Технология виртуальной памяти. Алгоритмы замещения страниц.

Виртуальная память (англ. virtual memory) — технология управления памятью ЭВМ, разработанная для многозадачных операционных систем. При использовании данной технологии для каждой программы используются независимые схемы адресации памяти, отображающиеся тем или иным способом на физические адреса в памяти ЭВМ. Позволяет увеличить эффективность использования памяти несколькими одновременно работающими программами, организовав множество независимых адресных пространств, и обеспечить защиту памяти между различными приложениями. Также позволяет программисту использовать больше памяти, чем установлено в компьютере, за счет откачки неиспользуемых страниц на вторичное хранилище.

При использовании виртуальной памяти упрощается программирование, так как программисту больше не нужно учитывать ограниченность памяти или согласовывать использование памяти с другими приложениями. Для программы выглядит доступным и непрерывным все допустимое адресное пространство, вне зависимости от наличия в ЭВМ соответствующего объёма ОЗУ.

Применение механизма виртуальной памяти позволяет:

● упростить адресацию памяти клиентским программным обеспечением;

● рационально управлять оперативной памятью компьютера (хранить в ней только активно используемые области памяти);

● изолировать процессы друг от друга (процесс полагает, что монопольно владеет всей памятью).

 

Алгоритмы замещения страниц:

● Случайное удаление страниц

● Удаление по времени пребывания в ОП

● Удаление в связи с давностью использования

● Удаление по вероятности использования

● Удаление по приоритетам

Контроллеры устройств ввода-вывода. Порты ввода-вывода. Способы доступа к контроллерам.

Физическим управлением устройством ввода-вывода, передачей информации через порт, и выставлением некоторых сигналов на магистрали занимается контроллер устройства.

В то время как память легко можно представить себе в виде последовательности пронумерованных адресами ячеек, локализованных внутри одной микросхемы или набора микросхем, подобный подход неприменим к устройствам ввода-вывода. Внешние устройства разнесены пространственно и могут подключаться к локальной магистрали в одной точке или множестве точек, получивших название портов ввода-вывода.

Структура программного обеспечения ввода-вывода. Процессы ввода-вывода.

Структура программного обеспечения ввода-вывода:

Процессы ввода-вывода: