Егер бағдарлама физикалық жад ҥшін тым ҥлкен болса, онда оның бір
бөлігін сыртқы жадта (дискіде) сақтау керек жəне оны компьютердегі
шешімге
бейімдеу
тапсырмасы
бағдарламашыға
жҥктеледі.
Бағдарламашылар бағдарламаларды бөліктерге бөледі жəне одан кейін
негізгі жадқа жҥктелетін жəне оған қолданушының бағдарламасының
басқаруымен тҥсірілетін оверлейлік қҧрылымды ҧйымдастыра отырып,
тəуелсіз орындалуы мҥмкіндерін анықтады. Бағдарламашы бағдарлама
оған бөлінген физикалық жад кеңістігінен тыс жҥрмеуін бақылауы
тиіс. Бҧл жҥктемеден виртуалды жады бағдарламашыларды босатты.
Ол жады иерархиясының екі деңгейін автоматты тҥрде басқарады:
бастапқы жəне сыртқы (диск) жады.
Сонымен қатар, бір бағдарламаны физикалық жадтың ерікті
жадысында орындауға мҥмкіндік беретін, бағдарламаларды автоматты
тҥрде жылжыту механизмін қамтамасыз ететін виртуалды жад
бағдарламалардың жҥктелуін жеңілдетеді.
Виртуалды жады жҥйелерін екі тҥрге бөлуге болады: парақтар деп
аталатын, блоктардың бекітілген өлшемдері бар жҥйелері жəне
сегменттер деп аталатын блоктың айнымалы өлшемдері бар жҥйелер.
Виртуалды жад ҧйымдастырудың екі тҥрін де қарастырайық.
Жадыны парақтық ұйымдастыру. Парақтық ҧйымдастыру
жҥйесіндегі негізгі жəне сыртқы жад (негізінен дискілік кеңістік)
блоктарға немесе бекітілген ҧзындықтағы парақтарға бөлінеді. Әрбір
пайдаланушыға компьютердің негізгі жадынан жоғары жəне
командалық жҥйеге тəн мекенжайлар мҥмкіндіктері ғана шектелетін
мекенжай кеңістігінің кейбір бөліктері беріледі. Мекенжай кеңістігінің
бҧл
бөлігі
пайдаланушыныңвиртуалды
жады
деп
аталады.
Пайдаланушының виртуалды жадындағы əрбір сөз екі бөліктен
тҧратын виртуалды мекенжаймен анықталады: мекенжайдың жоғары
санаттары парақтың нөмірі ретінде қаралады, ал кіші санаттары сөздің
(немесе байттың) парақ ішіндегі нөмірі ретінде қарастырылады.
Жадының əртҥрлі деңгейлерін басқару парақтың таратылуын
бақылайтын жəне осы деңггейлер арасындағы алмастыруды
оңтайландыратын операциялық жҥйе ядросының бағдарламаларымен
жҥзеге асырылады. Жадты парақтық ҧйымдастырған кезде аралас
виртуалды парақтар негізгі физикалық жадыныңауысым беттерінде
орналасуы міндетті емес. Виртуалды беттер мен негізгі жад беттері
арасындағы сəйкестікті көрсету ҥшін операциялық жҥйе əрбір
бағдарлама ҥшін беттер кестесін жасауы жəне оны машинаның негізгі
жадына орналастыруы тиіс. Бҧл жағдайда бағдарламаның əрбір беті
негізгі жадта болғандығына не болмағандығына қарамастан, бет
кестесінің кейбір элементімен сəйкес қойылады. Бет кестесінің əрбір
элементі негізгі жадтың физикалық бетінің жəне арнайы индикатордың
нөмірінен тҧрады.
Осы индикатордың бірыңғай кҥйі негізгі жадыда осы парақтың болуын
көрсетеді. Индикатордың нөлдік кҥйі шҧғыл жадыдағы парақтың
жоқтығын білдіреді.
Осындай сҧлбаның тиімділігін арттыру ҥшін, процессорларда
толықтай ассоциативті кэш-жады қолдаланылады, ол сонымен қатар
(TLB — translation-lookaside buffer) мекенжайларды тҥрлендіру буфері
деп аталады. TLB-ның болуы парақты ҧйымдастырудың сҧлбасын
жасау принципін өзгертпейді, жадыны қорғау көзқарасы тҧрғысынан
оны бір бағдарламадан екіншісіне ауыстыру кезінде тазалау
мҥмкіндігін қамтамасыз ету қажет.
Негізгі жадта орналасқан парақтардың кестелерін іздестіру жəне
TLB-ні жҥктеу бағдарламалық əдіспен немесе арнайы аппараттық
қҧралдармен жҥзеге асырылуы мҥмкін. Соңғы жағдайда пайдаланушы
бағдарламасының байланысты болып келетін парақ кестелерімен
байланысу мҥмкіндігінің алдын алу ҥшін, арнайы шаралар
қарастырылған. Осы мақсатта процессорда парақ кестесінің
сипаттағышынан (дескрипторынан) немесе базалық шекаралас жҧпты
қамтитын қосымша қорғаушы тіркелімі көзделеді. База негізгі жадтағы
парақтар кестенің болуын анықтайды, ал шекара тиісті бағдарламаның
парақтар кестесінің ҧзындығын анықтайды. Осы қорғаныс тіркелімін
жҥктеу артықшылықты режимде ғана рҧқсат етіледі. Әрбір бағдарлама
ҥшін операциялық жҥйе парақ кестесінің дескрипторын сақтайды жəне
тиісті бағдарламаны іске қоспас бҧрын оны процессорды қорғау
тіркеліміне орнатады.
Жадты беттерді ҧйымдастырудың қарапайым сҧлбаларына тəн
кейбір ерекшеліктерді атап өтейік. Олардың ішіндегі ең маңыздысы,
операциялық жҥйенің араласуынсыз бір-бірімен тікелей байланысуы
керек барлық бағдарламалар, виртуалды мекенжайлардың ортақ
кеңістігін пайдаланулары керек. Ол динамикалық жад бөлу режимінде
жҧмыс істеуі керек операциялық жҥйенің өзіне де қолданылады.
Сондықтан да, кейбір жҥйелерде пайдаланушының виртуалды
мекенжай кеңістігі, пайдаланушы бағдарламаларына кіруді қалайтын
жалпы процедуралардың өлшемімен қысқартылады. Жалпы рəсімдерге
барлық пайдаланушылар ҥшін виртуалды мекенжай кеңістігін белгілі
бір көлемдерде, олар барлық пайдаланушылардың беттеріндегі
кестелерде тҧрақты орынға ие болатындай бөлу керек. Бҧл жағдайда,
орындалатын бағдарламалардың тҧтастығын, қҧпиялылығын жəне
өзара оқшаулануын қамтамасыз ету ҥшін бет кестесінің элементтерінде
арнайы қолжетімділік индикаторларын қолдана отырып, беттерге қол
жеткізудің əртҥрлі режимдері қамтамасыз етілуі керек.
Осындай пайдаланудың нəтижесі əрбір пайдаланушы беттері
кестелерінің біршама өсуі болып табылады. Кестелердің ҧзындығын
қысқарту мəселесі шешімдерінің бірі кестелерді көп деңгейлі
ҧйымдастыруды жҥргізуге негізделген.
Достарыңызбен бөлісу: |
