Управление памятью

1 Физическая организация памяти. Иерархия памяти. Стратегии управления памятью
2 Простое непрерывное распределение памяти. Случаи одной и нескольких исполняемых задач
3 Разрывные методы распределения памяти
3.1 Сегментное распределение памяти
3.2 Страничное распределение памяти
3.3 Сегментно-страничное распределение памяти
4 Плоская модель памяти

Размещение процессов в оперативной памяти (ОП)
Новый
Готовый / Приостановлен-ный
Готовый в ОП
Выполняющийся в ОП
Завершаю-щийся
Долгосрочное планирование
Вызов ОС
Активация
Приостановка
Приостановка
Активация
Среднесрочное планирование
Освобождение
Ожидание события (прерывание ввода-вывода, сообщение)
Диспетчеризация (краткосрочное планирование)
Тайм-аут (таймер)
Блокированный / Приостановленный
Диск
Диск
Блокированный в ОП
Наступление события
С в о п и н г
Наступление события

Иерархическая организация памяти

Стратегии управления памятью
Ставят своей целью определить, когда следует "втолкнуть" очередной блок программы в основную память:
- по запросу (по требованию). Очередной блок программы или данных загружается, когда его запрашивает работающая программа.
- стратегии упреждающей выборки. ОС заранее предугадывает, какой блок программы или данных будет востребован, значит, он и будет заранее загружен в основную память.
1. Стратегии выборки

Стратегии управления памятью
Целью является определить, в какое место основной памяти следует помещать поступающую программу. Используются стратегии размещения:
"первого подходящего"
"наиболее подходящего"
"наименее подходящего" - по размерам свободного участка памяти.
2. Стратегии размещения

Стратегии управления памятью
Ставят целью определить, какой блок программы или данных следует вытеснить из основной памяти, чтобы освободить место для записи последующих программ и данных.
3. Стратегии замещения

Механизм определения адреса при сегментном распределении памяти

Дисциплины замещения сегмента
– FIFO (first in – first out) первым пришёл – первым выбывает;
– LRU (least recently used) последний, из недавно использованных или, другими словами, дольше всех не используемый;
– LFU (least frequently used) используемый реже всех;
– Random случайный выбор

Механизм страничного распределения памяти

Механизм сегментно-страничного распределения памяти

Структура адресного пространства процесса
0 b
4 Mb
1 элемент страничного каталога
Коды, локальные данные, стек процесса
Прикладные общие области, используемые совместно
Используются всеми процессами
Используются совместно
Адресное пространство процесса

Волокна (Fibers)
Процесс. Контейнер для ресурсов и потоков
Задание. Набор процессов с общими квотами и лимитами
Поток. Исполнение кода в процессе
Волокно. Облегченный поток, полностью управляемый в пространстве пользователя
Иерархическая структура обработки задания операционной системой

Виды планирования
Вид планирования
Выполняемые функции
Долгосрочное
Решение о добавлении задания (процесса) в пул выполняемых в системе
Среднесрочное
Решение о добавлении процесса к числу процессов полностью или частично размещенных в основной памяти
Краткосрочное
Решение о том, какой из доступных процессов (потоков) будет выполняться процессором
Планирование ввода-вывода
Решение о том, какой из запросов процессов (потоков) на операцию ввода-вывода будет выполняться свободным устройством ввода-вывода