صفحه 1:
صفحه 2:
۴ نیازهای مدیریت حافظه
* جابجایی, حفاظت. اشتراک سازمان منطقی, سازمان فیزیکی
ش بندی حافظه
بخش بندی ایستا
© بخش بندی پویا
* سیستم رقابتی
* جابجایی
7
* قطعه بندی
* سوالات دوره ای
صفحه 3:
در یک سیستم تک برنامه ای_حافظه به دو بخش تقسیم می شود:
* یک بخش برای سیستم عامل (ناظر. مقیم» هسته)
* یک بخش برای برنامه در حال اجرای کاربر
در یک سیستم چند برنامه ای_بخش کاربر باید تقسیم بندی شود تا
چندین برنامه را همزمان در خود جای دهد.
وظیفه تقسیم بندی حافظه به زیر بخشهاء به صورت پویا و ایستا توسط
سيستم عامل صورت مى كيرد و به اين عمل مدیریت حافظه _میگویند.
حافظه _بليد به كونه اى باشد. كه فرايندهاى آماده بيث
2 تری در
آن مجتمع شوند.
صفحه 4:
۴ جابجایی
* برنامه نیس نمی دلند برنامه هنگام اجرا در کجای حافظه ذخیره می
شود.
* هنگام اجرای برنامه ممکن است برنامه به دیسک منتقل شود و دوباره
در مکان دیگری از حافظه قرار گیرد.
* ارجاعهای به حافظه باید به آدرسهای فیزیکی که منعکس کننده
مکان فعلی برنامه در حافظه اند ترجمه شوند.
صفحه 5:
6
در حال حاضر
صفحه 6:
* حفاظت
فرایندها نباید بدون اجازه قادر به مراجعه به اطلاعات سایر فرایندها باشند.
به دلایل زیر بررسی آدرسهای فیزیکی در زمان ترجمه غیر ممکن است:
* مکان پرنامه در حافظه اصلی در زمان ترجمه مشخص نیست.
یک فرایند کاربر نمی تولند به هیچ بخش سیستم عامل اعم از برنامه یا داده
دسترسی داشته باشد:
* نیازهای حفاظتی باید توسط پردازنده (سخت افزار) برآورده شود نه توسط
سیستم عامل (نرم افزار).
صفحه 7:
* اشتراک:
* اشتراک امکان دسترسی چندین فرایند به یک بخش یکسان از
حافظه را می دهد.
* اگر چند فرایند در حال اجرای یک برنامه هستند. به جای اينکه هر
فرایند کپی جداگلنه ای از برنامه دا
به یک کپی از برنامه دسترسی داشته باشند.
باشد بهتر است همه فرایندها
صفحه 8:
* سازمان منطقی:
* اکثر برنامه ها به صورت مّلفه ای سازمان یافته اند.
* مزاياى كار كردن با مؤلفه هاد
* هر مؤلفه را مى توان به طور مستقل نوشت و ترجمه كرد.
* با يك سربار مختصر مراتب مختلف حفاظتى (فقط خواننىء فقط اجرايى)
ميتواند به مؤلفه هاى مختلف نتسبت داده شود.
* اشتراك مؤلفه ها بين فرايندها
صفحه 9:
* سازمان فیزیکی:
* ممکن است حافظه موجود. برای یک برنامه و داده های آن کافی
نباشد. در این صورت از روی هم گذاری استفاده ميشود.
* روی هم گذاری اجازه میدهد یک ناحیه از حافظه به چندین مولفه تخصیص
یابد.
* در یک محیط چندبرنامگی» برنامه ساز در زمان نوشتن برنامه نمی
داند چه مقدار از فضا در دسترس است و آن فضا کجاست.
صفحه 10:
۴ در اغلب طرحهای مدیریت حافظه. سبستم عامل, بخش ثابتی از حافظه
را اشغال می کند و بقیه برای استفاده فرایندها است.
* در این روش بخش مربوط به فرایند ها به چندین بخش با طول ثابت
تقسيم مى شود.
* هر فرایندی که اندازه آن کمتر یا مساوی اندازه بخش باشد. می تواند
داخل هر بخش موجود بار شود.
