Виртуальная память - реферат

1. Зачем нужна память? Какие бывают виды памяти?

(Глава, нужная для понятия назначения памяти вообщем)

Малогабаритная микроэлектронная "память" обширно применяется в современной аппаратуре

самого различного предназначения. Но все же разговор о систематизации памяти,

её видах следует начать с определения места и роли, отведённой памяти в ЭВМ.

Память является одной из самых основных многофункциональных Виртуальная память - реферат частей машины,

созданной для записи, хранения и выдачи команд и обрабатываемых данных.

Следует сказать, что команды и данные поступают в ЭВМ через устройство ввода, на

выходе которого они получают форму кодовых композиций 1 и 0. Основная память как

правило состоит из запоминающих устройств 2-ух видов оперативного (ОЗУ) и

неизменного Виртуальная память - реферат (ПЗУ).

ОЗУ создано для хранения переменной инфы; оно допускает изменение

собственного содержимого в процессе выполнения вычислительного процесса. Таким макаром,

микропроцессор берёт из ОЗУ код команды и, после обработки каких-то данных,

итог назад помещается в ОЗУ. При этом может быть размещение в ОЗУ новых

данных на месте прежних Виртуальная память - реферат, которые при всем этом перестают существовать. В ячейках

происходит стирание старенькой инфы и запись туда новейшей. Из этого видно, что

ОЗУ является очень гибкой структурой и обладает возможностью перезаписывать

информацию в свои ячейки огромное количество раз по ходу выполнения

программки. Потому ОЗУ играет значительную роль в процессе формирования виртуальных

адресов.

ПЗУ содержит Виртуальная память - реферат таковой вид инфы, которая не должна изменяться в процессе

выполнения микропроцессором программки. Такую информацию составляют стандартные

подпрограммы, табличные данные, коды физических констант и неизменных

коэффициентов. Эта информация заносится в ПЗУ за ранее, и блокируется

методом пережигания легкоплавких железных перемычек в структуре ПЗУ. В процессе

работы микропроцессора эта информация может Виртуальная память - реферат только считываться. Таким макаром ПЗУ

работает исключительно в режимах хранения и считывания.

Из приведённых выше черт видно, что многофункциональные способности ОЗУ обширнее

чем ПЗУ: оперативное запоминающее устройство может работать в качестве

неизменного, другими словами в режиме неоднократного считывания однократно записанной

инфы, а ПЗУ не может быть применено Виртуальная память - реферат в качестве ОЗУ. Это заключение, в

свою очередь, приводит к выводу, что ПЗУ не участвует в процессе формирования

виртуальной памяти. Но безусловно, ПЗУ имеет свои плюсы, к примеру сохранять

информацию при сбоях, выключении питания (свойство энергонезависимости). Для

обеспечения надежной работы ЭВМ при отказах питания часто ПЗУ употребляется в

качестве памяти Виртуальная память - реферат программ. В таком случае программка заблаговременно "зашивается" в ПЗУ.

2. Микросхемы памяти.

(Где, находится информация при работе компьютера?)

Как было сказано ранее, в современных компьютерах употребляется так именуемая

электрическая память. Для построения ОЗУ, ПЗУ, регистровых ЗУ в текущее время

обширно используют полупроводниковые интегральные микросхемы, которые

изготавливают по специальной полупроводниковой технологии Виртуальная память - реферат с применением

интегральных схем (ИС) и огромных интегральных схем (БИС) на базе кремния с

высочайшей степенью интеграции.

Рис.1 Рис.2

На рисунках 1 и 2 изображены микросхемы памяти как многофункциональных узлов: рис. 1

ОЗУ, рис. 2 ПЗУ. Основной составной частью микросхемы ОЗУ является массив

частей памяти, объединённых в матрицу накопителя. Элемент памяти (ЭП) может

хранить Виртуальная память - реферат один бит инфы. Каждый ЭП непременно имеет собственный адресок. Для

воззвания к ЭП нужно его "избрать" при помощи кода адреса, сигналы которого

подводят к подходящим выводам микросхемы. ПЗУ выстроено аналогично, а

функции ЭП в микросхемах ПЗУ делают перемычки в виде проводников.

Это был лаконичный экскурс в так именуемые Виртуальная память - реферат "ресурсы" машинной памяти, нужный

для более глубочайшего осознания как функционирования компьютера, так и основной

темы проекта.

3. Виртуальная память: Что же все-таки это такое? Зачем это необходимо?

(Рассматривает вопрос организации ВП)

Итак, мы впритирку подошли к дилемме виртуальной памяти: что же все-таки это такое и для Виртуальная память - реферат

чего это необходимо? Дело в том, что с развитием и возникновением новых компьютерных

технологий, машины непременно преобразились в наилучшую сторону: в мире

проф программистов уже не существует понятия "ОЗУ на ферритовых

сердечниках" либо "накопителей на магнитных лентах". Что и гласить, с

изобретением компьютера, даже обычный непрофессиональный

юзер получил возможность использовать ПК для Виртуальная память - реферат собственных целей и нужд.

Компанией Intel™ и другими производителями вычислительной техники были выпущены

компы довольно обыкновенные в воззвании (по сопоставлению с большими ламповыми

IBM1401 либо "Унивак П"). Компы последнего поколения*

————

* Компанией Texas Instruments® выпущена модель 486DX475Mhz.

