Přidělování paměti I Mgr. Josef Horálek

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Přidělování paměti I Mgr. Josef Horálek"

Rostislav Vladislav Jaroš
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Přidělování paměti I Mgr. Josef Horálek

2 = Paměť = operační paměť je paměť, kterou přímo využívají procesory při zpracováni instrukci a dat; Paměť

3 Funkce modulu přidělování paměti = Sledování stavu každého paměťového místa v operační paměti; = Určování strategie přidělování paměti; = Realizace přidělení paměti; = Realizace uvolnění paměti;

4 Techniky přidělování paměti = Přidělování jediné souvislé oblasti paměti = Přidělování paměti po sekcích = Dynamické přemisťování sekcí = Stránkování = Stránkování na žádost = Segmentace = Segmentace a stránkování na žádost

= Dynamické přemisťování sekcí = Stránkování =

5 Přidělování jediné souvislé oblasti paměti = Nevyžaduje žádné zvláštní technické prostředky; = Neumožňuje multiprogramování; = Principiální výhoda této koncepce je v jednoduchosti = sledování paměti; = celá paměť je přidělena jediné úloze; = strategie přidělování paměti; = celá paměť je přidělena jediné úloze; = přidělení paměti; = celá paměť je přidělena jediné úloze; = uvolnění paměti; = po dokončení úlohy se celá paměť uvolňuje a je k dispozici pro další použití;

přidělena jediné úloze; = strategie přidělování paměti; = celá paměť je přidělena jediné úloze; = přidělení paměti; =

6 Operační paměť Přidělování jediné souvislé oblasti paměti Přiděleno pro uživatelskou úlohu Paměť skutečně použitá pro úlohu Paměť přidělená, ale nevyužitá

7 Přidělování jediné souvislé oblasti paměti = Požadavky na technické vybavení = tato technika nevyžaduje zvláštní technické vybavení; = vhodný je mechanismus ochrany paměti, která je přidělena operačnímu systému; = např. mezní registr; = Výhody = jednoduchost; = dokáže pracovat i s velmi malou pamětí; = k pochopení a použití takového systému není třeba velkých vědomostí;

8 Přidělování jediné souvislé oblasti paměti = Nevýhody = nevyužívá plně paměť; = část paměti není využita; = paměť obsahující uživatelský program není využita, je-li úloha ve stavu čekající; = program může obsahovat informace, které nebudou využity; = nedostatečná flexibilita - úloha nemůže být vykonána, jeli její požadovaný adresový prostor vetší než ten, který je k dispozici;

čekající; = program může obsahovat informace, které nebudou využity; = nedostatečná

9 Techniky přidělování paměti = Přidělování jediné souvislé oblasti paměti = Přidělování paměti po sekcích = Dynamické přemisťování sekcí = Stránkování = Stránkování na žádost = Segmentace = Segmentace a stránkování na žádost

10 Přidělování paměti po sekcích = Jedna z nejjednodušších technik přidělování paměti v multiprogramových systémech; = Paměť se rozdělí na samostatné úseky sekce, z nichž každá obsahuje paměťový prostor jedné úlohy;

11 Přidělování paměti po sekcích Operační paměť Sekce 1 Úloha 1 Adresový prostor úlohy 1 Sekce 2 Úloha 2 Adresový prostor úlohy 2 Sekce 3 Úloha 3 Adresový prostor úlohy 3 Nepřidělený prostor

12 Přidělování paměti po sekcích = Čtyři funkce modulu přidělování paměti lze realizovat takto = sledování stavu každé sekce; = používá se / nepoužívá se rozsah; = strategie přidělování paměti; = řeší plánovač úloh; = přidělení paměti; = ze sekcí, které jsou k dispozici se přidělí sekce dostatečného rozsahu; = uvolnění paměti; = po ukončení úlohy se sekce označí jako nepoužívá se a je k dispozici;

řeší plánovač úloh; = přidělení paměti; = ze sekcí, které jsou k dispozici se přidělí sekce

13 Přidělování paměti po sekcích = Požadavky na technické vybavení = jsou minimální = je vhodné zajistit technickými prostředky ochrany paměti = úloha nesmí porušit OS nebo jinou úlohu = Nevýhody = častá změna hodnot stavových registrů; = obtížná ochrana paměti u I/O kanálu; = není únosné, aby OS kontroloval všechny mezní registry před každou I/O operaci; = dokonalejší řešení je metodou ochrany paměti klíčem;

změna hodnot stavových registrů; = obtížná ochrana paměti u I/O kanálu; = není únosné, aby OS

