52
жадтың
басқарушы
схемасымен
қабылданатын
логикалық
мекенжайларды
физикалыққа автоматты хабарлайды.
Кез келген ресурс сияқты жедел жадының үлестіруінің екі стратегиясы бар:
статикалық және динамикалық.
Статикалық үлестіру кезінде бар жедел жад процесске сол процесс өтіп жатқан
мезетте толықтай бөлінеді. Жад толық ұзындығы базалық адреспен анықталатын
ажырамас блок ретінде бөлінеді. Бағдарлама блок басына қатысты адрестерде
жазылады, бағдарлама орындауның
барысында
команда немесе операнданың
физикалық адресі блоктың
негiзгi адресі және блоктегі салыстырмалы адрестің
қосындысы ретінде қалыптасады. Негізгі адрестің мәні программаны жедел жадқа
жүктегенде беріледі.
Әр түрлі программмаларда түрлі
ұзындықты блоктар
қолданылатындықтан алдын ала өзгертусіз есептеу процесіне қолдануға болмайтың
жадтың бос аймақтары пайда болады.
Қарапайым мысалмен көрсетейік.
ЖЖ көлемі 10
Мбайт болсын, ал A, B, C, D программаларын орындау үшін келесі
жад көлемі қажет: A - 2 Мбайт, B - 1 Мбайт, C - 4 Мбайт, D - 4 Мбайт. Кей
программалардың
орындалуынан кейін жадтың
бастапқы
үлестірілуі
1-суретте
көрсетілген.
Сурет 1. Жадты статикалық үлестіру:a – бастапқы үлестіру; б – A
программасы аяталғаннан кейін; в – B программасы аяталғаннан
кейін; г – C программасы аяталғаннан кейін
Суретте көрсетілгендей статикалық үлестіру кезінде A программасы аяқталғаннан
кейін жадта бос орын болғанына қарамастан D программасы жедел жадқа тек алдынғы
барлық программалардың аяқталғанынан кейін жүктеле алады.
Көп бағдарламалы
ЭЕМнің жұмыс істеу көрсеткіштерін жақсарту үшін жедел жадта орындалуға дайын
программаларнеғұрлым көп болғаны абзал.
Осы мәселенi жадтың қайта бөлуiмен (жадтың дефрагментациясы) өңдеу түсетiн
жаңа бағдарламаға бөлінетін бiртұтас еркiн кеңістіктің құрастырлуын
әрбiр
бағдарламаның орындауды аяқтаудан кейiн жүргізу арқылы жартылай шешуге болады.
Дегенмен, бұл жүйелiк құралдардың артық
жұмысын талап етедi және iс жүзiнде
қолданылмайды.
Қазіргі заманғы жадты үлестіру жүйелері екі концепцияға сүйенеді ресурсты
динамикалық қолдану және виртуализациялар.
Динамикалық үлестіру кезінде орындалып жатқан бағдарламаға барлық қажетті
жадтын тек бір бөлігі бөлінеді, ал қалған бөлігі тек сол жадтың нақты қажеттілігі пайда
болғанда ғана бөлінеді.Бұнын негізі келесі алғы шарттар болып табылады.
53
Біріншіден, кіріс ақпаратына байланысты программаның әрбір дербес орындалуы
кезінде программаның кей бөлігі (25% дейін) игерілмей қалады. Бұл кодтардың
фрагменттері ЖЖ-қа жүктелмегені абзал.
Екіншіден, программаның
орындалуы сілтеудің
локальділік принципіне
негізделген. Бұл программа орындалған уақыт мезетінде жадқа мекенжайдың шекті
диапазонына жүктеу жүргізіледі. Сол себебті осы уақытта программаның басқа
блоктарын жадта сақтау қажеттілігі болмайды.
Сонымен бірге жүйелік құралдар опреативті есте сақтау құрылғысыда(ОЕҚ) дәл
сол уақыт мезетінде жоқ программалардың бөліктерін бақылай отырып, сыртқы есте
сақтау құрылғысы осы программа бөліктеріне орын босатады.
Бұл операцияны орындау
үшін опреативті есте сақтау құрылғысынан алдын ала программаның кейбір блоктарын
сыртқы есте сақтау құрылғысына жүктеу керек болуы мүмкін. Бұл процедуралар
қолданушыға кедергі жасамауы тиіс.
Ақпарат блоктарынын орын ауысуы әдетте келесі алгоритмдердің бірімен өтеді:
LRU (least recently used) – көп уақыт бойы қолданылмаған;
FIFO – Оперативті есте сақтау құрылғыснад ең ұзақ уақыт сақталған;
Random – кездейсоқ.
Жадты динамикалық үлестіру виртуалды жад түсінігімен тығыз байланысты.
Виртуалды жад қағидасы бойынша қолданушы өз бағдарламасының орындалуы
кезінде физикалық жедел жадпен емесол бірсатылы, белгілі бір көлемі бар жадпен
жұмыс істейді. Оның көлемі компьютердің адрестік шинасымен (Lша) анықталатын
көлемге тең:
V
вирт
>> V
физ
,
V
вирт
= 2
Lша
.
32-разрядты микропроцессорлы дербес ЭЕМүшін
V
вирт
= 2
32
= 4 Гбайт.
Сонымен бiрге ЭЕМ-де компьютер қолданатын барлық программаларды сақтау
үшiн сыртқы жадтың жеткiлiктi көлемi қамтамасыз етуi керек.
Программист өз қолданысында тек шинаның разрядтылығымен шектелген
кеңістікке ие, оның көлемі компьютердің жедел жадына тәуелсіз.
Виртуалды жад қарапайым қасиеттерге ие: байттық адрестеу, жедел жадтың
рұқсат уақытымен сәйкес келетінрұқсат уақыты.
Программаны
даярлаудың
барлық
сатыларында,
программа
виртуалды
адрестерде көрсетіледі, тек программаны машиналық түрде орындаған кезде ғана
программа физикалық түрге келтіріледі. Мультипрограммалық режимде орындалған
әрбір программа үшін виртуалды жад жасақталады. Әрбір программа нольдік
виртуалды адрестен максималды адреске дейін барлығын қолданады.
Виртуалды адрестерді физикалық адрестерге түрлендіру үшін физикалық және
виртуалды адрестер – беттер деп аталатын тұрақты ұзындығы бар блоктарға бөлінеді.
Виртуалды және физикалық беттердің көлемдері сәйкес келеді. Виртуалды және
физикалық беттер нөмірленеді.
Виртуалды адрес виртуалды беттің нөмірі және сол беттегі ығысу болып
табылады. Ал физикалық адрес бұл физикалық беттің нөмірі және сол беттегі ығысуы.
Бастапқыда жедел жадқа бірінші бет жүктеледі және оған басқару беріледі.
Программаны орындау барысында жүктелген бет шегіне шығып кетсе жаңа бет
жүктеледі, және басқару қайта алдыңғы бетке беріледі.
Виртуалды беттердің
номерлерін физикалық
беттер номерлеріне аудару
заңдылығы әдетте беттік түрлендіру кестесінде беріледі. Мұндай кестелер жадты
басқару жүйесімен құрылады және жадты қайта үлестіру кезінде жаңарады
Виртуалды адрестерді физикалық адрестерге аудару 2-суретте көрсетілген.
