Il paging è uno schema di gestione della memoria che elimina la necessità di a allocazione contigua della memoria fisica. Il processo di recupero dei processi sotto forma di pagine dalla memoria secondaria alla memoria principale è noto come paging. Lo scopo principale del paging è separare ciascuna procedura in pagine. Inoltre, i frame verranno utilizzati per dividere la memoria principale. Questo schema consente allo spazio degli indirizzi fisici di un processo di non essere contiguo.

Nel paging, la memoria fisica è divisa in blocchi di dimensione fissa chiamati frame di pagina, che hanno la stessa dimensione delle pagine utilizzate dal processo. Anche lo spazio degli indirizzi logici del processo è diviso in blocchi di dimensione fissa chiamati pagine, che hanno la stessa dimensione dei frame della pagina. Quando un processo richiede memoria, il sistema operativo alloca uno o più frame di pagina al processo e mappa le pagine logiche del processo ai frame di pagina fisici.

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La mappatura tra pagine logiche e frame di pagina fisici è mantenuta dalla tabella delle pagine, utilizzata dall'unità di gestione della memoria per tradurre gli indirizzi logici in indirizzi fisici. La tabella delle pagine associa ciascun numero di pagina logica a un numero di frame di pagina fisico.

Terminologie associate al controllo della memoria

• Indirizzo logico o indirizzo virtuale: Questo è un accordo che viene generato tramite la CPU e utilizzato da una tecnica per ottenere il diritto di accesso alla reminiscenza. È noto come accordo logico o digitale perché non è sempre una vicinanza fisica nella memoria ma un'opportunità per una connessione con un luogo all'interno della posizione dell'indirizzo logico del dispositivo.
• Spazio indirizzo logico o spazio indirizzo virtuale: È l'insieme di tutti gli indirizzi logici generati tramite un programma software. Normalmente è rappresentato in frasi o byte ed è suddiviso in pagine di durata regolare in uno schema di impaginazione.
• Indirizzo fisico: Si tratta di un piviale che corrisponde a un luogo corporeo nella reminiscenza. È l'effettiva gestione di ciò che è disponibile sull'unità di memoria e viene utilizzata dal controller della memoria per ottenere l'ammissione alla reminiscenza.
• Spazio indirizzo fisico: Questo è l’insieme di tutti gli indirizzi corporei che corrispondono agli indirizzi logici all’interno del percorso logico con il luogo. Di solito è rappresentato in parole o byte ed è suddiviso in frame di dimensione fissa in uno schema di impaginazione.

In uno schema di paginazione, l'accordo logico con la regione è suddiviso in pagine di durata costante e ogni pagina Web viene mappata a un corpo corrispondente all'interno dell'accordo fisico con le vicinanze. Lo strumento per le passeggiate mantiene una scrivania di pagine Web per ogni metodo, che mappa gli indirizzi logici del sistema ai corrispondenti indirizzi fisici. Quando un metodo accede alla memoria, la CPU genera un indirizzo logico, che viene tradotto in un indirizzo fisico utilizzando la tabella delle pagine di rete. Il controllore della reminiscenza utilizza quindi il piviale fisico per ottenere il diritto di ingresso alla reminiscenza.

