Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Управление памятью

Содержание

Управление памятьюОперативная память – важнейший ресурс вычислительной системы, требующий управления со стороны ОС. Причина – процессы и потоки хранятся и обрабатываются в оперативной памяти.Память распределяется между приложениями и модулями самой операционной системы.Функции ОС по управлению оперативной
Управление памятью Управление памятьюОперативная память – важнейший ресурс вычислительной системы, требующий управления со стороны Физическая организация памятиЗапоминающие устройства компьютера разделяют, как минимум, на два уровня: основную Иерархия памяти Представление потоков в оперативной памятиДля идентификации переменных и команд программы используются разные Связывание адресов Виртуальное пространствоСовокупность виртуальных адресов называется виртуальным адресным пространством. Диапазон возможных адресов виртуального Виртуальное адресное пространствоВ виртуальном адресном пространстве выделяют две непрерывные части:Системная – для Алгоритмы распределения памяти Схема с фиксированными разделамиСхема основана на предварительном разбиении общего адресного пространства на Динамическое распределение. Свопинг.В системах с разделением времени возможна ситуация, когда память не Схема с переменными разделамиТиповой цикл работы менеджера памяти состоит в анализе запроса Страничная организацияВ случае страничной организации памяти (или paging) как логическое адресное пространство, Связь логического и физического адресовЛогический адрес в страничной системе – упорядоченная пара Схема адресации при страничной организации Сегментная и сегментно-страничная организация памятиСегменты, в отличие от страниц, могут иметь переменный Преобразование логического адреса при сегментной организации Формирование адреса при странично-сегментной организации памяти Виртуальная памятьРазработчикам программного обеспечения часто приходится решать проблему размещения в памяти больших Концепция работы с виртуальной памятьюИнформация, с которой работает активный процесс, должна располагаться Кэширование данныхДля ускорения доступа к данным используется принцип кэширования. В вычислительных системах Кэширование данныхКаждая запись в кэш-памяти об элементе данных включает в себя:Значение элемента
Слайды презентации

Слайд 2 Управление памятью
Оперативная память – важнейший ресурс вычислительной системы,

Управление памятьюОперативная память – важнейший ресурс вычислительной системы, требующий управления со

требующий управления со стороны ОС. Причина – процессы и

потоки хранятся и обрабатываются в оперативной памяти.
Память распределяется между приложениями и модулями самой операционной системы.
Функции ОС по управлению оперативной памятью:
Отслеживание наличия свободной и занятой памяти;
Контроль доступа к адресным пространствам процессов;
Вытеснение кодов и данных из оперативной памяти на диск, когда размеров памяти недостаточно для размещения всех процессов, и возвращение их обратно;
Настройка адресов программы на конкретную область физической памяти;
Защита выделенных областей памяти процессов от взаимного вмешательства.
Часть ОС, которая отвечает за управление памятью, называется менеджером памяти.

Слайд 3 Физическая организация памяти
Запоминающие устройства компьютера разделяют, как минимум,

Физическая организация памятиЗапоминающие устройства компьютера разделяют, как минимум, на два уровня:

на два уровня: основную (главную, оперативную, физическую) и вторичную

(внешнюю) память.
Основная память представляет собой упорядоченный массив однобайтовых ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный адрес (номер). Процессор извлекает команду из основной памяти, декодирует и выполняет ее. Для выполнения команды могут потребоваться обращения еще к нескольким ячейкам основной памяти.
Вторичную память (это главным образом диски) также можно рассматривать как одномерное линейное адресное пространство, состоящее из последовательности байтов. В отличие от оперативной памяти, она является энергонезависимой, имеет существенно большую емкость и используется в качестве расширения основной памяти.

Слайд 4 Иерархия памяти

Иерархия памяти

Слайд 5 Представление потоков в оперативной памяти
Для идентификации переменных и

Представление потоков в оперативной памятиДля идентификации переменных и команд программы используются

команд программы используются разные типы адресов:
Символьные (имена переменных, функций

и т.п.);
Виртуальные – условные числовые значения, вырабатываемые компиляторами;
Физические – адреса фактического размещения в оперативной памяти.

Слайд 6 Связывание адресов

Связывание адресов

Слайд 7 Виртуальное пространство
Совокупность виртуальных адресов называется виртуальным адресным пространством.

Виртуальное пространствоСовокупность виртуальных адресов называется виртуальным адресным пространством. Диапазон возможных адресов

Диапазон возможных адресов виртуального пространства у всех процессов одинаков.
Совпадение

виртуальных адресов различных процессов не должно приводить к конфликтам и операционная система отображает виртуальные адреса различных процессов на разные физические адреса.
Разные ОС по разному организуют виртуальное адресное пространство:
Линейная организация – пространство представляется непрерывной линейной последовательностью адресов (по другому плоская структура адресного пространства).
Сегментная организация – пространство разделяется на отдельные части. В этом случае, помимо линейного адреса, может быть использован виртуальный адрес (сегмент, смещение).

Слайд 8 Виртуальное адресное пространство
В виртуальном адресном пространстве выделяют две

Виртуальное адресное пространствоВ виртуальном адресном пространстве выделяют две непрерывные части:Системная –

непрерывные части:
Системная – для размещения модулей общих для всей

системы (размещаются коды и данные ядра ОС, другие служебные модули);
Пользовательская – для размещения кода и данных пользовательских программ.
Системная область включает в себя область, подвергаемую страничному вытеснению, и область, на которую страничное вытеснение не распространяется. В последней располагаются системные процессы, требующие быстрой реакции или постоянного присутствия в памяти. Остальные сегменты подвергаются вытеснению, как и пользовательские приложения.

