверхбольшие (суперЭВМ),
2. большие,
3. малые,
4. сверхмалые (микроЭВМ)
1) универсальные
а) многопользовательские
б) однопользовательские (персональные)
2) специализированные
а) многопользовательские (серверы)
б) однопользовательские (рабочие станции)
V. По условиям эксплуатации компьютеры делятся на два типа:
1. офисные (универсальные);
2. специальные.
Следует отметить, что существуют и другие классификации. Например:
· по архитектуре.
· по производительности.
· по количеству процессоров.
· по потребительским свойствам.
