Операционная система таблица: Сравнительная таблица операционных систем windows и linux. Какая операционная система лучше – Windows или Linux?

Системное программирование

Предыдущий раздел Оглавление Следующий раздел

Простая реализация отображения виртуальных адресов предполагает, что старшие биты виртуального адреса отвечают за номер виртуальной страницы, а младшие биты — за смещение. Например, в случае 16-разрядной адресации и при размере страниц в 4 Кбайт четырьмя старшими битами будут определять некоторую виртуальную страницу из 16 возможных, а оставшимися младшими битами — смещение в байтах (4096 различных значений) внутри полученной виртуальной страницы. Для различных размеров страниц предусматриваются различные варианты выделения.

Для поиска записи некоторой виртуальной страницы в таблице страниц в качестве индекса используется номер виртуальной страницы. Если такая запись в таблице страниц имеется, то из нее извлекается необходимый номер страничного блока.

Этот номер присоединяется к битам, отвечающим за смещение, формируя при этом физический адрес, который уже может использоваться для обращения к памяти системы.

Таким образом, таблица страниц предназначается для отображения виртуальных страниц на страничные блоки. Таблицу страниц можно представить в виде функции, принимающей номер виртуальной страницы в качестве аргумента и возвращающей после выполнения необходимых преобразований номер блока в физической памяти. Если использовать результат работы такой функции, то поле виртуальной страницы, находящейся в виртуальном адресе, заменяется полем страничного блока, полученного от функции. В итоге формируется адрес физической памяти.

Рассмотрим содержимое записей таблицы страниц. Конструкция конкретной машины определяет точный формат записи, но практически для всех машин вид информации в таблице страниц примерно одинаков. Пример записи в таблице страниц представлен на рис. 4.6. Размер записи обычно равен 32 битам.

Поле номера страничного блока является наиболее важным. Выдача именно этого значения и является целью страничного отображения. Бит присутствия-отсутствия идет следующим по значимости. Запись таблицы будет иметь смысл и может использоваться, только когда бит присутствия-отсутствия имеет значение 1. Если он равен 0, то соответствующей виртуальной страницы в памяти в данный момент нет. Обращение к такой записи вызовет системное прерывание, обрабатывающее ошибку отсутствия страницы.

Информацию о доступе содержат биты защиты. В простом случае это поле будет занимать лишь один бит и давать информацию о разрешении чтения-записи при значении 0 и доступности только для чтения при значении 1. Три бита данного поля уже могут отдельно давать информацию о доступе для чтения, записи и исполнения запрашиваемой страницы.

Режим использования страницы отслеживается битами модификации и ссылки. Установка бита модификации происходит при осуществлении записи в страницу. Данный бит будет иметь значение при обновлении страничного блока операционной системой. Если содержащаяся в страничном блоке страница изменена, то она сбрасывается на диск. От страницы, которая не подвергалась модификации, операционная система может отказаться, так как копия ее на диске не теряет актуальности. Такой бит еще называют битом изменения, так как он дает информацию о состоянии страницы.

Рис. 4.6. Типичная запись таблицы страниц

А при обращении к странице и для чтения, и для записи устанавливается бит ссылки. Операционная система использует информацию из этого бита, когда ей необходимо выбрать страницу для выгрузки, когда для другой страницы возникает ошибка отсутствия. Таким образом, невостребованные страницы, к которым не было обращений, выгружаются операционной системой. Также данный бит используется в некоторых алгоритмах замещения страниц.

Кэшированием страницы управляет оставшийся бит блокирования кэша. Такая возможность используется для страниц, отображаемых на регистры устройств. При переходе операционной системы в состояние ожидания отклика на заданную команду некоторого устройства ввода-вывода важно, чтобы оборудование продолжало получать данные из устройства, а не использовало попавшие в кэш старые данные. Кэширование может быть отключено установкой данного бита. Для тех машины, которые используют отдельное пространство ввода-вывода и не отображают его в память, данный бит не требуется.

