Пейджінг — це схема керування пам’яттю, яка усуває потребу в a суміжне виділення фізичної пам'яті. Процес отримання процесів у формі сторінок із вторинного сховища в основну пам’ять відомий як підкачка. Основна мета пейджінгу — розділити кожну процедуру на сторінки. Крім того, кадри будуть використовуватися для розділення основної пам'яті. Ця схема дозволяє фізичному адресному простору процесу бути несуміжним.

Під час пейджінгу фізична пам’ять ділиться на блоки фіксованого розміру, які називаються кадрами сторінок і мають такий самий розмір, як і сторінки, які використовуються процесом. Логічний адресний простір процесу також розділений на блоки фіксованого розміру, які називаються сторінками, і мають такий самий розмір, як і фрейми сторінок. Коли процес запитує пам’ять, операційна система виділяє для процесу один або кілька сторінкових кадрів і відображає логічні сторінки процесу на фізичні сторінкові кадри.

алгоритм kruskal

Відображення між логічними сторінками та фізичними сторінковими кадрами підтримується таблицею сторінок, яка використовується блоком керування пам’яттю для перекладу логічних адрес у фізичні адреси. Таблиця сторінок відображає кожен логічний номер сторінки на номер фізичного кадру сторінки.

Термінології, пов'язані з керуванням пам'яттю

• Логічна адреса або віртуальна адреса: Це угода, яка генерується через центральний процесор і використовується технікою для отримання права входу до спогадів. Його називають логічною або цифровою угодою, оскільки це не завжди фізична близькість у пам’яті, а можливість підключення до місця всередині логічної адреси пристрою.
• Логічний адресний простір або віртуальний адресний простір: Це набір усіх логічних адрес, згенерованих за допомогою програмного забезпечення. Зазвичай він представлений у вигляді фраз або байтів і розбитий на сторінки звичайної тривалості в схемі підкачки.
• Фізична адреса: Це копа, що відповідає тілесному місцю в ремінісценції. Це фактичне впоратися з цим, яке доступне на блоці пам’яті та використовується контролером пам’яті для отримання доступу до спогаду.
• Фізичний адресний простір: Це набір усіх тілесних адрес, які відповідають логічним адресам у логічній справі шляху з місцем. Зазвичай він представлений у словах або байтах і розрізаний на кадри фіксованого розміру в схемі підкачки.

У схемі пейджінгу логічна угода з регіоном поділяється на сторінки постійної тривалості, і кожна веб-сторінка в Інтернеті відображається на відповідному тілі в межах фізичної угоди з околицями. Інструмент Going for Walks зберігає стіл веб-сторінок Інтернету для кожного методу, який відображає логічні адреси системи на відповідні фізичні адреси. Коли метод звертається до пам’яті, ЦП генерує логічну адресу, яка перетворюється на фізичну адресу за допомогою мережевої таблиці сторінок. Потім контролер ремінісценції використовує фізичний пристрій, щоб отримати право входу до ремінісценції.

Важливі функції пейджінгу в управлінні ремінісценцією ПК

• Логічне відображення фізичної адреси: У пейджінгу область логічної адреси техніки ділиться на сторінки постійного розміру, і кожна веб-сторінка відображається на відповідному фізичному тілі в межах основної ремінісценції. Це дозволяє робочому гаджету маніпулювати пам’яттю надзвичайно гнучким способом, оскільки він може виділяти та звільняти кадри за потреби.
• Фіксована довжина веб-сторінки та кадру: Пейджінг використовує встановлену довжину веб-сторінки, яка зазвичай дорівнює розміру кадру в найважливішій пам’яті. Це сприяє спрощенню техніки керування ремінісценцією та покращує продуктивність пристрою.
• Записи на столі сторінки: Кожна сторінка в області логічної адреси методу представлена ​​через a запис таблиці сторінок (PTE) , який містить факти приблизно відповідного тілесного тіла в переважній пам’яті. Він складається з діапазону кадрів на додаток до інших бітів керування, які можуть використовуватися запущеною машиною для керування спогадом.
• Кілька записів столу сторінки: Діапазон записів сторінок на робочому столі манери ідентичний різноманітним сторінкам у логічній справі з областю техніки.
• Таблиця сторінок, збережена у важливій пам'яті: Панель веб-сторінок для кожної системи зазвичай зберігається у важливому спогаді, щоб дозволити зеленому отримати право входу та зміни операційним пристроєм. Однак це може додатково спричинити накладні витрати, оскільки таблицю веб-сторінок потрібно оновлювати кожного разу, коли система переміщується в основну пам’ять або виходить із неї.

приклад:

• Якщо логічна адреса = 31 біт, то логічний адресний простір = 2³¹слів = 2 G слів (1 G = 2³⁰)
• Якщо логічний адресний простір = 128 М слів = 2⁷* 2^{двадцять}слова, тоді логічна адреса = журнал₂2²⁷= 27 біт
• Якщо фізична адреса = 22 біта, то фізичний адресний простір = 2²²слів = 4 М слів (1 М = 2^{двадцять})
• Якщо фізичний адресний простір = 16 М слів = 2⁴* 2^{двадцять}слова, тоді Фізична адреса = журнал₂2²⁴= 24 біти

Перетворення віртуальної адреси на фізичну виконується за допомогою Блок керування пам'яттю (MMU) який є апаратним пристроєм, і це відображення відоме як техніка підкачки.

