Недостатки сегментной организации памяти

При сегментной организации единицей перемещения между памятью и диском является сегмент. Имеющий в общем случае размер больший чем страница. Однако часто во время работы программы не требуется выгружать весь сегмент, достаточно выгрузить его часть.

GDT и LDT таблицы

GDT таблица

GDT(глобальная таблица дескрипторов) — служебная структура данных в архитектуре x86, определяющая общие для всех задач сегменты. Её расположение в физической памяти и размер определяются системным регистром GDTR(GDTR (регистр глобальной дескрипторной таблицы) — специальный 48-битный регистр, который описывает местоположение и размер таблицы, содержащей дескрипторы).

Особенностью GDT является то, что у неё запрещён доступ к первому (то есть нулевому) дескриптору. Обращение к нему вызывает исключение, что предотвращает обращение к памяти с использованием незагруженного сегментного регистра.

LDT таблица

В отличие от GDT, LDT может быть много (соответственно количеству задач (потоков), но не обязательно). Каждая задача может иметь свою. На расположение таблицы текущей задачи указывает регистр LDTR((регистр локальной таблицы дескрипторов) — специальный 16-битный регистр, содержащий селектор сегмента LDT).

Доступ к сегментам

§ Каждый раз при выполнении команды процесса запрашиваемый уровень приоритета RPL сравнивается уровнем приоритета присвоенный сегменту DPL;

§  Доступ к сегменту разрешен если уровень привилегий, на котором в данный момент исполняется процесс (RPL – находится в виртуальном адресе) меньше либо равен уровню привилегий сегмента в таблице дескрипторов – DPL;

§ При мах (RPL) <= DPL –доступ разрешен.

35. Вычисление физического адреса памяти при сегментном распределении виртуальной памяти.

36. Сегментно - страничное распределение виртуальной памяти.

Данный метод организации виртуальной памяти направлен на сочетание достоинств страничного и сегментного методов управления памятью. В такой комбинированной системе адресное пространство пользователя разбивается на ряд сегментов по усмотрению программиста. Каждый сегмент в свою очередь разбивается на страницы фиксированного размера, равные странице физической памяти. С точки зрения программиста, логический адрес в этом случае состоит из номера сегмента и смещения в нем. С позиции операционной системы смещение в сегменте следует рассматривать как номер страницы определенного сегмента и смещение в ней.

37. Компоновка программы (статическая, динамическая -DLL).

Компоновка

Компоновщик - это программа, которая получает на входе набор объектных модулей, полученных после компиляции программы и генерирует на их основе загружаемый модуль для последующей передачи его загрузчику и загрузки в память.

Компоновка бывает статическая и динамическая.

Статическая компоновка (Редактор связей)

• Для перемещаемого загрузчика компилятор формирует относительные адреса. Каждый скомпилированный объектный модуль создается со ссылками относительно начала своего объектного модуля. Все эти модули объединяются в единый перемещаемый загружаемый модуль с адресами относительно начала единого модуля. Компоновщик, объединяя модули, пересчитывает относительные адреса.

• Компоновщик, который создает перемещаемый загрузочный модуль, называется редактором связей.

DLL

§ Динамически-загружаемая библиотека (DLL) – двоичный модуль операционной системы. Это отдельно откомпилированный исполняемый код, который подключается к приложению динамически на этапе его выполнения.

§ Преимущества использования динамических библиотек (по сравнению со статическим подключением подпрограмм на этапе сборки приложения) следующие:

1) Процессы, которые загрузили библиотеку по одному и тому же базовому адресу, пользуются одной копией их кода, но имеют свои собственные копии данных.

2) Модификация подпрограмм библиотек не требует повторной компиляции приложений до тех пор, пока остается неизменным формат их вызова.

3) Библиотеки обеспечивают также послепродажную поддержку. Например, дисплейный драйвер, предоставляемый библиотекой, может быть обновлен для того, чтобы поддерживать дисплей, который не существовал в момент продажи приложения.

4) Программы, написанные на разных языках программирования, могут использовать одну и ту же библиотечную функцию, если они следуют соглашению по вызову, предусмотренному функцией.

38. Понятие файла. Файловой система. Функции файловой системы.

Понятие файла

§ Файл – именованная область внешней памяти, в которую можно записывать или из которой можно считывать данные.

§ Цели использования файла: 

• -долговременное хранение информации

• -совместное использование информации

Файловой система

Файловая система – множество файлов, организованных по определенным правилам на внешнем носителе.

Эти правила определяют способы хранения (каталоги, разделы и т.д.) и доступа к файлам для получения необходимой информации, хранящейся в файлах.

Примеры: FAT, NTFS и др.

Одна и та же операционная система может работать с различными файловыми системами.

Функции файловой системы

Основные функции любой файловой системы нацелены на решение следующих задач:

· именование файлов;

· программный интерфейс работы с файлами для приложений;

· отображения логической модели файловой системы на физическую организацию хранилища данных;

· организация устойчивости файловой системы к сбоям питания, ошибкам аппаратных и программных средств;

· содержание параметров файла, необходимых для правильного его взаимодействия с другими объектами системы (ядро, приложения и пр.).

В многопользовательских системах появляется ещё одна задача: защита файлов одного пользователя от несанкционированного доступа другого пользователя.

39. Имена, расширения, атрибуты файлов. Типы файлов.

Имена, расширения, атрибуты файлов

Имена файлов

• Все ныне существующие операционные системы в качестве допустимых имен файлов позволяют использовать от одной до восьми букв. Многие файловые системы поддерживают имена длиной до 255 символов.

• Многие операционные системы поддерживают имена файлов, состоящие из двух частей, разделенных точкой. Та часть имени, которая следует за точкой, называется расширением имени файла и, как правило, несет в себе некоторую информацию о файле.

• К примеру файл a .zip — указывает на то, что этот файл был сжат программой zip.

Типичные расширения файлов