Задача перемещения информации

При перемещении информации рассматриваются два АП: АП оперативной памяти и АП архивной среды хранения.

Задача рассматривает процедуру переноса информации из АСХ в ОП и обратно.

При перемещении информации в АХ выбирается та часть информации, которая принадлежит виртуальной странице или сегменту. Эта информация перемещается из архивной среды в соответствующий физический сегмент (страницу) ОП. Страница в ОП выбраны уже в результате решения задачи размещения.

Обратная задача – перемещение информации из ОП в АСХ. Это задача возникает в том случае, если по каким-либо причинам в ОП необходимо освободить какую-либо страницу или сегмент. Будет рассматривать логические основы решения задач перемещения.

Не существует единой (универсальной) схемы распределения адресного пространства АСХ. Схемы могут рассматриваться различные, но все схемы должны отвечать определенным требованиям:

1. Архивная среда хранения не должна накладывать какие-либо дополнительные ограничений на пользователей и прикладные решения. Другими словами, в АСХ должны размещаться все объекты ВАП и вся сопутствующая служебная информация.

2. Работа с АСХ считается длинной операцией со сравнению с операциями в ОП (АСХ основана на внешних запоминающих устройствах). Поэтому при работе с АСХ разработчики стараются минимизировать количество обращений к внешним устройствам.

3. Поскольку ресурс внешних запоминающих устройств (велико конечно) ограничен, структура данных должна отвечать некоторым требованиям экономии места.

АСХ вместе со всем АП поддерживается средствами файловой системы (файл подкачки виртуального пространства, свап-файл). Данный файл имеет специальную структуру и предназначен для хранения все информации (пользовательской, служебной и так далее), которая содержится в ВАП.

АП АСХ, как правило, описывается в терминах файловой системы и включает в себя все возможные файловые адреса, а так же структурные объединения этих адресов.

Как правило, во всех ОС используется трехуровневая схема структуризации архивного адресного пространства:

· Описывается в терминах ОС (файловой системы)

· Каждый уровень адресов реализуется собственными алгоритмами распределения АП.

Трехуровневая схема

Файл

1. Блок1 – Блок 2 – Блок3

2. Страница 1 – страница 2 Страница 3-страница 4. Страница 5-страница 6 (подчиняются блокам).

3. Минимальные единицы адресации в данной ФС – сектор и прочее (подчиняется страницам)

АП АСХ – это логически непрерывная последовательность пронумерованных блоков информации (логические блоки, математические блоки). Каждому блоку соответствует равный по длине набор адресов. Логически смежные блоки в физическом АП могут находиться в различных областях памяти. В некоторых случаях даже на различных запоминающих устройствах (например у Unix).

Первый уровень: свап-файл – последовательность смежных блоков. Количество блоков во времени может быть переменным. Во избежание коллизий в каждом блоке поддерживается резерв свободных адресов (мест). Управление файлов на этом уровне осуществляется двумя компонентами: средствами ФС и поддерживается специальными процессами ОС, которые активизируется, если запас свободных мест становиться меньше некоторого определенного значения. ТО есть на первом уровне блок – это единица взаимодействия между хранением информации и ФС.

Второй уровень: свап-файл разбивается на совокупность более детальных (мелких) элементов – страницы. При этом каждый блок разбивается на одинаковое количество страниц. Нумеруются в одном порядке для всех блоков. Элементы второго уровня являются основной единицей измерения АП АСХ. Выделение непрерывной области при заполнении АСХ осуществляется страницами (то есть элементами второго уровня). Страницы одного блока – смежные области.

Как осуществляется учет свободных и занятых страниц:

1. Используется двоичный вектор длиной в количество страниц. Каждый разряд характеризуется занята или незанята страница

2. Байтовый вектор (8 разрядов). Учитывается количество свободных элементов на третьем уровне, которое относится к данному листу.

3. Для каждого процесса, существующего в данный момент в системе), заводятся таблицы. Таблица содержит информацию о всех структурах, которые закреплены за процессами. Именно на эту таблицу ссылаются указатели, которые содержаться в блоке пи-с-би.

Алгоритм для распределения пространства:

1. Выбирается блок, который имеет свободную непрерывную область, которая обеспечивает потребность.

2. Если блоков с такими показателями существует несколько, выбирается тот блок, который является самым загруженным.

Если такого блока нет, то создается новый блок.

Третий уровень: рассматриваются как совокупность минимально адресуемых единиц информации. Если страница позволяет дописывать адреса, то алгоритм распределения следующий:

1. Выбирается страница у описанного выше алгоритма. Распределение пространства третьего уровня осуществляется по алгоритма ВАП (смотри выше – Алгоритм без переиспользования). В каждом элементе второго уровня учитывается свободное незанятое пространство (состоит из смежных секторов).

2. Новые сектора или кластера всегда распределяются от свободного пространства. При этом незанятые секторы могут содержать псевдонезанятое пространство, не используемое, пока страница не переполнена.