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Pagination dans le système d'exploitation

La pagination est un système de gestion de la mémoire qui élimine le besoin d'un allocation contiguë de la mémoire physique. Le processus de récupération des processus sous forme de pages du stockage secondaire vers la mémoire principale est appelé pagination. L'objectif fondamental de la pagination est de séparer chaque procédure en pages. De plus, les images seront utilisées pour diviser la mémoire principale. Ce schéma permet à l'espace d'adressage physique d'un processus d'être non contigu.

Lors de la pagination, la mémoire physique est divisée en blocs de taille fixe appelés cadres de page, qui ont la même taille que les pages utilisées par le processus. L’espace d’adressage logique du processus est également divisé en blocs de taille fixe appelés pages, qui ont la même taille que les cadres de page. Lorsqu'un processus demande de la mémoire, le système d'exploitation alloue un ou plusieurs cadres de page au processus et mappe les pages logiques du processus aux cadres de page physiques.



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Le mappage entre les pages logiques et les trames de pages physiques est maintenu par la table des pages, qui est utilisée par l'unité de gestion de mémoire pour traduire les adresses logiques en adresses physiques. La table de pages mappe chaque numéro de page logique à un numéro de cadre de page physique.

Terminologies associées au contrôle de la mémoire

  • Adresse logique ou adresse virtuelle : Il s'agit d'un accord généré via le processeur et utilisé par un système pour obtenir l'accès à la mémoire. On parle d’accord logique ou numérique car il ne s’agit pas toujours d’un emplacement physique en mémoire mais d’une opportunité de connexion avec un emplacement situé à l’intérieur de l’emplacement d’adresse logique de l’appareil.
  • Espace d'adressage logique ou espace d'adressage virtuel : Il s'agit de l'ensemble de toutes les adresses logiques générées via un logiciel. Il est normalement représenté sous forme de phrases ou d'octets et est divisé en pages de durée régulière dans un schéma de pagination.
  • Adresse physique: Il s’agit d’une face qui correspond à un lieu physique en réminiscence. C'est la véritable adresse qui est disponible sur l'unité de mémoire et qui est utilisée par le contrôleur de mémoire pour accéder à la mémoire.
  • Espace d'adressage physique : Il s’agit de l’ensemble de toutes les adresses physiques qui correspondent aux adresses logiques à l’intérieur du lieu d’adresse logique du chemin. Il est généralement représenté en mots ou en octets et est découpé en trames de taille fixe dans un schéma de pagination.

Dans un système de pagination, l'adresse logique de la zone est découpée en pages de durée constante, et chaque page Web est mappée à un corps correspondant dans l'adresse physique de la zone. L'outil de promenade conserve un tableau de pages Web pour chaque système, qui mappe les adresses logiques du système à ses adresses physiques correspondantes. Lorsqu'une méthode accède à la mémoire, le processeur génère une adresse logique, qui est traduite en adresse corporelle à l'aide de la table des pages nettes. Le contrôleur de mémoire utilise ensuite l'interface physique pour obtenir l'accès à la mémoire.

Fonctionnalités importantes de la pagination dans la gestion de la mémoire PC

  • Cartographie des adresses logiques à corporelles : Lors de la pagination, la zone d'adresse logique d'un système est divisée en pages de taille constante, et chaque page Web est mappée à un corps physique correspondant dans la mémoire principale. Cela permet au système d'exploitation de manipuler la mémoire de manière plus flexible, car il est capable d'allouer et de libérer des images selon les besoins.
  • Page Web et longueur de cadre fixes : La pagination utilise une longueur de page Web définie, qui est généralement identique à la taille d'un cadre dans la mémoire principale. Cela facilite la simplification de la technique de contrôle de réminiscence et améliore les performances du dispositif.
  • Entrées du bureau de pages : Chaque page de la zone d'adresse logique d'une méthode est représentée par un entrée de table de pages (PTE) , qui contient des faits sur le corps corporel correspondant dans la mémoire prédominante. Cela comprend la plage de trames, ainsi que d'autres bits de contrôle qui peuvent être utilisés par le système d'exploitation pour gérer la mémoire.
  • Un certain nombre d'entrées du bureau des pages : Le nombre d’entrées du tableau de pages dans le tableau de pages d’un mode est identique au large éventail de pages dans la face logique du domaine du système.
  • Table de pages stockée dans la mémoire importante : Le bureau de page Web de chaque système est généralement enregistré dans une mémoire importante, pour permettre au vert d'accéder et de modifier le périphérique d'exploitation. Cependant, cela pourrait en outre introduire une surcharge, car la table des pages Web doit être mise à jour à chaque fois qu'un système est permuté dans ou hors de la mémoire principale.

Exemple:



  • Si l'adresse logique = 31 bits, alors l'espace d'adressage logique = 231mots = 2 G mots (1 G = 230)
  • Si espace d'adressage logique = 128 M mots = 27* 2vingtmots, alors adresse logique = journal2227= 27 bits
  • Si l'adresse physique = 22 bits, alors l'espace d'adressage physique = 222mots = 4 M mots (1 M = 2vingt)
  • Si espace d'adressage physique = 16 M mots = 24* 2vingtmots, alors adresse physique = journal2224= 24 bits

Le mappage de l'adresse virtuelle à l'adresse physique est effectué par le Unité de gestion de mémoire (MMU) qui est un périphérique matériel et ce mappage est connu sous le nom de technique de pagination.

