Адресна структура на микропроцесорни команди
и планиране на ресурси
При големи размери на изпълняваните програми възникват някои противоречия в организирането на многопрограмен режим на работа, трудности при динамичното разпределение на ресурсите.
Всеки сегмент от програмата трябва да има собствено име. Името на сегмента може да има произволна форма, например число (фиг. 4.7,a, b).
Фиг. 4.6. Раздробяване на ОП. Зареждане на сегментирана програма
Фиг. 4.7. Форма на име на сегмент:a -при разпределяне на 8 бита към номера на сегмента; b - при разпределяне на 16 бита към номера на сегмента
Всяка изпълнима програма съдържа сегментна таблица.
• RNTS показва началото на таблицата на програмните сегменти D - 68000;
Чрез използването на програмна сегментация фрагментацията на основната памет се намалява, но фрагментацията не се елиминира напълно - остават фрагменти, чиято дължина е по-малка от дължината на програмните сегменти.
Ако сегментите са разделени на една или повече единици, нареченистраници, които имат фиксиран размер, тогава, тъй като размерът на страницата е доста малък в сравнение с обичайния размер на сегментите, неизползваните фрагменти от RP са значително намалени по обем - ще се извърши така нареченото фрагментиране в страниците. Следователно загубите все още ще останат, но те ще бъдат значително по-малко.
Фиг. 4.10. Адресна структура с организация на паметта на сегментна страница
Формирането на структура сегмент-страница се извършва автоматично с помощта на операционната система.
Виртуална памет
Имайки йерархична структура на устройства за съхранение, върху реално количество памет, което е много по-малко от максималното, е възможно да се симулира работа смаксимална памет. В този случай програмистът работи така, сякаш му е дадена реална памет с максималния разрешен размер за този компютър, въпреки че наличната реална памет е много по-малка по размер. Този режим на работа се наричарежим на виртуална памет.
Виртуалната памет има сегментна страница или организация на страници и е внедрена в йерархична компютърна памет. Част от него се намира вблокове на страници на основната памет (рамки на страници), а част се намира в клеткина външната памет на страници (слот). Външната памет за страници е част от външната памет. Клетка (слот) е зона за запис във външна странирана памет (като твърд диск). Има същия размер като страницата.
Всички програмни страници са физически разположени във външни места в паметта на страниците. Виртуалната памет съществува само като продукт на операционната система (функционира на базата на споделяне на външна и странична памет).
Зареждане на програма във виртуална памет—означава пренаписване на няколко програмни страници от външната памет за страници в основната памет. Ако по време на изпълнение на програма A системата открие, че необходимата страница не е в реалната памет, тя трябва да прехвърли копие на тази страница от външна памет за страниране в реална памет. Този механизъм се наричапринудително пейджинг.
Сегмент във виртуалната памет не влияе на размера му. Тя има логически характер, позволявайки да се специализира съответната част от паметта, да се определи допустимото естество на нейното използване. Например, използвайки сегментиране, можете да разпределите част от паметта за настаняване на програми в нея, част за настаняване на данни и част запоставяне на стек. Можете да разпределите част от паметта само за четене или за пълен достъп и т.н.
Във всеки запис в директория на страница един от служебните битове (битът за присъствие) показва дали дадената таблица е активна (т.е. дали присъства в основната памет). Във всеки активен запис в таблицата на страници подобен бит за присъствие маркира страниците, които в момента са в основната памет. Благодарение на тази организация се намалява броят на достъпите до външната памет, което се отразява на производителността на компютъра.