Предыдущий раздел Оглавление Следующий раздел
  • Стиль 1
  • Стиль 2

Таблица — операционная система — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Cтраница 1

Таблица операционной системы, связывающая виртуальные адреса с адресами реальной памяти и указывающая, какие страницы находятся в оперативной памяти.  [1]

B CM ЭВМ — таблица операционной системы, используемая управляющей программой и драйвером устройства ввода-вывода и содержащая динамические данные о контроллере.  [2]

TCT)), Таблица гипотетической операционной системы автора, содержащая элементы для программ, выполняемых в мультипрограммной системе.  [3]

Задача, информация о параметрах и расположении загрузочного модуля которой занесена в таблицы операционной системы. Вызов инсталлированной задачи не требует поиска в каталогах.  [4]

Задача, информация о параметрах и расположении загрузочного модуля которой занесена в таблицы операционной системы. Вызов такой задачи не требует поиска в каталогах.  [5]

Модель мультипроцессора хозяин-подчиненный.  [6]

Эта модель обеспечивает динамический баланс процессов и памяти, поскольку в ней имеется всего один набор таблиц операционной системы. Она также позволяет избежать простоя системы, связанного с перегрузкой ведущего центрального процессора ( хозяина), так как в ней нет ведущего центрального процессора. И все же данная модель имеет собственные проблемы.  [7]

Следует отметить четыре аспекта данной схемы, возможно, не являющихся очевидными. Во-первых, когда процесс обращается к системному вызову, системный вызов перехватывается и обрабатывается его собственным центральным процессором при помощи структур данных в таблицах операционной системы.  [8]

Как показано на рис. 8.12, системы MIMD можно разделить на мультипроцессоры и мультикомпьютеры. В этом разделе мы рассмотрим мультипроцессоры, а в следующем — мультикомпьютеры. Мультипроцессор — это компьютерная система, которая содержит несколько процессоров и одно адресное пространство, видимое для всех процессоров. Он запускает одну копию операционной системы с одним набором таблиц, в том числе таблицами, которые следят, какие страницы памяти заняты, а какие свободны.

Когда процесс блокируется, его процессор сохраняет свое состояние в таблицах операционной системы, а затем просматривает эти таблицы для нахождения другого процесса, который нужно запустить. Именно наличие одного отображения и отличает мультипроцессор от мультикомпьютера.  [9]

Если процесс был приостановлен подобным образом, позже он должен быть запущен заново из того же состояния, в каком его остановили. Следовательно, всю информацию о процессе нужно где-либо явно сохранить на время его приостановки. Например, процесс может иметь открытыми для чтения несколько файлов одновременно. При временном прекращении процесса все указатели нужно сохранить так, чтобы команда чтения, выполненная после возобновления процесса, прочла правильные данные. Во многих операционных системах вся информация о каждом процессе, дополнительная к содержимому его собственного адресного пространства, хранится в

таблице операционной системы. Эта таблица называется таблицей процессов и представляет собой массив ( или связанный список) структур, по одной на каждый существующий в данный момент процесс.  [10]

Страницы:      1

Структура таблицы страниц в операционных системах

В этом руководстве мы рассмотрим некоторые из наиболее распространенных методов, используемых для структурирования таблицы страниц.

Структура данных, которая используется системой виртуальной памяти в операционной системе компьютера для хранения соответствия между физическими и логическими адресами, обычно известна как Таблица страниц .

Как мы уже говорили, логический адрес, генерируемый процессором, транслируется в физический адрес с помощью таблицы страниц.

  • Таким образом, таблица страниц в основном предоставляет соответствующий номер кадра (базовый адрес кадра), где эта страница хранится в основной памяти.

На приведенной выше диаграмме показана страничная модель физической и логической памяти.

Характеристики таблицы страниц

Некоторые характеристики таблицы страниц следующие:

  • Хранится в основной памяти.

  • Обычно; Количество записей в таблице страниц = Количество страниц, на которые разбит процесс.

  • PTBR означает базовый регистр таблицы страниц и в основном используется для хранения базового адреса таблицы страниц текущего процесса.

  • Каждый процесс имеет свою собственную независимую таблицу страниц.

Методы, используемые для структурирования таблицы страниц

Некоторые из распространенных методов, которые используются для структурирования таблицы страниц, следующие:

  1. Иерархический пейджинг

  2. Хешированные таблицы страниц

  3. Перевернутые таблицы страниц

Давайте рассмотрим эти методы один за другим;

Иерархический пейджинг

Другое название иерархического пейджинга — многоуровневый пейджинг.

  • Может быть случай, когда таблица страниц слишком велика, чтобы поместиться в непрерывное пространство, поэтому у нас может быть иерархия с несколькими уровнями.

  • В этом типе пейджинга логическое адресное пространство разбито на многостраничные таблицы.

  • Hierarchical Paging — один из самых простых методов, и для этой цели можно использовать двухуровневую таблицу страниц и трехуровневую таблицу страниц.

Двухуровневый стол для страниц

Рассмотрим систему с 32-битным логическим адресным пространством и размером страницы 1 КБ, которая далее делится на:

Когда мы выгружаем таблицу страниц, номер страницы далее делится на:

Таким образом, Логический адрес выглядит следующим образом:

На приведенной выше диаграмме

P1 — это индекс в таблице Outer Page .

