Сегментно-страничная организация

Для того чтобы уменьшить фрагментацию, устранить необходимость в уплотнении и упростить использование внешней памяти, на ряде ЭВМ была реализована сегментно-страничная организация. Это такие ЭВМ, как ЕС ЭВМ ряд 2, AS400, AT 386 и выше.

Виртуальный адрес, сформированный транслятором, рассматривается как (s:d), где s - номер сегмента, а d в свою очередь представляет пару (p,i), где p - номер страницы, i - смещение внутри страницы.

В таблице сегментов содержится элемент для каждого сегмента. В элементе указывается не сам адрес сегмента, а адрес таблицы страниц данного сегмента и длина текущего сегмента в страницах.

Несколько работ могут совместно использовать сегмент. При этом в таблице сегментов элемент, соответствующий разделяемому сегменту, ссылается на одну и ту же таблицу страниц (так адресуются модули DLL в Windows).

Схема определения физического адреса операндов представлена на рис. 5.7.

Из схемы видно, что необходимы три обращения к памяти: первое - к таблице сегментов, второе - к таблице страниц, третье - к странице. Эти обращения реализуются аппаратным образом, чтобы время доступа к памяти было незначительным. Для этого используют ассоциативную память, т.е. память, адресуемую по значению.

Обычная память адресуется по ее адресу. В ассоциативной памяти по заданному значению выбирается номер ячейки, содержащей данные. Эта память очень дорогостоящая, поэтому имеет небольшой объем, но очень быстродействующая. На ПЭВМ ее называют КЭШ-памятью (cache - тайник), используемую в качестве буфера для согласования быстроты регистров при высоких тактовых частотах и временем доступа к ОП.

В АП (ассоциативную память) записываются не две таблицы, а начала страниц для каждой пары s и p. При обращении к этой памяти задают s и p из виртуального адреса. Результатом будет физический адрес начала страницы, либо сигнал прерывания, если в АП не окажется данных для s и p. Таким образом, используются два доступа к ОП и не нужно выполнять сложение.

При прерывании запускается обычная трехэтапная последовательность и получаемый адрес страницы записывается в ассоциативную память на место более старого элемента. При записи новых значений старые выталкиваются как только доходят до выхода (рис. 5.8).

Таким образом, в АП содержатся элементы тех страниц, которые использовались совсем недавно. Часто используемые страницы "оседают" в АП.

Недостаток сегментно-страничной организации только в незаполненности некоторых страниц.

Дата добавления: 2015-10-02