Организация виртуальной памяти
Уже достаточно давно пользователи столкнулись с проблемой размещения в основной памяти программ, размер которых превышал имеющуюся в наличии свободную память. Решением этой проблемы было использование внешней памяти (дискового пространства). Программы разбивались на части (оверлеи), которые хранились в ОП и на диске. Перемещение их между основной памятью и диском осуществлялось средствами ОС. Однако разбиением программы на части должен был заниматься программист. Это приводило к увеличению трудоемкости программирования и к неэффективному использованию памяти.
Развитие методов организации вычислительного процесса в этом направлении привело к появлению метода, известного под названием виртуальная память. Виртуальным называется такой ресурс, который для пользователя (пользовательской программы) представляется обладающим свойствами, которыми он в действительности не обладает. Так, например, пользователю может быть предоставлена виртуальная оперативная память, размер которой превосходит всю имеющуюся в системе реальную ОП. Пользователь пишет программы так, как будто в его распоряжении имеется однородная (одноуровневая) оперативная память большого объема, но в действительности все данные, используемые программой, хранятся на нескольких разнородных запоминающих устройствах, обычно в ОП и на дисках, и при необходимости частями перемещаются между ними.
Таким образом,
виртуальная память — это совокупность программно-аппаратных средств, позволяющих пользователям писать программы, размер которых превосходит имеющуюся ОП. Для этого виртуальная память (ВП)
решает следующие задачи:
- размещает данные в запоминающих устройствах разного типа, например, часть программы в ОП, а часть на диске;
- перемещает по мере необходимости данные между запоминающими устройствами разного типа, например, подгружает нужную часть программы
с диска в ОП;
- преобразует виртуальные адреса в физические.
Все эти действия выполняются автоматически, без участия программиста, т.е. механизм ВП является прозрачным по отношению к пользователю.
Наиболее распространенными реализациями виртуальной памяти являются страничное, сегментное и странично-сегментное распределение памяти (рис. 4.10), атаюке свопинг.
