Anforderungen an Speicher-Management
a) Umzug: Fähigkeit zum Bereich einen Prozess in einem anderen
Speicher, sobald es zur Ausführung wurde neu geladen.
b) Schutz: muss oder Vermeidung von Störungen (unbeabsichtigte
absichtlich) Signale zwischen Prozessen, so dass ein Prozess nicht
können Standorte beziehen sich auf belegte Speicher durch einen anderen.
c) Verhalten: wenn mehrere Prozesse zugreifen müssen, um die
gleiche Speicher, Speicher-Management muss in der Lage sein, damit
dieser Zugang ohne den Schutz b diskutiert Absatz)
d) Logische Organisation: dies wird Thema dieser diskutiert werden überall. Im Laufe der Zeit
Es wurden Techniken zur Organisation bringen viele dieser wie die
Segmentierung wird später besprochen werden.
e) physische Organisation: dies würde und studiert werden auf Speicher-Hierarchie.

Speicherhierarchie

Es ist bekannt als Computer Speicherhierarchie Pyramide Organisation des Gedächtnisses Ebenen, sind die. Sein Ziel ist die Referenz erhalten die Leistungsfähigkeit eines High-Speed-Speicher zum Preis von einem Low-Speed Speicher, basierend auf dem Prinzip der Nähe.

Die grundlegenden Punkte im Zusammenhang mit Speicher kann wie folgt zusammengefasst werden:

• Menge
• Speed
• Kosten

Die Frage der Quantität ist einfach, die mehr Speicher zur Verfügung, je mehr Du. Die optimale Geschwindigkeit für das Gedächtnis ist die Geschwindigkeit, mit der Prozessor kann die Arbeit, so dass keine Wartezeiten zwischen Berechnung und Kalkulation, verwendet werden, um Resultate zu holen Operanden und speichern. In der Summe Kosten des Speichers sollte das nicht übertrieben, machbar sein Gerät konstruieren einem erschwinglichen.

Als konkurrierende Faktoren drei könnten erwartet werden die, so müssen wir ein Gleichgewicht finden. Die folgenden Aussagen gelten:

• Je niedriger die höheren Kosten der Zugriffszeit
• Eine höhere Kosten mit höherer Kapazität
• Eine größere Fähigkeit zur unteren Drehzahlbereich.

Ist dann versucht, Kapazität genug Speicher mit einer Geschwindigkeit, die Kosten werden zu dienen und die Nachfrage nach Leistung nicht übermäßig ist. Dank eines Prinzip genannt Nähe von Artikeln, ist es möglich, Typen verwenden eine Mischung aus verschiedenen und erreichen eine Performance nahe, dass der schnellere Speicher.

Stufen aus denen sich die Speicher-Hierarchie typisch sind:

• Stufe 0: Register
• Level 1-Cache
• Stufe 2: Hauptspeicher
• Stufe 3: Festplatte (mit virtuellem Speicher-Mechanismus)
• Stufe 4: Netze (momentan als ein höheres Niveau der Speicherhierarchie)

W enn alle Regionen haben eine feste Größe Grenzen

In diesem Fall, wenn ein Prozess geladen Speicher in sein muss

- Ist es der Größe gleich oder kleiner als die andere Gruppe (in der
8M Zeichnung), so wird sie in einer Partition, die frei ist. Im Falle
alle Partitionen besetzt waren, OS wird die Veröffentlichung eines Prozesses
einige Partition und laden Sie diese anderen Verfahren bereit zu laufen.

- Ist es größer als (im obigen Beispiel 8M) berechnet
nur ein Teil dieses Prozesses (die Zeit Programmierer entwerfen
Programme mit der Idee der Laden nur ein Teil) und jedes Mal
benötigen eine andere, OS ist die für das Laden

W enn alle Regionen haben unterschiedliche Größe Grenzwerten

In diesem Fall gibt es zwei Möglichkeiten, um Partition zuweisen eines Prozesses zu einer.

- Laden jeden Prozess in der kleinsten Partition im passen.
In diesem Fall gibt es eine Warteschlange für jede Größe der Partition.

Problem mit dieser Technik:

1. Kann mit nicht partitioniert werden mit Leim und andere leer
ein Verfahren vergleichbarer Größe.

- Laden jeden Prozess in der kleinsten Partition im passen.
In diesem Fall werden die Prozesse Warteschlange organisiert in einer einzigen, und aus Gründen
Optimierung, eine Partition in der Warteschlange frei wird, wenn durchsucht werden
warten, dass größere Prozess, es passt in.