14 Přidělování paměti po sekcích = Statické přidělování sekcí = paměť je pevně rozdělena na sekce již při spuštění OS; = v každém kroku úlohy musí být udán maximální rozsah paměti; = vyhledá se dostatečně velká sekce a ta je úloze přidělena; = Dynamické přidělování sekcí = sekce se vytvářejí za běhu úlohy tak, aby jejich rozsahy přesně odpovídaly paměťovým nárokům jednotlivých úloh;

dostatečně velká sekce a ta je úloze přidělena; = Dynamické přidělování sekcí = sekce se

15 Přidělování paměti po sekcích = Před přidělením paměti je nutné = nalézt volnou oblast dostatečného rozsahu; = je-li sekce uvolněna, je vhodné ji spojit s některou sousední volnou oblastí, aby vznikla co největší volná oblast;

je-li sekce uvolněna, je vhodné ji spojit s některou

16 Přidělování paměti po sekcích Operační paměť Úloha 1 (8k) Operační paměť Úloha 1 (8k) Úloha 2 (32k) Úloha 2 (32k) Volná oblast (32k) Úloha 3 (120k) Úloha 5 (24k) Volná oblast (8k) Volná oblast Úloha (128k) 3 (120k) Volná oblast (520k) Úloha 4 (128k) Volná oblast (392k)

Úloha 3 (120k) Úloha 5 (24k) Volná oblast (8k) Volná oblast Úloha

17 Přidělování paměti po sekcích = Výhody = umožňuje multiprogramování; = efektivnější využití procesoru a I/O zařízení; = nevyžaduje nákladné speciální technické řešení; = použité algoritmy jsou jednoduché a snadno implementovatelné; =Nevýhody = vzniká fragmentace; = může se stát, že pro vytvoření sekce není žádná volná oblast dost velká; = vyžaduje větší rozsah paměti a složitější operační systém; = paměť může obsahovat informaci, která nebude nikdy použita

implementovatelné; =Nevýhody = vzniká fragmentace; = může se stát, že pro vytvoření sekce není žádná volná oblast

18 Techniky přidělování paměti = Přidělování jediné souvislé oblasti paměti = Přidělování paměti po sekcích = Dynamické přemisťování sekcí = Stránkování = Stránkování na žádost = Segmentace = Segmentace a stránkování na žádost

19 Dynamické přemisťování sekcí = Jedná se o periodické slučování všech volných oblastí do jedné souvislé oblasti; = řeší problém fragmentace; = Principiálně jednoduché; = není zaručeno, že po přesunu bude úloha dál probíhat korektně;

oblasti; = řeší problém fragmentace; = Principiálně

20 Dynamické přemisťování sekcí Operační paměť Úloha 1 (8k) Operační paměť Úloha 1 (8k) Operační paměť Úloha 1 (8k) Úloha 2 (32k) Úloha 2 (32k) Úloha 2 (32k) Volná oblast (32k) Úloha 3 (120k) Úloha 3 (120k) Úloha 3 (120k) Úloha 4 (128k) Volná oblast (520k) Volná oblast (552k) Volná oblast (424k)

Úloha 2 (32k) Volná oblast (32k) Úloha 3 (120k) Úloha 3 (120k) Úloha 3

21 Dynamické přemisťování sekcí = Části programu závislé na jeho umístění = obsahy bázových registrů; = instrukce s absolutními adresami; = seznamy parametru; = datové struktury využívající adresových ukazatelů; = Tyto informace je nutno po přesunu vždy modifikovat

22 Dynamické přemisťování sekcí = Relokace = možnost, jak řešit dynamické přemístění; = využijeme dvou speciálních registrů = relokační registr - při každém přístupu do paměti se k efektivní adrese připočítává obsah relokačního registru (efektivní adresa je adresa z adresného prostoru úlohy, určena procesorem z adresové části instrukce; = program tak vlastně nezná své skutečné umístění v paměti. Každá instrukce se chová, jako by sekce po přesunu začínala na témže místě; = mezní registr - ochrana paměti; = registry přístupné pouze OS;

23 Dynamické přemisťování sekcí = Výhody = eliminuje fragmentaci; = umožňuje vytvořit více sekcí; = zlepšuje využití paměti i procesoru; = Nevýhody = technické vybavení zvyšuje cenu počítače a může zmenšit jeho rychlost; = část paměti může zůstat nevyužita; = po zhuštění může být rozsah volné oblasti menši, než je požadovaná velikost sekce; = Paměť může obsahovat informaci, která nikdy nebude použita; = rozsah sekce je limitován rozsahem operační paměti; =

24 Děkuji za pozornost

Podobné dokumenty

Operační systémy 2. Přednáška číslo 2. Přidělování paměti

Operační systémy 2. Přednáška číslo 2. Přidělování paměti Operační systémy 2 Přednáška číslo 2 Přidělování paměti Základní pojmy Paměť = operační paměť paměť, kterou přímo využívají procesory při zpracování instrukcí a dat Funkce modulu přidělování paměti: Sledování