Организация микропроцессорных систем. Учебное пособие. Могнонов П.Б. - 107 стр.

Создание более совершенных, машинно-независимых, модульных, перемещаемых программ
с эффективной структурой, использующей каталоги, делало статическую концепцию все
менее и менее привлекательной.
       Динамическое распределение памяти основывается на концепции виртуальной
памяти. Виртуальная память создает у пользователя иллюзию одного большого,
одноуровневого пространства хранения информации. При этом, все функции эффективного
управления этой памяти по передаче информации между основной и внешней
запоминающими устройствами возлагаются на систему.
       Впервые для класса микропроцессоров эта концепция была реализована у 32-
разрядных МП. Виртуальное управление памятью было введено с целью реализации
мощности 32-разрядных МП в многопользовательских мультизадачных применений, за счет
освобождения пользователей от необходимости выполнять сложные оверлейные процедуры
при работе с дисковой памятью. Оно позволяет полностью использовать физический
адресный диапазон процессора путем рассмотрения полупроводниковой основной памяти в
качестве одной из частей этого адресного пространства; остальная часть памяти размещается
в виртуальном адресном пространстве на диске.
       В 32-разрядных МП заложены два вида организации виртуальной памяти: страничная
и сегментная. При страничной организации память разделяется на страницы фиксированного
объема (например, 512 байт), и программы загружаются в несвязанные между собой области
памяти, называемые блоками, которыми управляет операционная система. На рис.5.24.
показана процедура формирования физического адреса при страничной организации памяти.
Процессор вырабатывает логический адрес, состоящий из номера страниц и смещения.
      Номер страницы используется в качестве указателя для обращения к таблице страниц,
из которого извлекается адрес блока, в котором находится эта страница. Адрес блока в
совокупности со смещением определяет физический адрес нужного слова памяти. С
помощью таблицы страниц логический адрес памяти преобразуется в физический адрес.
      Это преобразование осуществляется в два этапа: вначале происходит обращение к
таблице страниц, а затем вычисляется физический адрес отыскиваемого слова с
использованием адреса блока и смещения.

                Логический адрес от процессора      Физическая память
                     Номер      Смещение
                    страницы
                 Указатель                         Блок i
                                                    Элемент страницы
                       Таблица страниц


                       Адрес блока
                                                   Блок i+1

                        информация о
                        защите блока

              Рис.5.24. Преобразование адреса при страничной организации

       В таблице страниц может быть задан вид защиты каждого блока. Например, право на
монопольное использование блока определенным пользователем или разрешение на
выполнение операций чтения и записи. Преобразование адресов требует дополнительных
затрат времени, которые могут значительно снизить скорость обращения к памяти.