* اگر همه بخش ها پر باشد. و هیچ فرایند مقیمی در حال آماده يا اجرا
نباشد. سیستم عامل میتواند فرایند را به خارج مبادله کند.
صفحه 11:
۴ معایب بخش بندی طول ابت:
* ممکن است یک برنامه در یک بخش جا نشود. در لین صورت برنامه
نویس باید از روی هم گذاری استفاده کند.
* استفاده ناکارمد از حافظه اصلی: هر برنامه صرف نظر از کوچکی آن
یک بخش کامل را اشغال می کند به این پدیده پراکندگی داخ
صفحه 12:
8M
3M
73M
8M
صفحه 13:
بخش بندی طول ابت بر Operating Sater
اساس اندازه بخشها دو نوع 2
است: تس
oM
* بخشهای مساوی 3M
* بخش های نامساوی aM
mM
tem
بخش های نامساوی
صفحه 14:
۰ بخ بخشهای مساوی:
* بدلیل مساوی بودن تمام بخشهاء مهم نیست کدام بخش استفاده
شود.
۴ بخش های نامساوی:
* می توان هر فرایند را در کوچکترین بخشی که در آن جا می شود
قرار دادددز این ضورت باید اف زمانیدی انتاده اشتوج:
* برای هر بخش یک صف: حداقل هدر رفتن حافظه داخل هر بخش
* یک صف برای همه بخشها:
صفحه 15:
New
Processes
OOO جس
یک صف واحد از قرایند ها
صفحه 16:
۴ بخشها دارای طول و تعداد متغیر هستند.
* حافظه تخصیص یافته به هر فرایند. دقیقاً برابر میزان نیاز فرایند |
"" پس از تخصیص و آزاد سازی های مکرر حفره هایی در حافظه يديد مى
آیند که پراکندگی خارجی نامیده می شوند.
" فشرده سازی: معمولا برای مقابله با پراکندگی خارجی» سیستم عامل
فرایند ها را انتقال می دهد تا کنار یکدیگر قرار گیرند و تمام حافظه آزاد
در یک بلوک قرار گیرد.
صفحه 17:
در ابتدا سیستم عامل 800 فضا اشغال می کند و
/ضای آزاد برای تخصیص به فرایند ها وجود
دارد.
daa) a” 0 فضا اشغال مى كند و 3611 فضاى
آزاد باقی میماند.
فرایند ۰۲ 1414 فضا اشغال می کند و 2200 فضای
آزاد باقی می ماند.
#فرایند۳» 1804 فضا اشفال می کند و 40 فضای
آزاد باقی می ماند. بجر Brae
Press Enter
ol) ماما
Lom
20M
36M
36
شم
4m
فرایند ۳1
فرایند ۳2
فرایند ۳3
صفحه 18:
۷فرایند ۲,حذف می شود و 14 فضا آزاد می کند.
#فرایند۴» 800 فضا اشغال می کند و در مکان قبلی
فرایند۲ قرار می گیرد و 600 فضای آزاد باقی مى
ماند.
"فرایند۱. حذف می شود و 2000 فضا آزاد می کند.
فرایند ۲ ۷ فضا اشغال می کند و در مکان
قبلی فرایند۱ قرار می گیرد 614 فضای آزاد باقی می
صفحه 19:
"گر چند بلوک آزاد وجود داشته باشد سيستم عامل بايد
تصمیم بگیرد کدام بلوک آزاد را تخصیص دهد.
۴ الگوریتم جایگذاری وجود دارد:
(Best Fit), 351, ase"
* اولین First Fit) o3)y
* در يى برازش (Next Fit)
صفحه 20:
* بهترین برازش(]۳۱ +8©51):
* کوچکترین بلوکی را که فرایند در آن جا می شود. انتخاب می کند.
* بیشترین هزینه اجرا و بدترین کارایی را دارد.
* از آنجا که کوچکترین بلوک به فرایند اختصاص میلبد. کمترین پراکندگی
را بوجود می آورد.
* اما معمولاً فضای باقیمانده ۱۰۰ پراکندگی است. چرا که خیلی کوچک
است. بنابراین فشرده سازی بیشتر باید انجام شود.
20
صفحه 21:
(First Fit) 33 اولین *
* حافظه را از ابتدا مرور مى کند و اولین بلوک آزاد و کافی رابه فرایند
اختصاص می دهد.
* ممکن است قسمت ابتدلیی حافظه را از تکه های کوچک انباشته کند
كه هر بار بايد جستجو شوند.
21
صفحه 22:
۴ در پی برازش(]۴ (Next
* حافظه را از محل آخرین جایلبی به بعد مرور می کند و اولین بلوک با
اندازه کافی را انتخاب می کند.
* معمولاًبه تخصیص یک بلوک آزاد در انتهای حافظه (جلیی که بلوک های
بزرگتری پیدا می شوند) می انجامد.
* بلوکهای بزرگ حافظه سریعاًبه بلوکهای کوچکتر تقسیم می شوند.
* فشرده سازی در اين الگوریتم با بسامد بیشتری انجام می شود.
22
صفحه 23:
23
بلوک آزاد
بلوک تخصیص یافته
بهتلولینبی[قلش
در پی برازش
<
—
صفحه 24:
۴ منطقی:
* یک مراجعه به حافظه مستقل از اختصاص داده جاری به حافظه است.
* برای دسترسی به حافظه آدرس منطقی باید به آدرس فیزیکی ترجمه شود.
snd
نسبی:
* آفون بدسوریی هگن آسبی ببه یک est dla Castle ad pple abel
شود.
* آدرس های واقعی یا مطلق در حافظه اصلی
24
صفحه 25:
25
برای ترجمه آدرس های
نسبی به آدرس های
فیزیکی حافظه اصلی در
زمان اجرای دستورالعمل
حاوی مراجعه راهکار های
سخت افزاری مورد نیاز
صفحه 26:
۴ ثبات پایه:
* آدرس شروع فرایند
wo ols ©
* آدرس پایان فرایند
۴ این ثباتها هنگام بار شدن فرایند به حافظه اصلی یا مبادله
تصویر فرایند به داخل مقدار دهی می شوند.
26
صفحه 27:
" مقدار ثبات پایه به آدرس نسبی افزوده می شود تا یک آدرس
8 آدرس بدست آمده با مقدار ثبات حد مقایسه می شود.
2 اگر در محدوده باشد. اجرای دستورالعمل ادامه می یابد. در غیر
اين صورت خطايى به سيستم عامل داده مى شود.
صفحه 28:
* بخش های حافظه به قطعات کوچکی با اندازه ثلبت تقسیم می شوند.
برنامه ها نیز به قطعاتی با همان اندازه تقسیم می شوند.
* قطعات یک برنامه. صفحه(۳۵06) نامیده میشهند و قطعات مربوط به
حافظه قاب(۴۲3۲۳6) نام دارند.
"" سیستم عامل برای هر فرایند یک جدول صفحه نگه می دارد.
* جدول صفحه محل قابی که هر صفحه از فرایند را در بر دارد. نگه می دارد.
* هر آدرس منطقی شامل شماره صفحه و یک انحراف در صفحه است.
28
صفحه 29:
مثالى از اختصاص قاب هاى آزاد به فرايندها:
1 AO.
2 A2 ee Gay
i a ee bas! فا
5
6 4
7 CO
به دي i sles 8
۵ صفحه متوالی وجود ندارد CQ 9
اما با مفهوم آدرس منطقي C3 10
(شماره قاب و انحراف 41
داخل صفحه) اين مسأله حل ميشود. 13
14
66 ۳۳0۵۲ »
|
صفحه 30:
30
11 ۱ 10 bY
Bi) ots ho ol
صفحه متوالیز وچودخدارد جدال ۵
۵ و نت تفر فاایند at!
(شماره قاب و انحراف
داخل صفحه) این مسأله حل ميشود.
Enter
أت إسانم ناخ صحات اسان ابن
زورره رز زو
ونرنم ناه تاق ياوا فى
صفحه 31:
لزومی ندارد همه قطعات تمام برنامه ها دارای اندازه یکسان
۴ حداکثری برای طول قطعه وجود دارد.
آدرس منطقی شامل دو بخش است: شماره قطعه و انحراف داخل
ازآنجایی که قطعه ها دارای طول متغفیراند قطعه بندی مانند
بخش بندی پویا است.
