Адресная структура команд и планирование ресурсов

Адресная структура команд и планирование ресурсов.

Адреса в каждом сегменте начинаются с 0. При статическом пе­ремещении программы в процессе загрузки ее в основную память ад­реса должны быть привязаны к конкретному месту в памяти, на что уходит много времени и отвлекаются вычислительные ресурсы. Бо­лее эффективной является динамическая трансляция адресов (ДТА), которая заключается в том, что сегменты загружаются в основную память без трансляции адресного пространства (т.е. без изменения адресов в программе с учетом физического размещения в памяти ко­манд и данных), а трансляция адресов каждой команды производится в процессе ее выполнения. Этот тип трансляции называется динами­ческим перемещением и осуществляется специальными аппаратными средствами ДТА.

Каждый сегмент программы должен иметь свое имя. Форма имени сегмента может быть любой. При таком представлении адрес будет состоять из двух частей: s, i, где s — имя сегмента, / — адрес внутри сегмента.

Если ЭВМ имеет 32-битовую адресную структуру, максималь­ная длина адреса в единственном сегменте будет 32 разряда.

Структура адресов накладывает два важных ограничения:

•   ограничивается максимальное число сегментов, которое может су­ществовать в адресном пространстве программы;

•   ограничивается максимальное смещение любого адреса в сегменте.

Для динамической трансляции адресов (т.е. при определении абсо­лютных адресов по известным относительным, содержащим номер сегмента и смещение) операционная система строит специальные таб­лицы, устанавливающие соответствие между сегментируемым адрес­ным пространством программы и действительными адресами сегмен­тов в реальной памяти (рис. 4.8).

Рекомендуемые материалы

Каждая строка таблицы сегментов содержит адрес начала сегмента в реальной памяти. Для каждого сегмента имеется одна строка таб­лицы.

Таблицу сегментов содержит каждая выполняемая программа.

Ещё посмотрите лекцию "5 - Гребное устройство" по этой теме.

Если сегменты разделить на одну или несколько единиц, называе­мых страницами, которые имеют фиксированный размер, то, посколь­ку размер страницы достаточно мал по сравнению с обычным разме­ром сегментов, неиспользуемые фрагменты ОП значительно сокра­щаются в объеме — будет иметь место так называемая фрагментация внутри страниц. Следовательно, потери все-таки останутся, но они будут существенно меньше.

Сегментно-страничная организация добавляет еще один уровень в структуре адресного пространства программы. Теперь адресное пространство программы дробится на сегменты, внутри сегмен­тов — на страницы, а внутри страниц — на адреса байтов. Структу­ра адреса: (S, Р, i) — рис. 4.10, где S — имя сегмента внутри адрес­ного пространства программы; Р — имя внутри страницы; i — адрес внутри страницы.

Рис. 4.10. Адресная структура при сегментно-страничной организации памяти

Формирование сегментно-страничной структуры выполняется ав­томатически с помощью операционной системы.

Все преимущества динамического перемещения с использованием сегментации и страничной организации достигаются благодаря ап­паратуре и программному обеспечению, а не пользователям систе­мы. Специальные программы во время загрузки разбивают адресное пространство программы на сегменты и страницы, строят таблицы сегментов и страниц. Средства ДТА автоматически транслируют адрес в процессе выполнения программы.