Caratteristiche importanti del paging in PC Reminiscence Management

• Mappatura degli indirizzi logici e corporei: Nella paginazione, l'area dell'indirizzo logico di un sistema è divisa in pagine di dimensioni costanti e ciascuna pagina web è mappata su un corpo fisico corrispondente all'interno della memoria principale. Ciò consente al gadget funzionante di manipolare la memoria in un modo più flessibile, poiché è in grado di allocare e deallocare i frame secondo necessità.
• Pagina Web e lunghezza frame fisse: Il paging utilizza una lunghezza prestabilita della pagina web, che di solito è identica alla dimensione di un frame nella memoria più importante. Ciò facilita la semplificazione della tecnica di controllo della reminiscenza e migliora le prestazioni del dispositivo.
• Voci della scrivania della pagina: Ogni pagina all'interno dell'area dell'indirizzo logico di un metodo è rappresentata tramite a voce della tabella delle pagine (PTE) , che contiene nella memoria predominante fatti riguardanti il ​​corpo corporeo corrispondente. Questo comprende la gamma di frame, oltre ad altri bit di manipolazione che possono essere utilizzati dal sistema in esecuzione per gestire la reminiscenza.
• Una serie di voci di pagina: La gamma di voci della scrivania di pagina nella scrivania di pagina di un modo è identica all'ampia varietà di pagine all'interno dell'accordo logico con l'area della tecnica.
• Tabella delle pagine memorizzata nella memoria importante: La scrivania della pagina web per ciascun sistema viene in genere salvata in un ricordo importante, per consentire il diritto di accesso e modifica verde da parte del dispositivo operativo. Tuttavia, ciò potrebbe comportare un ulteriore sovraccarico, poiché la tabella delle pagine Web deve essere aggiornata ogni volta che un sistema viene inserito o estratto dalla memoria principale.

Esempio:

• Se indirizzo logico = 31 bit, spazio indirizzo logico = 2³¹parole = 2 parole sol (1 sol = 2³⁰)
• Se spazio indirizzo logico = 128 M parole = 2⁷*2^ventiparole, quindi Indirizzo logico = log₂2²⁷= 27 bit
• Se indirizzo fisico = 22 bit, spazio indirizzo fisico = 2²²parole = 4 M parole (1 M = 2^venti)
• Se spazio indirizzo fisico = 16 milioni di parole = 2⁴*2^ventiparole, quindi Indirizzo fisico = log₂2²⁴= 24 bit

La mappatura dall'indirizzo virtuale a quello fisico viene eseguita da Unità di gestione della memoria (MMU) che è un dispositivo hardware e questa mappatura è nota come tecnica di paging.

• Lo spazio degli indirizzi fisici è concettualmente suddiviso in un numero di blocchi di dimensione fissa, chiamati cornici .
• Anche lo spazio degli indirizzi logici è suddiviso in blocchi di dimensione fissa, chiamati pagine .
• Dimensioni pagina = Dimensioni cornice

Prendiamo in considerazione un esempio:

• Indirizzo fisico = 12 bit, quindi spazio indirizzo fisico = 4 K parole
• Indirizzo logico = 13 bit, quindi spazio indirizzo logico = 8 K parole
• Dimensione pagina = dimensione frame = 1 K parole (presupposto)

Cercapersone

L'indirizzo generato dalla CPU è suddiviso in

• Numero di pagina(p): Numero di bit richiesti per rappresentare le pagine in Spazio degli indirizzi logici o Numero di pagina
• Offset pagina(d): Numero di bit richiesti per rappresentare una particolare parola in una pagina o dimensione della pagina dello spazio dell'indirizzo logico o numero di parola di una pagina o offset di pagina.

L'indirizzo fisico è suddiviso in

In uno schema di impaginazione, la superficie fisica dell'area è divisa in frame di lunghezza fissa, ciascuno dei quali contiene alcuni byte o parole. Quando un modello è in esecuzione, il suo spazio di indirizzi logici viene suddiviso in pagine di dimensione costante, che possono essere mappate sui frame corrispondenti all'interno dello spazio di indirizzi fisico.

Per rappresentare un indirizzo fisico in questo schema, vengono comunemente utilizzate le parti:

Gamma di fotogrammi: Questa è la varietà del frame all'interno della superficie fisica dell'area composta dal byte o dalla frase indirizzata. L'ampia varietà di bit necessari per rappresentare la gamma corporea dipende dalla scala della superficie fisica con l'area e dalle dimensioni di ciascun fotogramma. Ad esempio, se l'area fisica del fronte contiene 2 ^ 20 fotogrammi e ogni fotogramma lo è 4KB (2^12 byte) in termini di dimensioni, l'intervallo di frame potrebbe richiedere 20-12 = 8 bit.

