Виртуальная память

1. Виртуальная память

2. Управление памятью объединяет три задачи

• Динамическое
распределение памяти
• Отображение виртуальных
адресов программы на
физические адреса
• Реализация защиты памяти

3. Виртуальная память

Виртуальная память
представляет
собой совокупность всех ячеек памяти – оперативной
и внешней. Она имеет сквозную нумерацию от нуля
до предельного значения адреса. Принцип
виртуальной памяти предполагает, что
пользователь имеет дело с
кажущейся одноуровневой
памятью , объ ем к оторо й р а в е н
всему адресному пространству
системы независимо от объема ОЗУ
и объема памяти, необходимой для
других программ, участвующих в
мультипрограммной обработке.

4. Графическое представление ВП

Виртуальное
адресное
пространство
0
ОЗУ
0
K
Программа
Виртуальные адреса
Физические
адреса
Преобразование
адресов
Жесткий диск
Система
подкачки
N
Программа

5. Графическое представление ВП

ВИРТУАЛЬНАЯ ПАМЯТЬ ПРОЦЕССА
Редко
используемые
страницы
на диске
Активные
страницы
в ОЗУ
При обращении
страницы
перемещаются в ОЗУ
и наоборот

6. Способы управления виртуальной памятью

• страничный
• сегментный
• странично-сегментный

7. Страничный способ управления памятью

Виртуальная память
Активные страницы в ОЗУ
Оперативная
память
Подкачка
страниц
Внешняя
память
Редко используемые
страницы на диске

8. Формат адреса в Itanium®2

• 64-адресное ВП с 16-ю страницами
• Объем страницы -- 260 bytes (1024 Pbytes)
• Адрес – номер страницы (virtual page number)
+ смещение (page offset)
0x40000000000003f8 – номер адреса,
4 – номер виртуальной страницы, 0x3f8 –
смещение
0x40000000000003f8 4 0x3f8

9. Страничный способ управления памятью

10. Страничный способ управления памятью

11. Два варианта реализации таблицы страниц

• Многоуровневая таблица
преобразования адресов
• Буфер быстрого
преобразования адресов
(буфер ассоциативной
трансляции (TLB))

12. Механизм преобразования виртуального адреса в физический в x86

13. Translation Lookaside Buffer (TLB)

Виртуальный адрес
63
Номер виртуальной страницы
вирт. страница
TLB
Биты
0
Смещение
физ. страница
Номер физической страницы
63
Физический адрес
Смещение
0

14. Механизм преобразования виртуального адреса в физический в Itanium

15. Сегментный способ управления памятью

16. Сегментно-страничный способ управления памятью