Организация виртуальной оперативной памяти

За исключением случаев написания программы непосредственно в машинных кодах, пользователю предоставляется возможность работать не с реальной (оперативной), а с виртуальной памятью. Виртуализации подвергается не только оперативная, но и другие виды памяти (напомним, что физическая память современных машин является многоуровневой – регистровая память, оперативная и внешняя). Пользователи воспринимают память с характеристиками, отличными от характеристик реально существующей памяти. Помимо обычных свойств ОП (пословный вид доступа, непосредственная адресация, времена доступа, сравнимые с реальными) привносятся новые (неограниченный или очень большой объем непрерывного адресного пространства). Виртуализация может осуществляться и в отношении регистровой памяти. Виртуализация внешней памяти также имеет место и называется файловой системой.

Физически оперативная память представляет собой некоторую среду хранения, составленную из однотипных элементов (ячеек). Каждый элемент способен хранить информацию и является адресуемым в соответствии с принятым для данной среды способом адресации. Всё доступное множество адресов элементов хранения, упорядоченное по какому-либо признаку, называют адресным пространством памяти. Форма задания адреса полностью определяется механизмом доступа к элементам хранения, принятым для данного вида памяти.

Обычно адрес – это число, которое однозначно определяет номер требуемого элемента хранения. Адресное пространство в этом случае есть последовательность целых чисел, начинающаяся с 0. Число различных адресов конечно и равно N, т.е. размеру адресного пространства (или объему памяти V).

В качестве адреса может быть использовано некоторое символьное имя, однозначно определяющее элемент хранения. Такие адреса называют виртуальными, а их совокупность – виртуальным адресным пространством. Виртуальное адресное пространство поддерживается с помощью программно-аппаратного механизма доступа, который является средством виртуализации физического адресного пространства. Программный слой обеспечивает преобразование каждого виртуального адреса в некоторый физический адрес.

Термины:

Драйвер - специальная программа, при помощи которой осуществляется управление внешними устройствами ПК.

ОЗУ (RAM – Random Access Memory – память с произвольным доступом) - оперативное запоминающее устройство, которое позволяет с большой скоростью записывать и считывать информацию, подготовленную для МП.

Регистры - это электронное цифровое устройство для временного запоминания информации в форме двоичного числа или кода.

Ресурс - любой логический или физической компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности.

Файловая система - часть операционной системы, управляющая размещением и доступом к файлам и каталогам на носителях.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие формы обмана пользователей осуществляются путем виртуализации?

2. Приведите примеры виртуальных ресурсов.

3. За счет чего создаются виртуальные ресурсы?

4. Что такое оперативная память (ОЗУ)?

5. Что такое файловая система?

6. Что такое регистр?

7. Что такое ресурс?

8. Что такое адресное пространство памяти?

9. Что такое виртуальный адрес?