Offset del fotogramma: Questa è l'ampia varietà di byte o parole all'interno del corpo a cui viene indirizzato. Il numero di bit richiesti per rappresentare l'offset del frame dipende dalla dimensione di ogni frame. Ad esempio, se tutti hanno una dimensione di 4 KB, l'offset del frame potrebbe richiedere 12 bit. Pertanto, un indirizzo fisico in questo schema può essere rappresentato come segue:

Indirizzo fisico = (Numero frame << Numero di bit nell'offset frame) + Offset frame , dove << rappresenta un'operazione di spostamento a sinistra bit per bit.

• IL TLB è una memoria associativa ad alta velocità.
• Ogni voce in TLB è composta da due parti: un tag e un valore.
• Quando viene utilizzata questa memoria, un elemento viene confrontato con tutti i tag contemporaneamente. Se l'elemento viene trovato, viene restituito il valore corrispondente.

Il paging è una tecnica di gestione della memoria utilizzata nei sistemi operativi per gestire la memoria e allocare memoria ai processi. Nella paginazione, la memoria è divisa in blocchi di dimensione fissa chiamati pagine e ai processi viene allocata memoria in termini di queste pagine. Ogni pagina ha la stessa dimensione e la dimensione è in genere una potenza di 2, ad esempio 4 KB o 8 KB.

Punti importanti sulla paginazione nei sistemi operativi

• Riduce la frammentazione interna: Il cercapersone facilita la riduzione frammentazione interna utilizzando l'allocazione della memoria in blocchi (pagine) di dimensione fissa, che di solito sono molto più piccoli della dimensione dei segmenti di dati del processo. Ciò consente un utilizzo più efficiente della memoria poiché ci sono meno byte inutilizzati in ciascun blocco.
• Consente di assegnare reminiscenze su chiamata per: Il paging consente l'allocazione della memoria su richiesta, ciò significa che la memoria viene allocata in modo più efficace quando è estremamente necessaria. Ciò consente un utilizzo più efficiente della memoria poiché solo le pagine assolutamente utilizzate dal modo vogliono essere allocate nella memoria fisica.
• Protezione e condivisione della memoria: Il paging consente la protezione e la condivisione della memoria tra i metodi, poiché ogni procedura ha la propria tabella delle pagine web che mappa la sua area di gestione logica al suo spazio di indirizzi fisici. Ciò consente alle tecniche di proporzionare i fatti e allo stesso tempo di impedire l'accesso non autorizzato alla memoria di tutti.
• Frammentazione esterna: La paginazione può provocare una frammentazione esterna, in cui la memoria viene frammentata in blocchi piccoli e non contigui. Ciò può rendere difficile assegnare enormi blocchi di memoria a un metodo poiché potrebbero non essercene abbastanza memoria libera contigua essere avuto.
• In testa: Il paging comporta un sovraccarico a causa del rinnovamento della tabella delle pagine Web e della traduzione degli indirizzi logici in indirizzi fisici. Il dispositivo funzionante deve mantenere la tabella delle pagine per ciascun formato ed eseguire un processo di traduzione ogni volta che un processo accede alla memoria, il che può rallentare la macchina.

Domande frequenti sulla paginazione

1. A cosa serve il cercapersone in un sistema operativo?

Risposta:

Il paging è una tecnica di gestione della memoria utilizzata per recuperare i processi dalla memoria secondaria alla memoria principale.

2. Qual è il vantaggio fondamentale del cercapersone?

Risposta:

Il vantaggio fondamentale del Paging è che riduce la frammentazione esterna, ma non è in grado di ridurre la frammentazione interna.

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3. Qual è l'effetto del cercapersone?

Risposta:

Il paging aiuta a migliorare le prestazioni del sistema migliorando l'utilizzo della memoria e accedendo alla memoria disponibile lì presente.