СодержаниеСодержание
СОДЕРЖАНИЕ 2
1. ГЛОССАРИЙ 3
2. ВВЕДЕНИЕ 3
3. ОБЗОР СИСТЕМЫ ВИРТУАЛЬНОЙ ПАМЯТИ FREEBSD 4
4. УПРАВЛЕНИЕ ПАМЯТЬЮ ЯДРА 7
4.1. ОТОБРАЖЕНИЯ И ПОДОТОБРАЖЕНИЯ ЯДРА 7
4.2. ВЫДЕЛЕНИЕ АДРЕСНОГО ПРОСТРАНСТВА ЯДРА 8
4.3. MALLOC ЯДРА 9
4.4. ЗОНАЛЬНЫЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ЯДРА 11
5. РЕСУРСЫ ПРОЦЕССА 12
5.1. ВИРТУАЛЬНОЕ АДРЕСНОЕ ПРОСТРАНСТВО ПРОЦЕССА FREEBSD 12
5.2. ПЕРЕДАЧА ОТКАЗОВ СТРАНИЦ 13
5.3. ОТОБРАЖЕНИЕ НА ОБЪЕКТЫ 14
5.4. ОБЪЕКТЫ 15
5.5. ОБЪЕКТЫ К СТРАНИЦАМ 15
6. СОЗДАНИЕ НОВОГО ПРОЦЕССА 16
7. ИСПОЛНЕНИЕ ФАЙЛА 17
8. МАНИПУЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА АДРЕСНЫМ ПРОСТРАНСТВОМ 17
8.1. ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРА ПРОЦЕССА 18
8.2. ОТОБРАЖЕНИЕ ФАЙЛОВ 18
8.3. ИЗМЕНЕНИЕ ЗАЩИТЫ 19
9. ЗАВЕРШЕНИЕ ПРОЦЕССА 20
10. ИНТЕРФЕЙС ПЕЙДЖЕРА 21
11. СТРАНИЧНАЯ ПОДКАЧКА 22
12. ЗАМЕЩЕНИЕ СТРАНИЦ 23
12.1. ПАРАМЕТРЫ СТРАНИЧНОЙ ПОДКАЧКИ 24
12.2. ДЕМОН ВЫГРУЗКИ СТРАНИЦ 25
12.3. ПОДКАЧКА ПРОЦЕССОВ 26
12.4. ПРОЦЕСС ПОДКАЧКИ 26
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 28Введение1. Глоссарий
Анонимный объект — область для временного хранения данных. Страницы аноним-ного объекта при первом обращении заполнены нулями, а измененные страницы будут со-хранены в области подкачки при недостатке памяти. Объект уничтожается, когда на него не остается больше ссылок.
Блок управления памятью (memory management unit, MMU) — аппаратное устройст-во, реализующее задачи по управлению памятью, такие, как преобразование адресов и за-щита памяти.
Виртуальная память — возможность, посредством которой эффективный диапазон адресуемой памяти, предоставляемой процессу, не зависит от размера основной памяти.
Виртуальное адресное пространство — непрерывный диапазон виртуальной памя-ти.
Демон (daemon) — долгоживущий процесс, предоставляющий системные службы.
Область подкачки (swap area) — область вторичного хранилища, которая использу-ется для подкачки.
Опережающая подкачка (prepaging) — упреждающая выборка страниц памяти, ис-пользуемая для снижения числа отказов страниц.
Отказ страницы (page fault) — исключение, генерируемое обращением процесса к странице виртуального адресного пространства этого процесса, которая не помечена как присутсвующая в памяти.
Пейджер (pager) — модуль ядра, отвечающий за предоставление данных для запол-нения страницы и за предоставление места для сохранения этой страницы.
Подкачка по требованию (demand paging) — методика управления памятью, при ко-торой страницы предоставляются процессам по мере необходимости.
Подкачка процессов (swapping) — алгоритм управления памятью, при котором в и из вторичного хранилища перемещаются процессы целиком в случае, когда наблюдается не-хватка основной памяти.
Подкачка страниц (paging) — действия по загрузке страниц выполняющегося про-цесса в основную память, когда к ним производится обращение, или удаление их из памя-ти, когда они замещаются.
Трансляция адреса — механизм, обычно реализованный аппаратно, преобразующий виртуальные адреса в физические адреса памяти.
Рабочий набор — набор страниц виртуального адресного пространства процесса, на которые были сделаны ссылки в течение последних нескольких секунд.
Страница — в управлении памятью единица фиксированного размера, использую-щаяся для деления физического или виртуального адресного пространства.
2. Введение
Одной из главных функций операционной системы является эффективное управле-ние ресурсами памяти. В каждой вычислительной машине имеется высокоскоростная па-мять с произвольным доступом (или оперативная память, RAM). Скорость доступа к опе-ративной памяти сравнима с несколькими тактами процессора. Программы могут напря-мую обращаться к данным или участкам кода, находящимся в оперативной памяти компь-ютера. Микросхемы памяти RAM относительно дороги, а объем памяти всегда недостато-чен. В системе используется большое количество разнообразных вторичных носителей информации для хранения данных, не помещающихся в основную память (обычно это же-сткие диски или серверные машины в сети). Скорость обращения к таким устройствам на несколько порядков ниже по сравнению со скоростью доступа к оперативной памяти, а операции доступа требуют определенных действий от части операционной системы. Под-система управления памятью ядра отвечает за распределение информации между опера-тивной памятью и вторичными устройствами хранения. Ядро взаимодействует напрямую с блоком управления памятью, отвечающим за получение данных из оперативной памяти и помещение данных в нее.
Можно сформулировать ряд возможностей, которые должна обеспечивать подсисте-ма управления памятью современной многозадачной операционной системы:
• выполнение задач, размер которых превышает размер оперативной памяти;
• выполнение частично загруженных в память задач для минимизации времени их запус-ка;
• размещение нескольких задач в памяти одновременно для повышения эффективности использования процессора;
• размещение задачи в произвольном месте оперативной памяти;
• размещение задачи в нескольких различных частях оперативной памяти;
• совместное использование несколькими задачами одних и тех же областей памяти. На-пример, несколько процессов, выполняющих одну и ту же программу, могут совместно использовать сегмент кода.
Все эти возможности могут быть реализованы с помощью виртуальной памяти. Виртуальная память не является бесплатной: для системы со средней загрузкой около 7% процессорного времени приходится на подсистему управленияЛитератураСписок литературы
[1] Вахалия Ю. UNIX изнутри / Пер. с англ. — СПб.: Питер, 2003. — 844 с.
[2] МакКузик М. К., Невилл-Нил Д. В. FreeBSD: архитектура и реализация / Пер. с англ. — М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2006. — 800 с.
[3] Таненбаум Э., Вудхалл А. Операционные системы: разработка и реализация / Пер. с англ. — СПб.: Питер, 2007. — 704 с.
[4] Dillon M. Design elements of the FreeBSD VM system, http://www.freebsd.org/doc/en_US.ISO8859-1/articles/vm-design/index.html
[5] Dillon M. FreeBSD architecture handbook: virtual memory system, http://www.freebsd.org/doc/en_US.ISO8859-1/books/arch-handbook/vm.html
|
