Память компьютера. Адресное пространство

Память компьютера разбивается на две части: оперативная и внешняя. Внешняя память предназначается для долговременного хранения информации на каком-либо носителе: жестком диске, дискете, компакт-дисках и т.п. Внешняя память компьютера энергонезависима, т.е. при отключении компьютера от электропитания информация с внешних носителей не исчезает. Оперативная память (ОП), наоборот энергозависима, т.е. для сохранения информации требуется постоянное электропитание. Вся ОП разбивается на ячейки одинакового размера, в которых хранится информация. Каждой ячейке поставлено в соответствие конкретное число, называемое адресом ячейки ОП. Особая роль ОП объясняется тем, что процессор может выполнять команды программы только в том случае, когда они загружены в ОП. Кроме того, в ОП загружаются не только инструкции программы, но и ее данные (переменные). Для распознавания переменных и команд приложения на разных этапах его жизненного цикла используются символьные имена, виртуальные и физические адреса. Символьные имена переменных задает программист на этапе написания программы. Виртуальные адреса называют логическими, так как они определяются на этапе трансляции программы в машинный код. Поскольку на этом этапе неизвестно, в каком участке ОП будет размещена программа, то переменным и командам программы транслятор присваивает условные (логические) адреса, считая при этом начальный адрес программы нулевым адресом. Физические адреса – номера (конкретные адреса) ячеек ОП, в которых будут располагаться команды и переменные программы во время ее работы.

Совокупность всех виртуальных адресов приложения называется виртуальным пространством. При загрузке приложения в ОП виртуальные адреса преобразуются в физические. Процесс преобразования виртуальных адресов в физические заключается в запоминании адреса ячейки ОП, начиная с которой в ОП загружается вся программа для выполнения. Далее адреса команд и переменных, которые установил транслятор, будут представлять собой пару чисел (seg, off), где seg – адрес ячейки, с которой начинает располагаться загруженная программа (сегмент), а off – смещение внутри сегмента (логический адрес, полученный командой или переменной на этапе трансляции).

Участок ОП, выделенный для выполнения программы, называется адресным пространством этой программы. Таким образом, каждое приложение работает в своем адресном пространстве.