Виртуальная память на основе таблицы математических страниц
Схема построения виртуальной памяти на основе таблицы математических страниц представлена на рисунке. Это один из первых вариантов виртуальной памяти. Она была использована в ЭВМ "Атлас" (Англия).
ОП – страничная оперативная память, разбитая на страницы от 0 до m.
МП А – программа А, разбитая на страницы.
МП В – программа В, разбитая на страницы,
НМД – дисковая память, поддерживающая страничную структуру данных.
Изначально, программы А и В хранятся на магнитных дисках. При активизации этих программ, часть страниц по мере выполнения программы, переписывается в оперативную память.
Процедура переадресации программ производится следующим образом.
При обращении к памяти номер математической страницы из регистра математического адреса (Рег.МА) поступает в таблицу математических страниц. Таблица математических страниц строится на основе ассоциативной памяти. Входной адрес (из Рег.МА) параллельно сравнивается с содержимым всех строчек. Для представленного на рис. 8.3 примера совпадение фиксируется для первой и третий строчки, т.е. для всех совпадающих значений входного и записанных номеров.
Одновременно со сравнением номеров производится сравнение бита доступности (d). Выбирается строка с d=0.
Порядковый номер выбранной строки определяет номер страницы в оперативной (физической) памяти. Формирование этого номера реализуется шифратором.
Адрес обращения формируется на регистре физического контрактацией номера страницы с номером байта в странице.
При отсутствии совпадений в таблице фиксируется страничный промах, т.е. отсутствие страницы в оперативной памяти.
Страничный промах является стартовым сигналом свопинга с использованием прерывания (прерывания по страничному промаху).
Процедура свопинга
В таблице математических страниц всегда оставляется свободная строчка. В случае страничного промаха, в программе прерывания предусмотрена процедура переписи этой страницы из памяти на магнитных дисках (области ввода) в свободную область оперативной памяти. Эта процедура, в лучшем случае, по времени равняется одному обороту диска. В это время процессор определяет страницу-кандидата на удаление из оперативной памяти (устаревшую страницу). При этом используются различные алгоритмы определения устаревшей страницы.
После подкачки требуемой страницы процессор переключается на обработку команд прерванной программы, но в начале проверяется, была ли модификация данных удаляемой страницы. Если модификация была, то процессор активизирует устройство прямого доступа к памяти (ПДП) для сохранения данных этой страницы в памяти подкачки.
Таким образом, во время свопинга процессор не простаивает, а вычисляет адрес страницы-кандидата на удаление из оперативной памяти.
Рассмотренная система виртуальной памяти является полной. Она выполняет функции переадресации (реализует независимость подготовки программ) и свопинга (организации памяти единого уровня).
Недостатками этой системы виртуальной памяти являются использование не адресной, а более сложной ассоциативной памяти и выходного дешифратора.
Преимуществом этой системы виртуальной памяти является малый размер таблицы.
Количество строк таблицы физических страниц определяется емкостью не математической, а физической памяти. Но она почти во всех системах, за небольшим исключением (в моделях семейства PDP-11 емкость оперативной памяти в 4 раза больше емкости математической) использует неполный набор адресов по отношению к математической памяти, особенно, после того как стали использовать в качестве элементов памяти энергозависимые электронные схемы.
Дата добавления: 2015-08-14; просмотров: 990;