  • L'espace d'adressage physique est conceptuellement divisé en un certain nombre de blocs de taille fixe, appelés cadres .
  • L'espace d'adressage logique est également divisé en blocs de taille fixe, appelés pages .
  • Taille de la page = Taille du cadre

Analysons un exemple:

  • Adresse physique = 12 bits, puis espace d'adressage physique = 4 K mots
  • Adresse logique = 13 bits, puis espace d'adressage logique = 8 K mots
  • Taille de la page = taille du cadre = 1 000 mots (hypothèse)

Pagination



L'adresse générée par la CPU est divisée en

  • Numéro de page(p) : Nombre de bits requis pour représenter les pages dans Espace d'adressage logique ou Numéro de page
  • Décalage de page (d) : Nombre de bits requis pour représenter un mot particulier dans une page ou taille de page de l'espace d'adressage logique ou numéro de mot d'une page ou décalage de page.

L'adresse physique est divisée en

Dans un schéma de radiomessagerie, la face physique de la zone est divisée en trames de longueur fixe, chacune contenant des octets ou des mots. Lorsqu'un mode est en cours d'exécution, son espace d'adressage logique est divisé en pages de taille constante, qui peuvent être mappées aux trames correspondantes dans l'espace d'adressage physique.

Pour représenter une adresse physique dans ce schéma, les parties sont couramment utilisées :

Gamme de cadres : Il s'agit du type de trame dans la face physique de la zone qui comprend l'octet ou la phrase adressé. La grande variété de bits requis pour représenter la gamme de corps dépend de l'échelle de la surface physique et de la taille de chaque image. Par exemple, si la zone d'adresse physique contient 2 ^ 20 images et que chaque image est 4 Ko (2 ^ 12 octets) en taille, la plage de trames pourrait nécessiter 20-12 = 8 bits.

Décalage du cadre : Il s'agit de la grande variété d'octets ou de mots dans le corps qui est abordée. Le nombre de bits requis pour représenter le décalage de trame dépend de la taille de chaque trame. Par exemple, si tout le monde fait 4 Ko, le décalage de trame pourrait nécessiter 12 bits. Ainsi, une adresse physique dans ce schéma peut être représentée comme suit :

Adresse physique = (Numéro de trame << Nombre de bits dans le décalage de trame) + Décalage de trame , où << représente une opération de décalage vers la gauche au niveau du bit.

  • Le TLB est une mémoire associative à grande vitesse.
  • Chaque entrée dans TLB se compose de deux parties : une balise et une valeur.
  • Lorsque cette mémoire est utilisée, un élément est comparé simultanément à toutes les balises. Si l'élément est trouvé, la valeur correspondante est renvoyée.

La pagination est une technique de gestion de la mémoire utilisée dans les systèmes d'exploitation pour gérer la mémoire et allouer de la mémoire aux processus. Lors de la pagination, la mémoire est divisée en blocs de taille fixe appelés pages, et les processus se voient allouer de la mémoire en fonction de ces pages. Chaque page a la même taille et la taille est généralement une puissance de 2, par exemple 4 Ko ou 8 Ko.

Points importants concernant la pagination dans les systèmes d'exploitation

  • Réduit la fragmentation interne : La pagination facilite la réduction fragmentation interne en allouant de la mémoire en blocs (pages) de taille fixe, qui peuvent généralement être beaucoup plus petits que la taille des segments de données du processus. Cela permet une utilisation plus efficace de la mémoire étant donné qu'il y a moins d'octets inutilisés dans chaque bloc.
  • Permet d'attribuer de la réminiscence sur appel pour : La pagination permet d'allouer de la mémoire sur demande, ce qui signifie que la mémoire est allouée plus efficacement lorsqu'elle est absolument nécessaire. Cela permet une utilisation plus efficace de la mémoire puisque seules les pages qui sont absolument utilisées par le système doivent être allouées dans la mémoire physique.
  • Protection et partage de mémoire : La pagination permet la protection et le partage de la mémoire entre les systèmes, car chaque système possède sa propre table de pages Web qui mappe sa zone d'adresse logique à son espace d'adressage physique. Cela permet aux techniques de partager les faits tout en empêchant l’accès non autorisé à la mémoire de chacun.
  • Fragmentation externe : La pagination peut entraîner une fragmentation externe, dans laquelle la mémoire se fragmente en petits blocs non contigus. Cela peut rendre difficile l'allocation de blocs massifs de réminiscence à une méthode, car il se peut qu'il n'y en ait pas assez. mémoire libre contiguë être eu.
  • Aérien: La pagination implique une surcharge en raison de la rénovation de la table des pages Web et de la traduction des adresses logiques en adresses physiques. Le périphérique de travail doit conserver la table des pages pour chaque méthode et effectuer une traduction de traitement chaque fois qu'une procédure accède à la mémoire, ce qui peut ralentir la machine.

FAQ sur la pagination

1. Quelle est l’utilité de la pagination dans un système d’exploitation ?

Répondre:

La pagination est une technique de gestion de la mémoire utilisée pour récupérer les processus du stockage secondaire vers la mémoire principale.

2. Quel est l’avantage fondamental de la pagination ?

Répondre:

L’avantage fondamental de la pagination est qu’elle réduit la fragmentation externe, mais elle n’est pas capable de réduire la fragmentation interne.

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3. Quel est l'effet de la pagination ?

Répondre:

La pagination aide à améliorer les performances du système en améliorant l'utilisation de la mémoire et en accédant à la mémoire disponible qui y est présente.