• Фізичний адресний простір концептуально розділений на ряд блоків фіксованого розміру, які називаються кадрів .
• Логічний адресний простір також розбивається на блоки фіксованого розміру, які називаються сторінки .
• Розмір сторінки = Розмір рамки

Розглянемо приклад:

• Фізична адреса = 12 біт, потім фізичний адресний простір = 4 К слів
• Логічна адреса = 13 біт, тоді логічний адресний простір = 8 К слів
• Розмір сторінки = розмір рамки = 1 тис. слів (припущення)

Пейджінг

Адреса, згенерована центральним процесором, ділиться на

• Номер сторінки (p): Кількість бітів, необхідних для представлення сторінок Логічний адресний простір або Номер сторінки
• Зміщення сторінки (d): Кількість бітів, необхідних для представлення певного слова на сторінці, або розмір сторінки в просторі логічної адреси, або номер слова сторінки чи зміщення сторінки.

Фізична адреса поділяється на

У схемі пейджінгу фізична область розділена на кадри фіксованої довжини, кожен з яких містить кілька байтів або слів. Коли спосіб виконується, його логічний адресний простір розбивається на сторінки постійного розміру, які можуть бути зіставлені з відповідними кадрами у фізичному адресному просторі.

Для представлення фізичної адреси в цій схемі зазвичай використовуються частини:

Діапазон кадрів: Це різновид кадру в межах фізичної області, яка складається з байта або фрази, до якої звертається. Велика різноманітність бітів, необхідних для представлення діапазону тіла, залежить від масштабу фізичного впорання з площею та розміром кожного кадру. Наприклад, якщо фізична область обробки містить 2^20 кадрів, і кожен кадр є 4 Кб (2^12 байт) за розміром, то для діапазону кадрів може знадобитися 20-12 = 8 біт.

Зсув кадру: Це велика різноманітність байтів або слів у тілі, яке розглядається. Кількість бітів, необхідних для представлення зміщення кадру, залежить від розміру кожного кадру. Наприклад, якщо кожен має розмір 4 Кб, то для зміщення кадру може знадобитися 12 біт. Отже, фізична адреса в цій схемі може бути представлена ​​таким чином:

Фізична адреса = (Номер кадру << Кількість бітів у зсуві кадру) + Зміщення кадру , де << представляє операцію порозрядного зсуву вліво.

• The TLB це асоціативна, швидкодіюча пам'ять.
• Кожен запис у TLB складається з двох частин: тегу та значення.
• Коли використовується ця пам’ять, елемент порівнюється з усіма тегами одночасно. Якщо елемент знайдено, повертається відповідне значення.

Пейджінг — це техніка керування пам’яттю, яка використовується в операційних системах для керування пам’яттю та розподілу пам’яті для процесів. Під час пейджінгу пам’ять поділяється на блоки фіксованого розміру, які називаються сторінками, і процеси виділяють пам’ять відповідно до цих сторінок. Кожна сторінка має однаковий розмір, і розмір зазвичай є ступенем 2, наприклад 4 КБ або 8 КБ.

Важливі моменти щодо підкачки в операційних системах

• Зменшує внутрішню фрагментацію: Пейджинг полегшує зменшення внутрішня роздробленість за допомогою виділення пам’яті блоками (сторінками) фіксованого розміру, які зазвичай можуть бути набагато меншими, ніж розмір сегментів фактів процесу. Це дозволяє більш ефективно використовувати пам'ять, оскільки в кожному блоці залишається менше невикористаних байтів.
• Дозволяє призначати спогади на виклик для: Пейджінг дає змогу виділяти пам’ять під час виклику, це означає, що пам’ять розподіляється найефективніше, коли вона дуже потрібна. Це забезпечує більш ефективне використання пам’яті з огляду на те, що лише сторінки, які повністю використовуються способом, мають бути виділені у фізичній пам’яті.
• Захист і спільне використання пам'яті: Пейджінг дозволяє захистити та обмінюватися спогадами між методами, оскільки кожна процедура має власну таблицю веб-сторінок, яка відображає її логічну справу з областю її фізичного адресного простору. Це дозволяє технікам пропорціонувати факти, одночасно запобігаючи несанкціонованому доступу до пам’яті інших.
• Зовнішня фрагментація: Пейджінг може призвести до зовнішньої фрагментації, коли пам’ять перетворюється на невеликі несуміжні блоки. Це може ускладнити виділення масивних блоків спогадів методу, оскільки їх може бути недостатньо безперервна вільна пам'ять мати.
• Накладні витрати: Пейджинг вимагає накладних витрат через оновлення таблиці веб-сторінок і перетворення логічних адрес у фізичні. Робочий пристрій має підтримувати таблицю сторінок для кожного способу та виконувати операцію з перекладом щоразу, коли процедура звертається до пам’яті, що може уповільнити машину.

Поширені запитання щодо пейджінгу

1. Яке використання підкачки в операційній системі?

відповідь:

Пейджинг — це техніка керування пам’яттю, яка використовується для отримання процесів із вторинної пам’яті в основну.

2. У чому полягає основна перевага пейджінгу?

відповідь:

Основна перевага підкачки полягає в тому, що вона зменшує зовнішню фрагментацію, але не здатна зменшити внутрішню фрагментацію.

коли був винайдений перший комп'ютер

3. Який ефект пейджінгу?

відповідь:

Пейджінг допомагає підвищити продуктивність системи за рахунок покращення використання пам’яті та доступу до наявної там доступної пам’яті.