Problem mit dieser Technik:
1. Prozesse wird eine lange Zeit zum Laden, weil es
andere, die besser auf die Größe Anforderung.

Dynamische Partitionen

Um einige der Schwierigkeiten, entwickelten wir eine statische Partitionierung
Lösung namens Partition. Mit diesem System werden die variablen Partitionen
in Anzahl und Länge, so dass, wenn ein Prozess in den Speicher geladen, Sie
Speicher zugewiesen genau so viel, wie Sie benötigen und nicht mehr.
Diese Methode startet gut, aber schließlich zu einer Situation führt, in denen es
eine große Anzahl von kleinen Löchern in der Erinnerung. Wie die Zeit vergeht, die
Speicher beginnt hinfällig werden stärker fragmentiert und Leistung.
Zur Lösung dieses erfanden sie Dinge wie:

- Die Lage Algorithmen (zu entscheiden, welches System ist das beste Verfahren, von denen
warten darauf, in den Speicher geladen werden).

- Der Ersatz-Algorithmen (System zu wählen, welche Prozess-Speicher und somit das Entfernen
Suchen Sie das neue Verfahren)

- Die Verdichtung oder Verschiebung der Prozesse, und sind zusammenhängend
machen mehr freien Speicher.

Konzept der realen Speicher oder primär:
Es ist, wo Programme umgesetzt und Prozesse eines Computers und ist
realen Raum, die im Speicher vorhanden für laufende Prozesse. Wie
Dieser Speicher ist in der Regel teurer als sekundären Speicher, aber
Der Zugriff auf darin enthaltenen Informationen zugreifen ist der schnellste. Nur
Cache ist schneller als die wichtigste, aber ihre Kosten erhöht
(Erinnern Sie an die Speicherhierarchie Systeme gesehen in der Einleitung zu
Computer)

Konzept des virtuellen Speichers:
Der Begriff des virtuellen Speichers ist mit zwei Konzepten verbunden, die typischerweise
beigetreten:

1. Der Einsatz von sekundären Speicher, das Angebot an alle
Anwendungen die Illusion, mehr RAM als es eigentlich ist
im System.

2. Anwendungen bieten die Illusion, dass sie allein sind in dem System, und
Daher kann die volle Adressraum.
Bezug zu den virtuellen Speicher gibt es auch andere Konzepte:

a) Adressraum:
Adressen Gedächtnis beteiligt bei der Verwaltung von sind:
·

Physische Adresse: es ist eine wirkliche Position im Hauptspeicher.
· Direktion Logik: Es ist ein Verweis auf eine Speicherstelle
unabhängig von der aktuellen Zuordnung von Daten zu speichern. Leidet
Reihe von Transformationen Prozessor durchgeführt von der (den Memory
Management Unit), bevor er eine physikalische Adresse.
· · Adresse auf eine Art logische Richtung, in welcher die
Richtung ist der Punkt, ausgedrückt als relative Position zu einem bekannten.

HINWEIS: Der Benutzer Programme immer Mails befassen sich mit virtuellen;
nie das reale physische Adressen.

Memory Management Unit:
Die Memory Management Unit (MMU) ist Teil des Prozessors. Seine Funktionen
sind:
· Convert logischen Adressen Richtungen, ausgestellt von der Prozesse in
körperlich.
· Überprüfen Sie, dass die Umwandlung erfolgen kann.
· Überprüfen Sie, dass der Prozess versucht, eine bestimmte Adresse zugreifen
Speicher hat die Erlaubnis,.

Fragmentierung

Fragmentierung ist der Speicher, der Methoden-Management verschwendet wird mit Hilfe von
Speicher, der in den bisherigen Methoden.
Arten der Fragmentierung
·

Externe Fragmentierung: Es gibt insgesamt Speicherplatz zur Erfüllung einer
Voraussetzung, ist aber nicht zusammenhängend.
· Interne Fragmentierung: Speicher zugeordnet werden können, etwas größer als
, die erforderlich sind, ist dieses interne Referenz auf die Partition, aber nicht verwendet.