P2 указывает смещение в пределах страницы внутренней страницы таблицы.

Поскольку преобразование адресов работает из внешней таблицы страниц внутрь, это известно как таблица страниц с прямым отображением .

На приведенном ниже рисунке показана схема преобразования адресов для двухуровневой таблицы страниц

Трехуровневый стол для страниц

Для системы с 64-битным логическим адресным пространством двухуровневая схема пейджинга не подходит. Предположим, что размер страницы в данном случае составляет 4 КБ. Если в этом случае мы будем использовать схему двухстраничного уровня, то адреса будут выглядеть так:

Таким образом, чтобы избежать такой большой таблицы, есть решение: разделить внешнюю таблицу страниц, и тогда получится Трехуровневая таблица страниц:

Хешированные таблицы страниц

Этот подход используется для обработки адресных пространств размером более 32 бит.

Каждый элемент в основном состоит из:

  1. Номер виртуальной страницы

  2. Значение сопоставленного фрейма страницы.

  3. Указатель на следующий элемент в связанном списке.

На приведенном ниже рисунке показана схема трансляции адресов таблицы хешированных страниц:

На приведенном выше рисунке показана таблица хешированных страниц

.

В этой цепочке сравниваются номера виртуальных страниц в поисках совпадения; если совпадение найдено, извлекается соответствующий физический кадр.

В этой схеме вариант для 64-битного адресного пространства обычно использует кластеризованные таблицы страниц .

Кластеризованные таблицы страниц

Перевернутые таблицы страниц

Таблица инвертированных страниц в основном объединяет таблицу страниц и таблицу фреймов в единую структуру данных.

  • Существует одна запись для каждого номера виртуальной страницы и реальной страницы памяти

  • И запись в основном состоит из виртуального адреса страницы, хранящейся в этой реальной области памяти, вместе с информацией о процессе, которому принадлежит страница.

  • Хотя этот метод уменьшает объем памяти, необходимой для хранения каждой таблицы страниц; но это также увеличивает время, необходимое для поиска в таблице всякий раз, когда происходит ссылка на страницу.

На приведенном ниже рисунке показана схема трансляции адресов таблицы инвертированных страниц:

При этом нам нужно отслеживать идентификатор процесса каждой записи, потому что многие процессы могут иметь одинаковые логические адреса.

Кроме того, многие записи могут отображаться в один и тот же индекс в таблице страниц после выполнения хэш-функции. Таким образом, цепочка используется, чтобы справиться с этим.

Что такое таблица страниц в компьютерных операционных системах?

`;

Эмма Г.

Большинство компьютеров имеют две формы памяти: виртуальную память и физическую память. Виртуальная память, как следует из названия, — это просто конструкция, которая позволяет программе работать так, как будто вся информация, необходимая для ее запуска, хранится в одном месте. Каждая часть информации, хранящаяся в виртуальной памяти, соответствует адресу физической памяти. Таблица страниц — это структура данных, которую операционная система компьютера использует для отслеживания соединений между виртуальной и физической памятью. Процесс сопоставления виртуальной памяти с физической памятью называется отображением.

Операционная система компьютера использует таблицу страниц для отслеживания связей между виртуальной и физической памятью.

Концепцию того, как таблица страниц организует два вида памяти, лучше всего понять на знакомом примере. Когда пользователь компьютера создает список воспроизведения в программе медиаплеера, он или она может брать песни из нескольких разных файлов на компьютере. Физические файлы не перемещаются, но программа знает, куда идти для доступа к каждой песне по очереди.

Список воспроизведения похож на виртуальную память. Это непрерывный блок информации, легко доступный программе. Отдельные файлы с отдельными песнями в них подобны физической памяти. Они хранятся в разных местах компьютера. Физическая память хранится в таблице страниц.

Аппаратное обеспечение компьютера получает запросы из виртуальной памяти, а затем обращается к таблице страниц, чтобы найти расположение данных в физической памяти. Это оборудование называется блоком управления памятью (MMU) или блоком динамической трансляции адресов (DAT). Чтобы доступ к данным происходил как можно быстрее, MMU хранит конечное число часто используемых карт в таблице, называемой резервным буфером трансляции. Работая подобно вкладке «Избранное» в веб-браузере, резервный буфер перевода позволяет компьютеру быстро переходить к часто используемой ячейке памяти.

Если рассматриваемый адрес не является тем, который компьютер часто запрашивает, MMU будет напрямую обращаться к таблице страниц. Он сканирует таблицу, пока не найдет нужный адрес. Затем он возвращает адрес в резервный буфер трансляции, из которого программа может получить доступ к информации.

Иногда компьютер не может найти адрес в таблице страниц.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *