Методы управления оперативной памятью

Все исторически возникшие и существующие на сегодня мето­ды управления оперативной памятью можно свести к следующему списку.

1) Распределение всей ОП ЭВМ одному процессу. Используется только в однозадачных ЭВМ.

2) Разделение ОП ЭВМ на фиксированные разделы. При этом в момент запуска ОС память ЭВМ разделяется на несколько разделов заданного (не обязательно одинакового) размера. В каждый раздел может быть загружен только один процесс подходящего размера. По завершении процесса раздел освобождается, и в него можно загру­зить следующий процесс.

В зависимости от способа подготовки программ (наличия меха­низма перемещения), могут быть сформированы очереди задач для каждого раздела или одна общая очередь для всех разделов.

3) Использование разделов переменного размера. В этом случае в момент старта ОС память ЭВМ представляется единым разделом. ОС загружает процессы, выделяя для них разделы точно по требуе­мому размеру. В результате ОП используется более эффективно, чем в случае её деления на фиксированные разделы. Но по мере работы системы (когда некоторые процессы завершают работу и освобожда­ют память) возникает фрагментация памяти.

Фрагментация порождает несколько проблем. В частности, про­блему поиска свободного участка памяти для загрузки нового про­цесса, проблему объединения соседних освободившихся участков па­мяти, проблему дефрагментации памяти и др.

4) Использование малых разделов фиксированного размера(страниц). При этом память делится на страницы небольшого и рав­ного размера. Для каждого процесса выделяется непрерывная последовательность страниц, достаточная по суммарному объёму для размещения процесса.

Достоинство метода — возможность контролировать занятость страниц памяти с помощью простейшего механизма — битовой мас­ки.

5) Использование метода двойников. При вся ОП системы делит­ся пополам, образуя двух двойников. Каждый из них снова делится пополам и так далее, пока не образуются разделы, подходящие для размещения процессов. При необходимости загрузить процесс, требу­ющий больше памяти, необходимо объединить несколько двойников в один блок большего размера. Объединяться могут только двойники.

Описанные выше методы предполагают управление физической ОП без привлечения дополнительных аппаратных средств.

Распространённые в последнее время методы управления вир­туальной памятью не отменяют необходимости управлять на уровне ОС физической ОП.