Seite
Es ist ein Memory-Management-Technik, bei der Speicherplatz ist eingeteilt in
physikalischen gleich große Abschnitte, genannt Frames Seite (Frames).
Die Programme werden aufgeteilt in logische Einheiten, aufgerufene Seiten, die die
gleiche Größe wie Seitenrahmen. Auf diese Weise können Sie laden eine Seite
Informationen auf einer Seite Rahmen.
Die Seiten dienen als Speicher und Transfer
zwischen Hauptspeicher und Hilfs-oder Sekundärspeicher. Jeder Rahmen ist durch bestimmte
Management-Framework, das Wort ist in der physischen Position des ersten im Rahmen der
Seite.
Die Seiten eines Programms müssen zusammenhängend in Erinnerung, obwohl
Programmierer auf diese Weise beobachten. Paging-Mechanismen erlauben
korrekte Korrespondenz zwischen virtuellen Adressen (gegeben durch die Programme) und
tatsächliche Speicher-Mails, auf die verwiesen.
Zur Steuerung Seiten müssen Tabelle gepflegt werden im Speicher, dass
rief eine Seite Map Table (PMT) für jeden der Prozesse.

HINWEIS: Wenn Sie den virtuellen Speicher-Mails direkt gehst nicht in den Bus
Gedächtnis, sondern geht auf eine Memory Management Unit (MMU Memory
Management Unit).

Die Paging vermeidet die erheblichen Problem der Montage der Teile des Speichers
unterschiedlicher Größe, die Regelungen Management gelitten haben die Erinnerung früher.
Aufgrund seiner Vorteile gegenüber den bisherigen Methoden, Paging, in ihren verschiedenen Formen ist
verwendet in vielen Betriebssystemen.

Seite Features:
- Die logische Adressraum eines Prozesses kann nicht aufeinander.
- Divide physischen Speicher in Blöcke fester Größe namens Frames (Rahmen).
- Memory Größe ist aufgeteilt in Blöcke der gleichen aufgerufene Seiten.
- Es verwaltet die Informationen über den freien Frames.
- Um ein Programm ausführen, der Größe n Seiten benötigen und findet n Rahmen
Laden Sie das Programm.
- Stellt eine Tabelle auf körperliche Seite übersetzen logischen Adressen auf.
- Interne Fragmentierung auftritt.

Vorteile
- Sie können beginnen, führen Sie eine Programm-, Lade nur ein Teil davon
Speicher, und der Rest wird unter die Bestellung verrechnet.
- Brauchen Sie nicht zusammenhängend sein Gedächtnis Seiten
- Es ist leicht zu steuern alle Seiten, da sie die gleiche Größe.
- Die Adresse Übersetzung Mechanismus ermöglicht separaten DAT Konzepte
Adressraum und Speicherplatz. Der gesamte Mechanismus ist transparent
den Anwender.
- Es befreit den Entwickler von den Beschränkungen Größe für eine physische
Memory
- Nicht erforderlich, um die Ausführung Last ein ganzes Programm im Speicher,
kann die Zahl der Programme multiprogrammed.
- Es beseitigt das Problem der externen Fragmentierung.

Nachteile
- Die Kosten für Hard-und Software erhöht, neue Informationen an die sein
behandelt und der Mechanismus der Address Translation notwendig. Verbraucht
viel mehr Speicher-Ressourcen, CPU-Zeit für die Umsetzung.
- Sie müssen Prozesse Reserve Speicherbereiche für die PMT der.
- Es scheint, das Problem der internen Fragmentierung. So, wenn 5K erforderlich für eine
Programm, aber Seiten 4K, so sind die Seiten 2 zugeordnet werden (8k), mit
3K ungenutzt. Die Höhe der Freifläche Weg links in diesem
kann größer sein als die aus mehreren Seiten, kann jedoch nicht verwendet werden.

SEGMENTIERUNG
- Der Speicher ist in Blöcke aufgeteilt
genannt variabler Länge Segmenten.
"Die virtuelle Adresse besteht aus zwei bestehend aus
Teilen: einem Segment und einem
Verschiebung.
"Wenn Sie auf ein Segment
nicht im Speicher,
erzeugt einen Segmentation Fault.

"Es führt zu externen Fragmentierung.
Erleichtert den Schutz von Speicher-und
Vermeidung interne Fragmentierung.

Paged Segmentation

Es kann sein Paging eine Kombination aus Segmentierung und Vorteile erhalten
von beidem. Stattdessen behandeln ein Segment als eine zusammenhängende Einheit, kann es
unterteilt in die Seiten. Jedes Segment kann der Tabelle auf Seite beschrieben werden durch ihre eigenen.
Die Segmente werden in der Regel ein Vielfaches von Seiten in der Größe, und muss nicht
Alle Seiten werden in den Hauptspeicher auf einmal, plus Seiten eines
gleichen Segment, auch wenn sie Speicher zusammenhängend sind in virtuellen, keine Notwendigkeit
Schwangere in realen Speicher.
Sollte verwendet werden mehrere Tabellen.