имели микропроцессоры Intel™ 80386, 80486, с 16ти и 32х разрядными шинами, не малым Виртуальная память - реферат

быстродействием (2566Mhz). Эти персоналки большой шаг вперед в развитии

компьютерных технологий. Совместно с этим у юзера появилась тенденция

"оседлать" резвую машину вынудить её делать как можно больше. Как сберегать

машинное время и в то же время создавать больше? Ответ на этот вопрос был

найден средством организации мультипрограммной работы ЭВМ. Этот Виртуальная память - реферат способ был

признан очень комфортным, потому что при организации мультипрограммного цикла:

1. Машина не простаивала напрасно: при одновременном выполнении нескольких программ и

команд в работе микропроцессора появлялась новенькая функция анализ и рассредотачивание

машинного времени, отведённого на выполнение каждой программки;

2. За каждый машинный такт (вследствие с очередностью либо уровнем приоритета Виртуальная память - реферат,

общим временем, требующимся на выполнения команды) производилась одна либо

несколько команд.

Вправду, способ мультипрограммной работы оказался великолепно действенным,

но для его удачной реализации требовалось сильно много оперативки, так

как всякая программка, которая может быть вызвана потом, оставляет

маленькую (а время от времени и очень огромную!) свою часть Виртуальная память - реферат резидентной в оперативной

памяти. Вероятны два варианта: сохранить огромную часть ОЗУ свободной, по

надобности загружая в ОП ту либо иную программку, требующую конкретного

выполнения и, после чего, отработав с данной программкой, оттереть содержимое

ОП для загрузки новейшей программки. 2-ой вариант заключается в том, чтоб сходу

загрузить в ОП Машины Виртуальная память - реферат все требующиеся программки, таким макаром заполнив её до

основания и позже дать микропроцессору команду на выполнение. 1-ый вариант не

является примером мультипрограммной организации. 2-ой вариант является. Итак,

непременно, 2-ой вариант более подходящий, но тут мы сталкиваемся с

неувязкой нехватки оперативки. В современных компьютерах емкость ОЗУ

(аналог RAM) не превосходит Виртуальная память - реферат 1MB, 384KB из которых зарезервированы под ПЗУ, ППЗУ,

BIOS... Итого остаётся 640KB "незапятанной" оперативки но в ней поместятся две

три программки и менее.

Отлично видно, что внедрение более оптимального решения сталкивается с

единственной неувязкой памяти. Но можно ли каким-то образом решить эту делему?

Конкретно на этом шаге на помощь Виртуальная память - реферат юзеру приходит виртуальная память, которая

позволяет видоизменять ресурсы памяти, сделать объём оперативки

намного больше, для того чтоб юзер, поместив туда как можно больше

программ, реально сберег время и повысил эффективность собственного труда.

"Открытие" виртуальной памяти (дальше ВП) занесло гигантскую контрибуцию в развитие

современных технологий, облегчило работу как проф программера, так Виртуальная память - реферат

и обыденного юзера, обеспечивая процесс более действенного решения задач на

ЭВМ. Появляется много вопросов: как устроена ВП, как она работает, каким

образом при использовании ВП ресурсы обыкновенной физической памяти "растут"

во много раз, употребляются ли для этой цели какие-либо "подручные" средства

(устройства)..? Вправду, появляется огромное количество наинтереснейших вопросов Виртуальная память - реферат,

ответы на которые будут даны в последующих параграфах.

Почему виртуальная память также носит заглавие математической, кажущейся? Как

можно реорганизовать ОЗУ таким макаром, чтоб её объём удвоился, утроился?

Преимущество ВП заключается в том, что объем ОЗУ не может быть увеличено ни

фактически, ни на теоретическом уровне. (Это просто нереально ни какими Виртуальная память - реферат средствами

нельзя улучшить либо конвертировать ячейки памяти, для того, чтоб, скажем,

помещать туда два бита инфы заместо 1-го). Но как построена ВП? Дело в

том, что при работе машины, использующей виртуальную память, непременно

употребляется Наружное Запоминающее Устройство (ВЗУ), которое обычно представляет

собой накопитель на гибком магнитном диске Виртуальная память - реферат либо жестком диске типа "винчестер".

(Последнее устройство употребляется почаще).

Вправду, внедрение виртуальной памяти непременно предполагает

воззвание к диску потому что при разработке и внедрению систем с таким способом

организации памяти, было представлено, что ячейкиоперативной памяти и памяти на

диске будут представлять собой единое целое. По собственной сущности ВП Виртуальная память - реферат не такая уж

непростая структура напротив, недочет оперативки компенсируется

наличием свободного дискового места которое задействовано в роли ОП.

Нужно осознавать, что часть программ, которые мы не смогли расположить в ОП

из-за её нехватки, (см. нач. § 3) сейчас будут расположены на диске и это будет

эквивалентно размещению в оперативки. Виртуальная Виртуальная память - реферат память представляет

собой совокупа всех ячеек памяти оперативной и наружной, имеющих сквозную

нумерацию от нуля до предельного значения адреса. Внедрение ВЗУ очень

комфортно, потому что в это время юзер оперирует с общим адресным

местом и ему индифферентно какая физическая память при всем этом употребляется

наружняя либо внутренняя. При работе ВП всего только Виртуальная память - реферат предполагается различие меж

виртуальными адресами и физическими. Любопытно проследить за формированием

адресного места при использовании ВП. Как адресное поле может быть

увеличено? Дело в том, что при работе машины с ВП, употребляются способы

страничной и сегментной организации памяти, смысл которых рассмотрен в последующих

параграфах.

4. Виртуальная Память при Виртуальная память - реферат страничной организации

(Страничная организация ВП, формирование виртуальных адресов)

Как было сказано ранее, для более действенного функционирования ЭВМ употребляется

динамический способ рассредотачивания памяти. Это означает, что процесс рассредотачивания

памяти осуществляется конкретно в процессе решения задачки с учетом предшествующего

состояния машины и описания массивов данных. К примеру процесс компиляции с

языков высочайшего уровня Виртуальная память - реферат отводит определённую область памяти под каждую

переменную, массив, структуру. В текущее время процесс динамического

рассредотачивания памяти осуществляется способом относительной адресации (с

внедрением виртуальных адресов), в виде страничной и сегментной организации

памяти.