31
صفحه 32:
صفحه 33:
#مويرزيت حافظه قصد دارد چه نوع نیاز هایی را برآورده سازد؟
صفحه 34:
34
۴ به چه دلیل قابلیت جابجایی فرایند ها مفید است؟
* برنامه نویس نمی داند برنامه هنگام اجرا در کجای حافظه ذخیره
ميشود.
* هنگام اجرای برنامه ممکن است برنامه به دیسک منتقل شود و دوباره
در مکان دیگری از حافظه قرار گیرد.
صفحه 35:
۴ چرا نمیتوان حفاظت حافظه را در زمان ترجمه انجام داد؟
* مکان برنامه در حافظه اصلی در زمان ترجمه مشخص نیست.
* اکثر زبانهای برنامه سازی محاسبه پویای آدرس در زمان اجرا (مثل
محاسبه شاخص یک آرایه يا اشاره گر به یک ساختمان داده ) را
اجازه میدهند.
صفحه 36:
۴ دلایل مجاز بودن یک یا دو فرایند جهت دسترسی به بخشهای
مشخصی از حافظه را بیان کنید.
* اگر تعدادی فرایند یک برنامه را اجرا میکنند. به جای اینکه هر فرایند
کپی جداگلنه ای از برنامه داشته باشد بهتر است همه فرایند ها به
یک کپی از برنامه دسترسی داشته با
* فرایمد هلیی کهبا همگاری یک وظیفه راجلو میبرنده همگن آسنت
لازم باشد در دسترسی به ساختمان داده ای شریک باشند.
صفحه 37:
در طرح بخش بندی ثلبت مزایای کاربرد بخش cle با اندازه
نامساوی چیست؟
* امکان این وجود دارد که دو یا چند بخش بزرگ را در کنار
بخشهای دیگر داشت . بخشهای بزرگ. برنامه های بزرگتری را در
خود جای میدهند.
Fas, * داخلی کمتر میشود چرا که برنامه های کوچکت
میتوانند در بخش های کوچکتر قرار گيرند.
صفحه 38:
:.
تفاوت میان پراکندگی داخلی و خارجی چیست؟
* پراکندگی داخلی مربوط به اتلاف فضای داخلی در داخل بلوک ها
ميشود. زملنی رخ میدهد که برنامه بار شده در بلوک از فضای بلوک
کوچکتر است.
پراکندگی خارجی پدیده ایست که به بخش بندی پویا مربوط میشود
و از اين واقعيت ناشی میشود که تعداد زیادی از فضاهای کوچک
داخل حافضه اصلی در یک فضای غیر قابل استفاده انباشته میشوند.
38
صفحه 39:
" آدرس هاى منطقى نسبى و فيزيكى جكونه متمايز
ميشوند
* یک آدرس منطقی يك ارجاع به یک محل مستقل از حافظه
گمارده شده برای داده های کنونی است. یک عمل ترجمه باید
آدرس فیزیکی را برای داده هایی که قرار است از حافظه
دستیابی شوند ایجاد نماید.
آدرس نسبی یک نمونه خاص از آدرس منطقی است که در آ 6
آدرس یک مکان نسبی نسبت به یک نقطه معین مثلا ابتدای
برنامه را مشخص میکند.
* آدرس فیزیکی یا آدرس مطلق یک مجل واقعی در حافظه اصلی
میباشد.
39
صفحه 40:
" تفاوت ميان صفحه و قاب جيست؟
40
در يك سيستم صفحه بندى برنامه ها و داده هاى ذخيره شده در
دیسک به بلوک های با اندازه ثلبت و مساوی تقسیم میشوند. که
صفحه نامیده میشهند. و حافظه اصلی نیز به قطعلتی با همان اندازه
تقسیم میشود که قاب نامیده ميشود. دقيقا هر قاب براى یک صفحه
مناسب است.
صفحه 41:
۲ تفاوت میان صفحه و قطعه چیست؟
* در روش قطعه gar, برنامه کاربر به تعدادی قطعه تقسیم ميشود.
لزومی ندارد اندازه قطعه ها با هم برابر باشد. گر چه حداکثری برای
طول قطعه وجود دارد.
41