Логическая структура основной памяти

Структурно основная память состоит из миллионов отдельных однобайтовых ячеек памяти. Каждая ячейка памяти имеет свой уникальный адрес. Для ОЗУ и ПЗУ отводится единое адресное пространство.

Адресное пространство определяет максимально возможное количество непосредственно адресуемых ячеек основной памяти. Адресное пространство зависит от разрядности адресных шин, поскольку максимальное количество адресов определяется разнообразием двоичных чисел, которые можно отобразить в п разрядах, то есть адресное пространство равно 2", где п - разрядность адреса. За основу в ПК взят 16-разрядный адресный код, равный по длине размеру машинного слова. При помощи 16-разрядного представления адреса можно непосредственно адресовать всего 2¹⁶ = 65 536 = 64 Кбайт ячеек памяти. Это 64-килобайто-вое поле памяти, так называемый сегмент, также является базовым в логической

При динамическом распределении памяти в случае недостаточной емкости ОП полезно воспользоваться виртуальной памятью. В режиме виртуальной памяти пользователь имеет дело не с физической ОП, действительно имеющейся в ПК, а с виртуальной одноуровневой памятью, емкость которой равна всему адресному пространству микропроцессора. На всех этапах подготовки программы, включая ее загрузку в оперативную память, в программе используются виртуальные адреса, и лишь при непосредственном исполнении машинной команды выполняется преобразование виртуальных адресов в реальные физические адреса ОП. При этом реально программа может размещаться частично в ОП, частично во внешней памяти на жестком диске.

Операционная система формирует две таблицы:

• страниц виртуальной памяти;

• физического размещения страниц,

И устанавливает логические связи между ними (рис. 2).

Рис. 2

На рис. 2 видно, что физические страницы могут находиться в текущий мо­мент времени как в оперативной, так и во внешней памяти. Из внешней памяти виртуальные страницы автоматически перемещаются в оперативную только тогда, когда к ним происходит обращение. При этом они замещают уже отработавшие страницы.

Для ПК характерно стандартное распределение непосредственно адресуемой па­мяти между ОЗУ и ПЗУ (рис. 3).

Рис. 3