Разглядим первую форму организации ВП при её страничной организации (СО). Необходимо

отметить очень принципиальный пункт, что при Виртуальная память - реферат СО, все ресурсы памяти, как оперативной,

так и наружной представляются для юзера единым целым. Юзер

работает с общим адресным местом и не думает какая память при всем этом

употребляется: оперативная либо наружняя, а эта общая память носит заглавие

виртуальной (моделируемой). Виртуальная память разбивается на странички, которые

содержат определённое фиксированное количество ячеек Виртуальная память - реферат памяти. При всем этом одна

страничка математической памяти не может быть больше либо меньше других все

странички должны быть схожи по количеству ячеек. Обычные размеры страничек

256, 512, 1024, 2048 Б и поболее (числа кратные 256).

Рис.3

Так именуемая физическая память, которая содержит в себе ОЗУ и ВЗУ так же

разбивается на странички объем Виртуальная память - реферат которых должен соответствовать размерам ВП, по другому,

из-за неправильности размеров, ячейки физической памяти не будут совпадать с

ячейками ВП, что приведёт к неурядице и "зависанию" системы. На рисунке 3

изображен метод формирования страничек ВП из физической памяти. Ячейки ОЗУ

разбиваются на странички схожего объема (к примеру 1024 Б), любая из Виртуальная память - реферат

которых может содержать какую-либо информацию. В ВЗУ, представленным накопителем

типа "винчестер", микропроцессор резервирует определённые сектора с которыми

потом будет работать ВП. Всё это складывается вкупе и представляет собой

единую структуру ВП.

При работе юзера, одна из его программ может находится в ОП (реально в

микросхеме на рис Виртуальная память - реферат. 3), а другая в ВЗУ (на диске). При всем этом совсем не

приметно, что юзер работает с математическими адресами, потому в

процессе операций микропроцессор может обращаться только к ОП (либо СОП

Сверхоперативная память) в случае выполнения первой программки, либо к диску, если

производится 2-ая программка. Но при работе Виртуальная память - реферат 2-ой программки, операционная

система должна организовать перепись той странички, где находится 2-ая

программка, в Оперативку.

Юзер не думает над этим, но в этот момент страничка ВП с диска, как

бы накладывается на свободную* страничку ОП. Таким макаром, при выполнении даже

одной программки, разные части этой программки могут находится в ОП Виртуальная память - реферат (СОП) либо

на магнитных носителях, а одни и те же ячейки общей физической памяти могут

называться разными адресами.

Адресная часть команды в пользовательских программках должна содержать адресок

математической странички и адресок слова, которое должно находится в этой страничке

(разыскиваемое слово). При рассредотачивании памяти меж разными частями программки,

микропроцессор берёт Виртуальная память - реферат на себя функции преобразования адреса, находящегося в

математической страничке, в адресок физической странички. По этому адресу

размещается требуемое слово, которое может хранится как в ОП, так и во наружной

памяти. Совокупа адреса физической странички и адреса слова снутри этой

странички образует физический адресок операнда.

Соответствие меж номерами физических и математических страничек Виртуальная память - реферат устанавливается

специальной программкой операционной системы, которая носит заглавие менеджер

(диспетчер) памяти. Обычно эта программка является резидентной и управляет

всеми ресурсами машинной памяти. Для 286х микропроцессоров употребляют менеджер

himem.sys, а для 386х и 486х машин emm386.sys и qemm.sys При помощи таких

программ формируется так Виртуальная память - реферат именуемая страничная таблица, которая помещается в

сверхоперативную память, владеющую большим быстродействием. Эта таблица

является неотъемлемой частью организации ВП с СО, потому что в ней содержится вся

информация о страничках, сейчас находящихся в памяти. В страничной

таблице находятся адреса программ, уровень их приоритета и т. д. Содержание

страничной таблицы будет тщательно Виртуальная память - реферат описано ниже.

Разглядим пример преобразования виртуальных адресов в физические. Пусть

виртуальная память содержит 8 страничек по 2048 Б в каждой страничке. Для

компактности примера, представим, что физическая память имеет ёмкость 4

странички (по 2 Кб соответственно). При воззвании к физической памяти для

проведения каких

14ти битовый виртуальный адресок

3х битовый 11ти битовый адресок в Виртуальная память - реферат границах избранной ВС

номер ВС

Рис.4

—————

* Эта страничка необязательно может быть свободной. Подробности о

стратегиях подмены (своппирования) страничек см. в § 8

или операций (записи либо подборки операндов, выполнения команды либо

воплощения передачи управления), программкой формируется 14ти битовый адресок,

соответственный виртуальному адресу, который определяет ячейки в промежутке от 0

до 16 Кб 1. В данном примере 14ти битовый Виртуальная память - реферат адресок вроде бы разбивается на 3х битовый

номер виртуальной странички и 11ти битовый снутри той странички, номер которой

определён тем 3х битовым номером. Пример кода адреса при страничной

организации памяти показан на рисунке 4. А связь меж номерами страничек и самими

виртуальными адресами показана на рисунке 5. Итак, разглядим набросок Виртуальная память - реферат 4: 3х

битовый номер виртуальной странички 110 (в binформате) соответствует номерам 6 и

6h (dec и hexформаты) нужно держать в голове, что все операции в машине выполняются

в шестнадцатеричном формате. Таким макаром, выбирается страничка с номером 6 и

внутренним адресом 00101001110B (14Eh). Означает по рисунку 5, этот физический

адресок будет соответствовать виртуальному адресу 12288...

Страничка Виртуальные Виртуальная память - реферат адреса

Рис.5

Это означает, что шестая страничка виртуальной памяти начинается с адреса 12288 и

завершается по адресу 14335. Общий объем виртуальной странички составляет 2048

Б (2 Кб).

