Εξετάστε ένα σύστημα υπολογιστών με λογική διεύθυνση 32 bit και μέγεθος σελίδας 4-kb Τα υποστηρίζουν έως και 512 MB φυσικής μνήμης;

1. Λογική διεύθυνση:

* Η λογική διεύθυνση 32-bit σημαίνει ότι η CPU μπορεί να απευθυνθεί 2^32 =4,294,967,296 bytes (4 GB) εικονικής μνήμης.

2. Μέγεθος σελίδας:

* Ένα μέγεθος σελίδας 4 kB σημαίνει ότι κάθε σελίδα διατηρεί 4.096 bytes δεδομένων.

3. Φυσική μνήμη:

* Το σύστημα υποστηρίζει 512 MB φυσικής μνήμης (512 * 1024 * 1024 bytes).

Υπολογισμοί:

* Αριθμός σελίδων στο λογικό χώρο διευθύνσεων:

4 GB / 4 KB =1.048.576 σελίδες (2^20 σελίδες)

* Αριθμός σελίδων στη φυσική μνήμη:

512 MB / 4 KB =131.072 σελίδες (2^17 σελίδες)

Κατανόηση των επιπτώσεων:

* σελίδα: Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί τηλεειδοποίηση για τη διαχείριση της μνήμης. Ο λογικός χώρος διευθύνσεων χωρίζεται σε σελίδες και η φυσική μνήμη χωρίζεται επίσης σε πλαίσια (επίσης 4 kb σε μέγεθος). Όταν εκτελείται ένα πρόγραμμα, οι σελίδες του φορτώνονται σε διαθέσιμα πλαίσια σε φυσική μνήμη.

* Πίνακας σελίδας: Ένας πίνακας σελίδων χρησιμοποιείται για να χαρτογραφήσει λογικές διευθύνσεις στις φυσικές διευθύνσεις. Ο πίνακας σελίδας θα έχει καταχωρήσεις για κάθε σελίδα στο λογικό χώρο διευθύνσεων.

* Περιορισμένη φυσική μνήμη: Το σύστημα μπορεί να κρατήσει μόνο 131.072 σελίδες στη φυσική μνήμη κάθε φορά. Αυτό σημαίνει ότι εάν ένα πρόγραμμα απαιτεί περισσότερες από 131.072 σελίδες, ορισμένες σελίδες θα πρέπει να αλλάξουν μέσα και έξω από τη φυσική μνήμη από τη δευτερεύουσα αποθήκευση (π.χ. σκληρό δίσκο). Αυτή η ανταλλαγή μπορεί να οδηγήσει σε γενικά έξοδα απόδοσης.

Σημαντικά σημεία:

* Εικονική μνήμη: Η εικονική μνήμη του συστήματος επιτρέπει στα προγράμματα να έχουν πρόσβαση σε περισσότερη μνήμη από ό, τι είναι φυσικά διαθέσιμη. Ωστόσο, η απόδοση περιορίζεται από το ποσό της διαθέσιμης φυσικής μνήμης.

* Σφάλμα σελίδας: Όταν ένα πρόγραμμα προσπαθεί να αποκτήσει πρόσβαση σε μια σελίδα που δεν βρίσκεται επί του παρόντος σε φυσική μνήμη, εμφανίζεται σφάλμα σελίδας. Το λειτουργικό σύστημα θα φορτώσει στη συνέχεια την απαιτούμενη σελίδα στη μνήμη.

Παράδειγμα:

Φανταστείτε ένα πρόγραμμα που χρειάζεται 200.000 σελίδες (μεγαλύτερη από τη φυσική χωρητικότητα μνήμης). Όταν το πρόγραμμα εκτελείται, μόνο 131.072 σελίδες θα φορτωθούν σε φυσική μνήμη κάθε φορά. Εάν το πρόγραμμα προσπαθεί να αποκτήσει πρόσβαση σε μια σελίδα που δεν έχει φορτωθεί, εμφανίζεται σφάλμα σελίδας, προκαλώντας το σύστημα να φορτώσει την απαιτούμενη σελίδα από δευτερεύουσα αποθήκευση. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε επιβράδυνση της απόδοσης εάν το πρόγραμμα χρειάζεται συνεχώς για να ανταλλάξει σελίδες μέσα και εκτός μνήμης.

Περίληψη:

Αυτό το σύστημα υπολογιστών χρησιμοποιεί το Paging για τη διαχείριση της περιορισμένης φυσικής μνήμης και την παροχή ενός μεγαλύτερου εικονικού χώρου μνήμης για προγράμματα. Ωστόσο, εάν τα προγράμματα απαιτούν περισσότερη μνήμη από ό, τι η διαθέσιμη φυσικά, η απόδοση μπορεί να επηρεαστεί λόγω της ανταλλαγής σελίδων.