Функции операционной системы по управлению памятью в мультипрограммных системах

• отслеживание (учет) свободной и занятой памяти;

• первоначальное и динамическое распределение памяти приложений и самой ОС;

• освобождение памяти при завершении процессов;

• настройка адресов программы на конкретную область физической памяти;

• полное или частичное вытеснение кодов и данных процессов из ОП на диск, когда размеры ОП недостаточны для размещения всех процессов и возвращение их в ОП;

• защита памяти, выделенной процессу, от возможных вмешательств со стороны других процессов;

• дефрагментация памяти.

Совокупность виртуальных адресов процесса называется виртуальным адресным пространством (ВАП).

Диапазон возможных адресов виртуального пространства у всех процессов является одним и тем же.

Например, при использовании 32-разрядных виртуальных адресов этот диапазон задается границами 00000000₁₆и FFFFFFFF₁₆. Тем не менее каждый процесс имеет собственное виртуальное адресное пространство — транслятор присваивает виртуальные адреса переменным и кодам каждой программе независимо.

Максимальный размер виртуального адресного пространства ограничивается только разрядностью адреса, присущей данной архитектуре компьютера, и, как правило, не совпадает с объемом физической памяти, имеющимся в компьютере.

Виртуальная память

Методы реализации виртуальной памяти:

1. Страничная виртуальная память – организует перемещение данных между ОП и диском страницами – частями виртуального адресного пространства фиксированного и сравнительно небольшого размера.

2. Сегментная виртуальная память предусматривает перемещение данных сегментами – частями виртуального адресного пространства произвольного размера, полученными с учетом смыслового значения данных.

3. Сегментно-страничная виртуальная память использует двухуровневое деление: виртуальное адресное пространство делится на сегменты, а затем сегменты делятся на страницы. Единицей перемещения данных является страница.

4. Для временного хранения сегментов и страниц на диске отводится специальная область – страничный файл или файл подкачки (paging file).