Для определения физического адреса пользовательской программки, резидентный

диспетчер памяти под управлением операционной системы должен установить

местопребывание виртуальной странички. Физическая страничка памяти, которая

соответствует виртуальной, может находится в Виртуальная память - реферат оперативки, но может также

быть и на диске. Как было сказано ранее, для того чтоб установить соответствие

меж виртуальной и физической страничками, ОС обращается к страничной таблице,

любая из строк которой содержит по одной записи для каждой из восьми

виртуальных страничек. Как организованна эта страничная таблица? Запись в

строке Виртуальная память - реферат содержит три поля 1-ое однобитовое поле на самом деле является флагом в этой

ячейке может находится или включенный, или выключенный бит (1 либо 0), что

показывает на конкретное местопребывание если в этом поле содержится

код нуля это дает подсказку микропроцессору, что нужную страничку необходимо находить во

наружной памяти, если значение бита Виртуальная память - реферат в данном поле равно 1, то разыскиваемая страничка

уже находится в оперативки. Таким макаром, все функции единственного

бита в этом поле принимать значения True либо False. 2-ое поле содержит адресок

наружной памяти. Этот адресок станет нужен если разыскиваемой странички нет в

оперативки, а она находится в ВЗУ и Виртуальная память - реферат её нужно переписать в ОЗУ для работы

с программкой, находящейся в этой страничке. По этому адресу машина обращается к

виртуальной страничке, лежащей на диске и копирует её содержимое в ОЗУ. Принципиальное

замечание состоит в том, что если в первом однобитовом поле флаг находится в

состоянии 1, то 2-ое поле автоматом игнорируется Виртуальная память - реферат, так как разыскиваемая

страничка уже "посиживает" в ОП и нет никакой необходимости "MOV CX, ADDRESS"

(засылать в регистр CX адресок наружной ВС для его обработки). После того как

машина отработает с данной страничкой ВП и надобность в ней пропадет (может быть на

какое-то время), эта страничка назад переносится на диск Виртуальная память - реферат, освобождая место для

другой странички которая нужна машине на этот момент для продолжения работы.

В конце концов третье поле, многофункциональная нагрузка которого указывать номер странички

оперативки, в какой находится нужная информация. Если подходящей

странички нет в ОП, а она находится на диске (бит первого поля выключен), то

третье поле Виртуальная память - реферат игнорируется. На рисунке 6 изображена схема Страничной организации

виртуальной памяти.

Рис.6 Страничная организация Виртуальной Памяти.

Итак, при рассредотачивании памяти в машине, супервизор сформировывает страничную

таблицу. Входом в эту таблицу является номер математической странички, в какой

находится подходящая ячейка памяти. Если адресная страничка находится в ОП, то

формирование Виртуальная память - реферат адреса происходит последующим образом: 2-ух битовый номер странички

заносится в два левых разряда адресного регистра оперативки, а адресок

снутри виртуальной странички (11 бит начального адреса) переписывается в 11 правых

разрядов адресного регистра. Это прекрасно показано на правой части рисунка.

Pµ регистр математического адреса, Pф регистр физического адреса, p номер

математической странички, l смещение. Таким Виртуальная память - реферат макаром, lсмещение переписывается из

регистра математического адреса в регистр физического без конфигураций. По номеру p

из страничной таблицы извлекается номер физической странички и, если эта страничка

уже находится в ОП, то её номер записывается в регистр физического адреса, если

же разыскиваемая страничка находится в ВЗУ, то она поначалу Виртуальная память - реферат переписывается в ОП. Для

этого употребляется либо свободная страничка ОП, либо какая-либо страничка ОП

освобождается: информация из этой странички опять переносится во внешнюю память

(но ни при каких обстоятельствах не стирается!). После чего страничная таблица обновляется

в неё заносятся сведения о новых страничках (той которая сейчас

находится в ОЗУ Виртуальная память - реферат и той которая переместилась во внешнюю память). Страничная

таблица является таким видом инфы которая очень нередко обновляется. Она

повсевременно "дышит". Всякий раз когда у юзера появляется потребность в новейшей

инфы (а именно в новейшей страничке памяти), привходит процесс

свопирования, другими словами перемены местами страничек ОП и ВЗУ (англ Виртуальная память - реферат. swap поменять

местами). При всем этом в страничную таблицу заносится более свежайшая информация о

том в какую страничку виртуальной памяти была помещена страничка, только-только

удалённая из ОП, содержится ли в этой страничке необходимое на последующем шаге слово и

т. д. У страничной таблицы огромное количество работы.

Как было отмечено Виртуальная память - реферат, для более действенного функционирования машины нужны

большая ёмкость ОЗУ и быстродействие. Как понятно, рядовая оперативка

(RAM) не является очень быстродействующей. Это означает, что если б

страничная таблица находилась в таковой памяти, то юзер сталкивался бы с

реальной потерей времени, потому что микропроцессор достаточно нередко обращается к СТ Виртуальная память - реферат.

Выход из этой неловкой ситуации был найден при помещении страничной таблицы в

сверхоперативную память, которая обладает большим быстродействием, хотя и во

много раз меньше по объему чем RAM. Но этого объёма полностью хватает микропроцессору и

он получает возможность работать с большей производительностью, потому что при

каждом перераспределении памяти Виртуальная память - реферат меж пользовательскими программками

осуществляется изменение данных, содержащихся в страничной таблице.

При страничной организации памяти очень принципиальным является метод своппирования

страничек. Вправду, микропроцессор должен "пошевелить мозгами" какую страничку стоит в

первую очередь удалить из ОП, чтобы на освободившееся место переписать из наружной

памяти нужную на этот момент страничку... Этот вопрос будет тщательно

рассмотрен Виртуальная память - реферат в § 8.

5. Достоинства и недочеты ВП со страничной организацией.

(Анализ и оценка эффективности СО при рассмотрении преимуществ и недочетов)

Непременно, применение виртуальной памяти в современных машинах это важное

достижение как в компьютерной технологии, так и в максимизации удобств

создаваемых для юзера. Но, как понятно, любая система имеет свои

достоинства Виртуальная память - реферат и недочеты. Предлагаю проанализировать сущность внедрения ВП; её

беспомощности и аспекты эффективности, её плюсы и минусы.

Во-1-х одним из преимуществ ВП с СО является довольно большой объём прямо

адресуемой памяти. Вправду объем памяти может исчисляться сотками мб

(и даже гб). Размер виртуальной памяти полностью находится в зависимости от объёма Виртуальная память - реферат

накопителя на [жестком] магнитном диске. Сделанный SWAPфайл располагается на диске

и эмулирует оперативку. При всем этом юзер не думает о том куда

будет помещен "кусочек" его программки с которой он только-только отработал. Таким

образом, ещё одним преимуществом ВП с СО будет то, что программки юзера

могут располагаться Виртуальная память - реферат в всех свободных страничках. И в конце концов, одним из важных

преимуществ ВП с СО (то, ради чего, фактически и была придумана виртуальная

память) увеличение уровня мультипрограммной работы. Как было сказано выше, эта

цель была одной из самых основных. С организацией ВП с СО юзер получил

реальную возможность загружать Виртуальная память - реферат в память большее количество программ для того

чтоб машина обрабатывала программки сходу (в реальности микропроцессор

устанавливает ценность для каждой программки, находящейся в памяти, и дальше в

согласовании с ценностью выделяет определённое количество времени на

реализацию каждой программки либо команды). Сам микропроцессор повсевременно "занят" каждый

машинный такт делает определённую Виртуальная память - реферат программку. Способ организации виртуальной

памяти со страничной организацией существенно повысил эффективность работы с

машиной.

У каждого превосходного изобретения к огорчению есть свои недочеты. Таковые есть

и у ВП с СО. Попытаемся проанализировать их. Главным недочетом виртуальной

памяти пожалуй будет то количество времени, которое машина растрачивает на

воззвание к наружной памяти Виртуальная память - реферат. Извлечь нужную информацию из ячеек оперативной

памяти не представляет особенного труда и огромных издержек времени. Совершенно по другому

обстоит дело с диском: для того чтоб отыскать нужную информацию, необходимо

поначалу "раскрутить" диск, позже отыскать нужную дорожку, в дорожке отыскать

сектор, кластер, дальше считать побитовую информацию в ОП. Все Виртуальная память - реферат это просит

времени и, иногда если при способе случайного удаления страничек*, микропроцессору

пригодятся сходу несколько страничек, хранящихся во наружной памяти, огромного

времени. К огорчению, этот недочет принадлежит к виду "непоправимых". И если

другие недочеты, рассмотренные ниже ущё можно каким-то образом убрать

(к примеру методом расширения технических средств Виртуальная память - реферат и т. д.), то данный недочет не

может быть устранён никаким образом, потому что понятие виртуальной памяти

ассоциируется с применением наружной памяти (магнитного диска).

Последующий недочет быстрее относится к вопросу о технической характеристике

компьютера: наличие сверхоперативной памяти (СОП). Как было сказано выше, СОП,

обычно, имеет не

—————

* Способы своппирования страничек рассмотрены Виртуальная память - реферат в § 8. огромную ёмкость и довольно

высочайшее быстродействие. СОП употребляется для хранения управляющей инфы,

служебных кодов, также инфы к которой осуществляется более нередкое

воззвание в процессе выполнения программки. Этот недочет в работе с ВП к

счастью можно устранить. Что касается технической свойства есть ли в

микросхемах оперативки дополнительные интегральные схемы, которые

являются Виртуальная память - реферат запоминающими устройствами СОП? Если есть, то неувязка с СОП решена, а

если нет..? Тогда, благодаря достижениям в области компьютерной технологии,

могут употребляться драйверы, резервирующие небольшую область ОП для

имитирования СОП. Итак, что касается этого недочета, то, мне кажется, что он

не так серьёзен, чтоб о нём волнуется Виртуальная память - реферат. И, в конце концов третьим недочетом

является внутренняя фрагментация страничек.

6. Сегментно-страничная организация виртуальной памяти

(Структура, функционирование, отличия от ВП с СО, достоинства и недочеты)

При использовании способа сегментно-страничной организации ВП, пользовательские

программки разбиваются на отдельные массивы. Эти массивы независящие участки

именуются секторами. Сектор представляет собой единый логический объект,

содержащий какую-либо Виртуальная память - реферат функцию, массив либо набор данных. Обычно

информация, содержащаяся в секторе, однородная, другими словами в одном секторе могут

находится только служебные коды программки, другой может являться сектором

стека, 3-ий содержать коды связи с объектными (.obj) файлами и т. д.

Каждый сектор представляет собой последовательность адресов от нуля до

определённого Виртуальная память - реферат наибольшего значения. Отличие сектора от странички состоит в

том, что длинна сектора может изменяться в процессе работы.

Сегменты, как и неважно какая структура виртуальной памяти, могут располагаться как в ОП,

так и во наружной памяти (магнитных носителях). ВП с ССО работает подобно ВП

с СО: если требующийся сейчас Виртуальная память - реферат сектор отсутствует в оперативной

памяти, то при надобности работы с ним, он за ранее перемещается в ОП.

Сегментно-страничная организация памяти просит более сложной

аппаратурно-программной организации. Разглядим как осуществляется воззвание

к ВП средством ССО. По самому наименованию "сегментно-страничный" несложно

додуматься, что при таком способе употребляется как сегментная, так и Виртуальная память - реферат страничная

таблицы. Это очень похоже на трудно структурированный способ "процедуры в

процедуре" в почти всех алгоритмических языках. На рисунке 7 тщательно показан

метод организации ВП с ССО. Адресок ячейки в этом случае складывается из 3х

частей: 1-ая содержит номер самого сектора (Segment), по этому номеру машина

обращается к сегментной таблице Виртуальная память - реферат. 2-ая часть адреса содержит номер разыскиваемой

странички (page), которая находится снутри избранного сектора и 3-я смещение

(length), по которому находится требуемый адресок. Pµ, обведенное в двойную рамку

указывает математический адресок, а Pф физический. Как и при СО, смещение l

переписывается в ячейку физического адреса без конфигураций.

Вверху Виртуальная память - реферат рисунка, аббревиатурой N обозначен номер какой-либо программки

юзера. А0 с индексом 1 обозначает определенный исходный адресок сегментной

таблицы для данной программки. Поначалу берется этот адресок и номер сектора S из

регистра математического адреса. Оба этих адреса складываются в сумматоре,

который изображен в виде обведенного плюса. Получившийся адресок А1 + S Виртуальная память - реферат является

входом в сегментную таблицу (изображен в первой колонке сегментной таблицы).

Дальше, благодаря этому адресу, отыскивается соответственный адресок страничной

таблицы (А0 с индек

сом 2), который в свою очередь суммируется с номером разыскиваемой странички p в

сумматоре. Результирующая сумма есть вход в страничную таблицу. Структура

страничной таблицы нам уже знакома: благодаря получившемуся адресу Виртуальная память - реферат, находится

соответственный адресок физической странички, микропроцессор определяет местопребывание

этой странички (включенный бит страничка находится в ОП, выключенный во наружной

памяти).

Рис. 7 Сегментно-страничная организация ВП.

Итак, короткое описание функционирования ВП с ССО: при помощи исходного адреса

сегментной таблицы и номера сектора из регистра математического адреса (S)

появляется адресок Виртуальная память - реферат вход в сегментную таблицу в какой находится исходный адресок

страничной таблицы. К этому адресу в свою очередь прибавляется номер странички из

РМА. Эта сумма служит входом в страничную таблицу, в какой потом отыскивается

адресок разыскиваемой физической странички и, в согласовании с уровнем доступности,

микропроцессор или начинает работать с этой Виртуальная память - реферат страничкой, или производит

аппаратурное прерывание и подключает супервизора, который потом организует ее

перепись в ОП. Если вся ОП будет занята, то супервизор, в согласовании с

принятым способом (см. § 8), своппирует какую-нибудь страничку.

7. Виртуальная память в современных компьютерах

(ВП в современных машинах, отличия, достоинства...)

Как было сказано выше, с Виртуальная память - реферат развитием компьютерных технологий стали появляться

новые перспективы использования индивидуальных компов. В § 3 упоминается о

компьютере Intel™ 486DX4 с тактовой частотой 75Mhz, произведенным компанией Texas

Instruments. Непременно, способности этого компьютера громадны. Он оснащается

большущим жестким диском (1.2GB) и имеет 32MB оперативки. Представим,

что эта машина будет употребляться для разработки галлактического корабля, бота

доктора либо Виртуальная память - реферат в области кибернетики. Для этих целей нужно использовать

"серьёзное" программное обеспечение (скажем, производимое компанией Silicon

Graphics®), требующее множества оперативки. В таковой ситуации

даже 32MB может не хватать. В таких ситуациях как и раньше проявляется тенденция

к использованию ВП. Виртуальная память применяется в почти всех программках,

операционных Виртуальная память - реферат оболочках, коммуникационном программном обеспечении. В последующих

пт приведены примеры использования виртуальной памяти в современных

компьютерах с разными программками.

Внедрение ВП в Microsoft® Windows™ 3.1*

Microsoft Windows 3.1 является более пользующейся популярностью операционной оболочкой как

посреди любителей, так и посреди проф юзеров. Windows

обеспечивает независящий пуск и выполнение сходу нескольких программ.

Большая Виртуальная память - реферат часть других оболочек и операционных систем рассчитаны на выполнение в

данный момент только одной программки. В рамках Windows можно запустить сходу

несколько программ. Для этих целей употребляется ВП. 1. RAM диск (виртуальный,

псевдо, электрический диск) Разновидность виртуальной памяти. Супервизор

резервирует для него область EMS либо XMS памяти и, таким макаром Виртуальная память - реферат устанавливает

диск в памяти. Он работает резвее, чем реальный физический диск, но при

выключении питания его содержимое пропадает. Он очень комфортен для хранения

промежной инфы в течение 1-го сеанса работы. Но RAM диск не является

прямым аналогом ВП.

2. Внедрение SWAPфайла виртуальной памяти.

Виртуальная память в оболочке Windows 3.1 употребляется исключительно Виртуальная память - реферат в расширенном

(extended) режиме. Каковы свойства компьютера, работающего с Windows в

расширенном режиме? Он обязан иметь 386ой микропроцессор и минимум 2 мб

памяти. Итак виртуальная память в Windows представляет собой механизм,

обеспечивающий расширение адресного места за счет дискового прост

—————

* Рассмотрены компы компаний IBM (PS/2, Pentium™, OverDrive™)

AcerPower™, NEC, American Megatrends, Zeos Виртуальная память - реферат™, Tandy™, HP Вектра™, Toshiba, Dell,

Packard Bell и другие машины укомплектованные микропроцессорами Intel™ и Cyrix™.

