مقاله در مورد Process & Memory Management for BSD, Windows, Linux

اختصاصی از فی لوو مقاله در مورد Process & Memory Management for BSD, Windows, Linux دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:16

 فهرست مطالب

مقدمه

4

سیستم های مدیریت حافظه

4

حافظه مجازی

5

صفحه بندی

5

مقایسه

7

ساختمانهای داده ای برای تشریح فضای پروسس

9

1. 4 BSD

9

Windows

11

Linux

12

توزیع فضای آدرس پروسس

12

جابجایی صفحات

13

1. 4 BSD

13

Windows

15

Linux

18

پیشنهادات و نتایج

19

1- مقدمه:

در این مقاله زیر سیستم های مدیریت حافظه این سیستم عامل ها را با هم مقایسه می کنیم Linux 2.4 ، Windows 2000 و BSD 4.4 . BSD 4.4 به این دلیل انتخاب شد که نماینده نسخه های مختلف Unix است که بسیاری از اصول و پایه های مهم طراحی یک سیستم عامل را داراست و امروزه بسیاری از سیستم های عامل مانند: FreeBSD، NetBSD و OpenBSD بر مبنای آن ساخته شده اند. از همه مهمتر، Unix به صورت عالی مستند شده است و کتاب های بسیاری در مورد آن نوشته شده اند. Windows 2000 انتخاب شده است، چون یک سیستم عامل عامه پسند است و برای کامپیوتر های شخصی و افراد مبتدی، بسیار کارا است و حالا هم به شکل یک سیستم عامل کاملا بالغ در آمده است.

Linux 2.4 را به این دلیل انتخاب کردیم که هر روز هوا داران بیشتری پیدا می کند و به نظر می رسد که جایگاه مهمی را در آینده پیدا خواهد کرد. ما خیلی مایل به خصوصیات و کارآیی های این سیستم عامل عا نیستیم و در عوض می خواهیم در این مقاله به نحوه طراحی و معماری داخلی این سیستم عامل ها نگاهی بیاندازیم:

2- سیستم های مدیریت حافظه:

ما سیستم های مدیریت حافظه را به اختصار، MM می گوییم. MM ها بخش خیلی مهمی از هسته سیستم عامل خستند. کار اصلی آنها مدیریت سلسله مراتب حافظه اصلی یا RAM و دیسک های سخت موجود بر روی ماشین می باشد.

کار های مهم آن شامل: تخصیص حافظه و ازاد سازی آن برای پروسس هایی است که از راهکار ها و پیاده سازی حافظه مجازی (یا Virtual Memory) استفاده می کنندکه با استفاده از دیسک سخت به عنوان حافظه اصلی اضافه کار می کند.

سیستم حافظه باید تا آنجایی که امکان دارد بهینه شود، زیرا که کارآیی آن به شکل فزاینده ای به کارآیی کل سیستم و سرعت آن بستگی دارد.

2-1- حافظه مجازی:

ایده مهم در رابطه با سیستم های MM ، حافظه مجازی است. در گذشته در روز های اولیه کامپیوتر، محققان نیاز روزافزون به حافظه را برای برنامه کاربردی احساس می کردند. بنا بر این ایده حافظه مجازی به وقوع پیوست. ایده این است که به یک برنامه به دروغ بگوییم که مقادیر زیادی حافظه برای استفاده آن موجود است. هسته یک چنین راهکاری را با استفاده از حافظه ثانویه دیسک سخت به وجود می آورد تا احتیاج به فضای اضافی حافظه را پاسخ گوید. برای اینکه سیستم مدیریت حافظه مجازی کار کند، ما احتیاج به یک سری توابع نگاشتی داریم که عمل ترجمه آدرس ها را به عهده می گیرد و آدرس مجازی را به آدرس فیزیکی واقعی تبدیل می کند. آدرس مجازی آن آدرسی است که برنامه از آن استفاده می کند تا به یک نقطه از حافظه اشاره کند و آدرس فیزیکی، دقیقا آدرس همان نقطه ای از حافظه است که برای باس محلی حافظه قرار داده می شود. این تابع عموما یکی از توابع صفحه بندی یا سگمنت بندی یا هر دوی آنها است که وابسته به هسته سیستم عامل، معماری پردازنده و حالت های آن دارد.

2-2- صفحه بندی:

در صفحه بندی، فضای آدرس (چه به شکل مجازی و چه واقعی) به صفحات ثابتی که البته می تواند دارای چندین سایز مختلف باشد، تقسیم بندی می شود. صفحات به صورت جداگانه می توانند به دست گرفته شوند و در مکان های مختلفی در حافظه اصلی یا دیسک سخت قرار داده شوند.

ترجمه آدرس عملا توسط بخش مدیریت حافظه یا MMU انجام میگیرد. با استفاده از یک جدول صفحه در شکل 1 نشان داده شده است. جداول صفحه ارتباط بین صفحات مجازی و صفحات فیزیکی را مشخص میکنند. به عنوان مثال کدام صفحه مجازی هم اکنون کدام صفحه فیزیکی را اشغال کرده است.

MMU آدرس حافظه مجازی را به آدرس حافظه فیزیکی تبدیل میکند که شامل شماره Page Frame است و یک آفست در آن صفحه است. حفاظت میتواند به صورت صفحه به صفحه اعمال شود.

از آنجاییکه فضای آدرس مجازی نسبت به حافظه فیزیکی عظیم است ما باید از دیسک سخت برای ذخیره صفحات که در حافظه فیزیکی نمی توانند ذخیره شوند استفاده کنیم. در ارتباط با هر صفحه مجازی در جدول صفحه یک بیت وجود دارد که مشخص میکند که صفحه در حافظه فیزیکی وجود دارد یا خیر. اگر صفحه در حافظه فیزیکی موجود نباشد سخت افزار یک پیغام خطای صفحه تولید میکند و این حالت استثنا در نرم افزار کنترل شده و صفحه مورد نیاز را از روی هارد دیسک به حافظه فیزیکی منتقل میکند یا اگر غیر قابل قبول باشد یک پیغام خطا تولید میشود.