Логический адрес делится на две части, простым проведением границы между битами. Старшая часть адреса называется "адрес страницы", а младшая "адрес внутри страницы". Страница и есть та самая порция информации, которую обработчик прерывания "несуществующие данные" (точное название этого прерывания - "страничная ошибка") загружает с диска в ОЗУ . Её размер не должен быть очень маленьким, поскольку иначе "страничная ошибка" будет возникать часто и машина просто будет гонять данные из памяти на диск и обратно. Но, с другой стороны, её размер не должен быть и слишком большим – на загрузку тратится время. А программе на странице может понадобиться всего-то сотня байт, а потом она перейдет по другому адресу, который соответствует уже другой странице – и снова загрузка. В блоке преобразования адреса ведётся специальная таблица, в которой адресу страницы (старшей части логического адреса) соответствует реальный адрес физической памяти, где эта страница расположена. Каждая строка этой таблицы – адрес загруженной в ОЗУ страницы, т.е. страницы физически доступной в данный момент для обращения. Преобразователь адреса "режет" поступивший логический адрес на части "страничный" и "внутри страницы" и пытается найти в этой таблице соответствие – какой же физический адрес соответствует данному страничному. Если такое соответствие находится, то к физическому адресу страницы прибавляются младшие биты "адрес внутри страницы" и получается адрес физического байта, который в данный момент соответствует данному логическому адресу – адресация возможна и проходит, как и в системе с "реальным адресом" - программа и не узнает, что в действительности "срабатывала" ячейка не с тем адресом, который был указан в программе.
Если же соответствие не находится, т.е. обнаруживается, что нужная страница не значится в таблице как "загруженная", блок преобразования адреса возбуждает прерывание "страничная ошибка" и сообщает обработчику какую страницу необходимо загрузить. Обработчик должен: отыскать на диске ту самую страницу, найти ей место в физической памяти, загрузить страницу и исправить в блоке преобразования адреса адрес страницы в таблице. Когда в физической памяти есть не занятые страницы – всё просто. А если всё место уже занято другими страницами? Тогда обработчик должен какую-то страницу вытеснить – записать её на диск с тем, чтобы на её место вписать нужную. Какую? Мнения на сей счёт могут быть различными, но наиболее употребительный алгоритм вытесняет ту страницу, к которой давно не было обращений. С этой целью в "страничной таблице" ведётся и счётчик времени обращения – исключительно аппаратное решение, которое не удлиняет цикла памяти. Когда обработчик вернёт управление процессор вновь исполнит ту же команду, попытка обращения которой к памяти оказалась неуспешной, но в блоке преобразования адреса требуемая страница уже будет числиться "загруженной" - обращение к памяти пройдёт успешно.
Поэтому общая схема программно-аппаратного механизма, обеспечивающего описанным способом создание иллюзии наличия большей оперативной памяти, чем есть в действительности, приведена на рисунке
0 коммент.:
Отправить комментарий