Машины ЕС, из-за недочета ОЗУ не работают в Windows и в данном примере не

рассмотрены. ранства. Реальные ограничения на объем таковой виртуализированной

оперативки отсутствуют. В физической оперативки в каждый момент

представлена некая часть полного виртуального места Виртуальная память - реферат, остальная же

часть которого размещена на диске При необходимости, к примеру если

юзеру пригодился последующий кусок его программки, который в данный

момент находится на диске, а настоящая оперативка "загружена до

основания", микропроцессор может своппировать страничку оперативки со

страничкой на диске. (от англ. swap поменять местами). Таким Виртуальная память - реферат макаром, просто

будет осуществлена перестановка страничек, и та страничка с которой только-только

работали "отчаливает" на диск. В Windows 3.1 может быть несколько вариантов

реализации ВП. На рисунке 8 показано внедрение 2-ух видов ВП в Windows:

разносекторного (temporary) и перманентного (permanent) swapфайлов

Рис.8 Разносекторное и перманентное применение ВП

Разносекторный (временной) swapфайл

Разносекторный swapфайл состоит из Виртуальная память - реферат огромного количества независящих секторов, которые

разбросаны по всему диску. Всякий раз когда операционной среде Windows

нужно подгрузить в память какую-либо страничку, она должна обратится к

разносекторному swapфайлу. Но неудобство внедрения таковой разновидности ВП

состоит в том, что в конце каждой части этого целого свопфайла стоит

пересылка на Виртуальная память - реферат другой сектор диска. И юзер сталкивается с реальной потерей

времени при работе с таким видом свопфайлов, потому что микропроцессору нужно

"представить" в памяти целостную картину данного файла чтобы извлечь из него

подходящую информацию. Для этого машина собирает последовательность из этих кусочков

и потом анализирует представленный в памяти файл.

Если юзер выбирает Виртуальная память - реферат таковой вид реализации ВП, то Windows автоматом

создаёт разносекторный swapфайл в директории Windows. Обычно этот файл носит

заглавие WIN386.SWP. Неудобство такового способа ещё состоит в том, что

разносекторный файл (по другому именуемый временным) хранит информацию исключительно в

продолжении сеанса работы оболочки, а по окончании его автоматом удаляется.

Ах так Виртуальная память - реферат может быть представлена программка, написанная на Паскале в виде

разносекторных файлов:

~pas0c4e.tmp 1-ая страничка начинается по адресу 0C4A;

~pas1158.tmp 2-ая находится в секторе с номером 1158;

~pas1b5a.tmp и 3-я размещена в секторе 1B5A.

В конце каждого .tmpфайла указанна ссылка Виртуальная память - реферат на другой таковой же.

Перманентный (неизменный) swapфайл

2-ая разновидность свопфайлов носит заглавие перманентных Таковой файл занимает

значительную часть диска, специально зарезервированную для этих целей. Размер

перманентного файла определяется наличием системных ресурсов, отведенных для

работы с Windows (размером ОП, свободным местом на жестком диске и даже временем

доступа к винчестеру). Перманентный файл Виртуальная память - реферат работает еще резвее чем

разносекторный, потому что Windows знает истинное местопребывание этого файла и

нет необходимости собирать его из частей. Обычно этот файл носит имя

386SPART.PAR либо SPART.PAR Непременно, если юзер имеет большой жесткий

диск и не много ОП, то внедрение перманентного свопфайла более отлично Виртуальная память - реферат.

Перманентный файл эмулирует реальную оперативку и, потому не стирается

при выходе из Windows.

Анализ и оценка внедрения различных типов ВП в Windows.

Любая из разновидностей ВП в Windows имеет свои достоинства и недочеты.

Временная ВП занимает место на винчестере только по мере надобности, но для того

чтоб выделить либо высвободить Виртуальная память - реферат такое место необходимо всякий раз растрачивать время.

Суммарное быстродействие таковой памяти ниже, чем у неизменной ВП. Что касается

неизменной ВП, то она резвее временной, но она также занимает довольно

огромное место на винчестере, даже если юзер не обращается к своим

программкам и приложениям и вообщем не работает в Windows. Но в Виртуальная память - реферат целом, виртуальная

память играет значительную роль в применении Windows. Как было сказано ранее,

адресное место расширяется за счет объединения ячеек реальной ОП с

ячейками на магнитном диске и при всем этом размер физической памяти становится

существенно огромным. Это важно, потому что Windows очень пользующаяся популярностью

операционная Виртуальная память - реферат среда, доступная как специалисту, так и обычному юзеру.

Размер машинного времени "уделяемого" Windows довольно велик. Вследствие этого

разными фирмами (Microsoft®, Borland International, Lotus Development и т.

д.) было написано много программного обеспечения специально для среды Windows.

Так же было создано огромное количество проф пакетов, нацеленных на

арифметику, статистику, программирование, бухгалтерию и Виртуальная память - реферат т. д. Вот тут и

нашлось место для внедрения виртуальной памяти. Благодаря способности работы в

мультипрограммном режиме, большие массивы инфы повсевременно находятся в

движении. Юзер может запустить на выполнение сходу несколько программ,

(любая из которых просит памяти). Применение ВП существенно наращивает объем

физической памяти и позволяет работать эффективнее Виртуальная память - реферат.

8. Методы подмены (свопирования) страничек

(Механизмы обмена страничек)

Как было упомянуто выше, внедрение ВП предполагает применение магнитного

диска на котором хранятся те странички либо сегменты, которые сейчас не

необходимы в оперативки. Способ внедрения ВП достаточно прост: те странички с

которыми юзер работает на этот момент находятся в памяти машины и к ним

осуществляется Виртуальная память - реферат конкретный доступ. Через определённое время микропроцессору,

отработавшему с данной страничкой, требуется другая страничка, которая

подгружается в память с диска. Страничка, с которой только-только отработали

"вытесняется" на диск, а ни при каких обстоятельствах не уничтожается.