Слайд 9 Алгоритмы распределения памяти

Алгоритмы распределения памяти

Слайд 10 Схема с фиксированными разделами
Схема основана на предварительном разбиении

Схема с фиксированными разделамиСхема основана на предварительном разбиении общего адресного пространства

общего адресного пространства на несколько разделов фиксированной величины.
Процессы помещаются

в тот или иной раздел.
Связывание физических и логических адресов процесса происходит на этапе его загрузки.

Слайд 11 Динамическое распределение. Свопинг.
В системах с разделением времени возможна

Динамическое распределение. Свопинг.В системах с разделением времени возможна ситуация, когда память

ситуация, когда память не в состоянии содержать все пользовательские

процессы.
В таких случаях используется свопинг (swapping) – перемещению процессов из главной памяти на диск и обратно целиком. Частичная выгрузка процессов на диск осуществляется в системах со страничной организацией (paging).
Выгруженный процесс может быть возвращен в то же самое адресное пространство или в другое. Это ограничение диктуется методом связывания. Для схемы связывания на этапе выполнения можно загрузить процесс в другое место памяти.

Слайд 12 Схема с переменными разделами
Типовой цикл работы менеджера памяти

Схема с переменными разделамиТиповой цикл работы менеджера памяти состоит в анализе

состоит в анализе запроса на выделение свободного участка (раздела),

выборе его среди имеющихся в соответствии с одной из стратегий (первого подходящего, наиболее подходящего и наименее подходящего), загрузке процесса в выбранный раздел и последующих изменениях таблиц свободных и занятых областей.
Аналогичная корректировка необходима и после завершения процесса. Связывание адресов может осуществляться на этапах загрузки и выполнения.

Слайд 13 Страничная организация
В случае страничной организации памяти (или paging)

Страничная организацияВ случае страничной организации памяти (или paging) как логическое адресное

как логическое адресное пространство, так и физическое представляются состоящими

из наборов блоков или страниц одинакового размера.
При этом образуются логические страницы (page), а соответствующие единицы в физической памяти называют страничными кадрами (page frames). Страницы (и страничные кадры) имеют фиксированную длину, обычно являющуюся степенью числа 2, и не могут перекрываться.
Каждый кадр содержит одну страницу данных. При такой организации внешняя фрагментация отсутствует, а потери из-за внутренней фрагментации, поскольку процесс занимает целое число страниц, ограничены частью последней страницы процесса.

Слайд 14 Связь логического и физического адресов
Логический адрес в страничной

Связь логического и физического адресовЛогический адрес в страничной системе – упорядоченная

системе – упорядоченная пара (p,d), где p – номер

страницы в виртуальной памяти, а d – смещение в рамках страницы p, на которой размещается адресуемый элемент.
Разбиение адресного пространства на страницы осуществляется вычислительной системой незаметно для программиста.
Адрес является двумерным лишь с точки зрения операционной системы, а с точки зрения программиста адресное пространство процесса остается линейным.


Слайд 15 Схема адресации при страничной организации

Схема адресации при страничной организации

Слайд 16 Сегментная и сегментно-страничная организация памяти
Сегменты, в отличие от

Сегментная и сегментно-страничная организация памятиСегменты, в отличие от страниц, могут иметь

страниц, могут иметь переменный размер.
Каждый сегмент – линейная

последовательность адресов, начинающаяся с 0. Максимальный размер сегмента определяется разрядностью процессора (при 32-разрядной адресации это 232 байт или 4 Гбайт).
Размер сегмента может меняться динамически (например, сегмент стека). В элементе таблицы сегментов помимо физического адреса начала сегмента обычно содержится и длина сегмента.
Логический адрес – упорядоченная пара v=(s,d), номер сегмента и смещение внутри сегмента.

Слайд 17 Преобразование логического адреса при сегментной организации

Преобразование логического адреса при сегментной организации

Слайд 18 Формирование адреса при странично-сегментной организации памяти

Формирование адреса при странично-сегментной организации памяти

Слайд 19 Виртуальная память
Разработчикам программного обеспечения часто приходится решать проблему

Виртуальная памятьРазработчикам программного обеспечения часто приходится решать проблему размещения в памяти

размещения в памяти больших программ, размер которых превышает объем

доступной оперативной памяти.
Развитие архитектуры компьютеров и расширение возможностей операционной системы по управлению памятью позволило переложить решение этой задачи на компьютер. Одним из подходов стало появление виртуальной памяти (virtual memory).

Слайд 20 Концепция работы с виртуальной памятью
Информация, с которой работает

Концепция работы с виртуальной памятьюИнформация, с которой работает активный процесс, должна

активный процесс, должна располагаться в оперативной памяти.
В схемах

виртуальной памяти у процесса создается иллюзия того, что вся необходимая ему информация имеется в основной памяти.
во-первых, занимаемая процессом память разбивается на несколько частей, например страниц;
во-вторых, логический адрес (логическая страница), к которому обращается процесс, динамически транслируется в физический адрес (физическую страницу);
и наконец, в тех случаях, когда страница, к которой обращается процесс, не находится в физической памяти, нужно организовать ее подкачку с диска.
Для контроля наличия страницы в памяти вводится специальный бит присутствия, входящий в состав атрибутов страницы в таблице страниц.

Слайд 21 Кэширование данных
Для ускорения доступа к данным используется принцип

Кэширование данныхДля ускорения доступа к данным используется принцип кэширования. В вычислительных

кэширования. В вычислительных системах существует иерархия запоминающих устройств:
нижний

уровень занимает емкая, но относительно медленная дисковая память;
оперативная память;
верхний уровень – сверхоперативная память процессорного кэша.
Каждый уровень играет роль кэша по отношению к нижележащему.

  • Имя файла: upravlenie-pamyatyu.pptx
  • Количество просмотров: 123
  • Количество скачиваний: 0