Управление реальной памятью

Оперативная 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 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.

Физическая организация памяти

Запоминающие устройства компьютера разделяют, как минимум, 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.

Иерархия памяти

Представление потоков в оперативной памяти

Для идентификации переменных и 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.

Связывание адресов