Достаточно нередко бывает так, что вся настоящая память, разбитая на странички

вполне занята Виртуальная память - реферат. И по мере надобности подгрузить новейшую страничку, супервизор

должен установить какую страничку перенести да диск, чтоб высвободить место для

требующейся. Это довольно непростая задачка, потому что удалённая страничка может

пригодиться на последующем шаге, а это может привести к потере времени. Для

своппирования страничек в различных программках употребляются разные стратегии,

примеры Виртуальная память - реферат которых приведены ниже:

1.Случайное удаление страничек...

Случайное удаление не является самым действенным методом, потому что оно не может

дать стопроцентной гарантии, что только-только удалённая страничка не пригодится на

последующем шаге работы. Случайное удаление осуществляется при помощи функции

случайных чисел. Супервизор просто берет исходный адресок случайной странички в

оперативки Виртуальная память - реферат и переписывает его в swapфайл (на диск). При всем этом

корректируется страничная (сегментная) таблица.

2. Удаление по времени пребывания в ОП...

Механизм этой стратегии можно представить как "первым вошел, первым вышел". Это

означает, что страничка, подольше всех находящаяся в оперативки на данном

шаге будет удалена первой. Этот способ также Виртуальная память - реферат не универсален потому что каждой

страничке отведено определенное время на функционирование, и основное неудобство

состоит в том, что нужно вести механизм учёта за продолжительностью

пребывания страничек в ОП, что также связанно с усложнением структуры и потерей

времени.

3. Удаление в связи с давностью использования...

На мой взор, этот способ является Виртуальная память - реферат более удачным. Механизм его такой: если

страничка подольше всех находится в ОП, означает юзер в течение длительно времени

не нуждался в ней, а означает возникает возможность, что эта страничка не

пригодится и на последующем шаге.

4. Удаление по вероятности использования...

Возможность использования странички N очень маленькая, а возможность Виртуальная память - реферат

использования странички M высока. В данном случае, страничка N будет удалена из

памяти. Этот метод также не представляется мне довольно действенным, потому что

тут всё основано на вероятности. Но, всякий раз когда мы подбрасываем монету,

непонятно какой стороной она упадёт. Так же и тут нет никакой гарантии, что

эта Виртуальная память - реферат страничка не пригодится на последующем шаге.

5. Удаление по ценностям...

Этот метод пожалуй является довольно действенным, потому что странички удаляются

по ценностям. Любая страничка имеет собственный ценность, который устанавливается

супервизором в согласовании с "значимостью" программки, находящейся в определённой

станице. Представим что в страничке N находятся коды принципиальной пользовательской

подпрограммы, а в страничке Виртуальная память - реферат M текстовый файл, работа с которым не является настолько

принципиальной. Тогда N получает ценность 1, а M, представим, 9. Заметим, что

нужные, нередко требующиеся странички имеют ценности 13, наименее нужные

46, и фактически ненадобные 59. Это означает, что когда в последующий раз супервизору

пригодится удалить из ОП страничку, он начнет со страничек, имеющих самый маленький Виртуальная память - реферат

уровень приоритета (9).

9. Анализ и оценка виртуальной памяти. Характеристики эффективности.

(При СО и ССО)

Действенное решение задач на ЭВМ определяется не только лишь емкостью и

быстродействием запоминающих устройств, наличием массивного микропроцессора с большой

тактовой частотой, да и организацией и рассредотачиванием памяти. Современные

компы владеют средствами и техническими чертами Виртуальная память - реферат для организации

виртуальной памяти. Применение виртуальной памяти получило обширное применение

как посреди юзеров любителей, так и посреди экспертов. Основная функция

ВП расширение адресного места. ВП создаётся для роста многофункциональных

способностей компьютера, увеличения уровней мультипрограммной работы. Объединив,

ячейки реальной оперативки с ячейками на быстродействующих магнитных

носителях, (в большинстве случаев для этих Виртуальная память - реферат целей употребляются винчестеры. Применение НГМД

не было бы настолько отлично, а применение НМД либо НМБ понесло бы невосполнимые

утраты), юзер имеет возможность существенно расширить память и при всем этом

не мыслить о том в "какой" памяти хранится его программка. ВП была предназначена для

облегчения работы юзеров при размещении программ Виртуальная память - реферат.

Благодаря ВП появилась возможность для более действенного внедрения

программмультитаскеров (multitasker) особых пакетов, позволяющих повысить

уровень мультипрограммной работы. (Программки, которые распределяют время

микропроцессора и память так, что к примеру связываться по модему, печатать на

принтере и обрабатывать текст можно сразу). В текущее время, благодаря

применению ВП, усилилась тенденция к использованию DeskView Виртуальная память - реферат

менеджерамультитаскера (производства компании QuatterDeck).

Сравнивая реальную оперативку с виртуальной, можно отметить, что объем

РП ограничен, другими словами в каждой микросхеме фиксированное число ячеек. Что

касается ВП, то она может иметь довольно большой объем, ограниченный только

местом на диске (возможностью адресации). Объем ВП может достигать нескольких

10-ов и Виртуальная память - реферат сотен мб. РП имеет линейную структуру (адресация в порядке

возрастания). ВП употребляет сквозную адресацию.

В целом, применение виртуальной памяти является значимым вкладом в

прогрессировании современных компьютерных технологий и огромным шагом в развитии

программирования, открывающим проф программеру путь к созданию

массивных мультизадачных систем и комплексов. Применение виртуальной памяти обширно

оценивается спецами Виртуальная память - реферат в компьютерной медицине, научной кибернетике,

проф программировании.



virazhenie-padezhnih-otnoshenij-v-anglijskom-yazike-s-pomoshyu-predlogov.html
virazhenie-priznatelnosti-1-glava.html
virazhenie-priznatelnosti-14-glava.html