Cтраница 3
Как только становится известен виртуальный адрес, вызвавший прерывание, система проверяет, имеет ли силу этот адрес и согласуется ли защита с доступом. Если нет, то процессу посылается сигнал или процесс уничтожается. Если адрес действителен и не произошло ошибки защиты, система проверяет наличие свободных страничных блоков. Если свободных блоков нет, запускается алгоритм замещения страниц, выбирающий жертву. [31]
После запуска процесс начинает вызывать страницы из строки обращений по одной. Если нет, происходит страничное прерывание. Подобная ситуация возникает только на начальной стадии выполнения. Если память заполнена ( то есть верхняя часть массива М содержит т записей), то, чтобы удалить страницу из памяти, активизируется алгоритм замещения страниц. В модели все происходит так: одна страница перемещается из верхней части массива М в его нижнюю часть, а требуемая страница входит наверх. Кроме того, верхняя и нижняя части массива могут быть упорядочены отдельно друг от друга. [32]
Значит ли это, что любой алгоритм замещения страниц всегда хорош. В одних случаях лучше один, а в других - другой. А лучшим будет тот, который обеспечивает минимальное среднее число страничных сбоев в единицу времени, что и дает максимальную производительность компьютера. Страничные сбои неизбежны, но число их должно быть минимальным. Это и является критерием эффективности алгоритма замещения страниц. [33]
Процессор может работать лишь с теми страницами, которые расположены в оперативной памяти. Если же ему понадобится страница, которой там нет, то операционная система найдет ее на диске и переведет в оперативную память с помощью операции ввода-вывода, на которую придется затратить довольно много времени, что, естественно, задержит выполнение программы. Поэтому ситуацию, когда нужно переводить страницу с диска в оперативную память, называют страничным сбоем, подчеркивая нежелательность этой ситуации. При этом одну страницу из оперативной памяти следует вернуть во внешнюю память, чтобы заменить ее новой. Какую именно страницу следует замещать, решает алгоритм замещения страниц ( точнее, программа), реализуемый операционной системой. [34]
Эта реализация оставляет открытым вопрос о размещении алгоритма замещения страниц. Возможно, покажется более удачным расположить его во внешнем обработчике страниц, но тогда возникают некоторые проблемы. Из них принципиально то, что внешний обработчик страниц не имеет доступа к битам R и М для всех страниц. А эти биты играют важнейшую роль во многих алгоритмах страничной подкачки. Таким образом, или необходим какой-либо механизм для передачи содержимого битов внешнему обработчику страниц, или же алгоритм замещения страниц должен находиться в ядре. Во втором случае обработчик прерываний сообщает внешнему обработчику, какую страницу он выбрал для удаления, и предоставляет данные или путем отображения их в адресное пространство внешнего обработчика страниц, или включая их в сообщение. В любом варианте внешний обработчик страниц пишет данные на диск. [35]