17-Ma’ruza. Virtual xotira kontseptsiyasi. Virtual xotirani sahifali tashkil etish. Fifo, lru va «ikkinchi imkoniyat» algoritmlari. Reja

Xotirani tartiblash va kengaytirish, virtual xotira. Bo‘linish (fragmentatsiya)
Bo‘linish (fragmentatsiya) - bu xotiraning kichik o‘lchamdagi, qo‘shni bo‘lmagan maydonlarga bo‘linishidir. Bo‘linishni (fragmentatsiyani) ikkita turi mavjud: tashqi b o‘linish va ichki bo‘linish.
Tashqi bo‘linish. Xotiraning umumiy maydoni so‘rovni qondirish yoki undagi
jarayonni o‘tkazish uchun yetarli, ammo u o‘zaro bog‘liq bo‘lmaydi, shuning uchun undan foydalanib bo‘lmaydi.
Ichki bo‘linish. Jarayonga belgilangan xotira bloki kattaroqdir. Xotiraning bir
qismi ishlatilmay qoladi, chunki undan boshqa jarayon foydalana olmaydi. Quyidagi diagrammada bo‘linish qanday qilib xotira yo‘qolishiga olib kelishi va siqish texnikasidan foydalanib, b o‘lingan xotiradan ko‘proq bo‘sh xotirani yaratish uchun foydalanish mumkinligi ko‘rsatilgan.
Ichki bo‘linish xotirani taqsimlashning aniq algoritmini qo‘llagan tizim natijasida yuzaga kelishi mumkin, s o‘rovga javoban xotira talab qilinganiga nisbatan biroz kattaroq ajratiladi.

Masalan, kattaligi ikkita sahifaga qadar bo‘lgan. Xotirani sahifali tashkil etish ushbu ma’ruzada keyinchalik batafsil muhokama qilinadi.
Sahifali xotira. Yuqorida tavsiflangan sxemalarda xotiradan samarali foydalanilmaydi, shuning uchun ham xotirani taqsimlashning zamonaviy sxemalarida jarayonni operativ xotirada uzluksiz blok sifatida joylashtirish ko‘zda tutilmagan. Zamonaviy operatsion tizimlarda, vazifani asosiy xotiraga yuklashdan oldin u sahifalar (Pages) deb nomlangan qismlarga bo‘linadi.
Sahifali xotira - bu xotirani boshqarish usuli bo‘lib, unda jarayonning manzil maydoni bir xil hajmdagi sahifalar deb ataladigan bloklarga bo‘linadi (hajmi 2 daraja, 512 dan 8192 baytgacha). Jarayon hajmi sahifalar soni bilan o‘lchanadi. Xuddi shu tarzda, asosiy xotira doimiy o‘lchamdagi (fizik) xotiraning kichik bloklariga b o‘linadi, ular kadrlar deb nomlanadi va asosiy xotirani optimallashtirish va tashqi qismlarga bo‘lmaslik uchun kadr hajmi sahifa o‘lchamiga teng bo‘lib qoladi.
Xotirani sahifali tashkil etishda eng oddiy va eng keng tarqalgan usul (yoki paging), xotiraning ham mantiqiy manzilli maydoni, ham fizik maydonini bir xil o‘lchamdagi sahifa va bloklar t o‘plami ko‘rinishida tashkil etishdir. Bunda mantiqiy sahifalar (page) yuzaga keladi va ularga mos fizik xotira birliklari - fizik sahifalar yoki sahifa kadrlari deb ataladi (page frames).
Sahifalar (va sahifa kadrlari) odatda 2 sonini darajasidan iborat bo‘lgan belgilangan qat’iy uzunlikka egadir va ular bir-biri bilan kesishmaydi. Har bir kadr ma’lumotlarning bir sahifasini o‘z ichiga oladi xotirani bunday tashkil etishda tashqi bo‘linish (fragmentatsiya) b o‘lmaydi va ichki bo‘linishdan kelib chiqadigan yo‘qotish faqat oxirgi sahifalardan kelib chiqadigan yo‘qotish bilan chegaralanadi.
Xotirani sahifali tashkil etish (Paging) deyarli barcha operatsion tizimlarda ishlatiladigan eng keng tarqalgan xotirani boshqarish algoritmidir.
Sahifalar jadvali (page table) protsessorning maxsus registrida manzillashtiriladi va kadrlar raqamini man tiqiy manzil bo‘yicha aniqlashga yordam beradi. Bu asosiy masaladan tashqari sahifalar jadvali qatorida yozilgan
atributlar yordamidan aniq sahifaga murojaat nazorati va uni himoyasini tashkil etish mumkin.

3.15- rasm. Xotirani sahifali tashkil etishda mantiqiy va fizik
manzillarning bog‘lanishi