Logická organizace paměti

Logická organizace pamětiLogická organizace paměti – jsou pravidla, kterými se řídí přidělování paměti

Paměť využívají :• uživatelské aplikace

• operační systém

• BIOS HW zařízení

• I/O zařízení (adresy)

Logická organizace pamětiPaměť je rozdělena na tři základní části, definované IBM při konstrukci PC-XT.Dnes je struktura pozměněna, ale základní definované oblasti paměti mají stále stejný význam :

• Konvenční paměť (Conventional Memory) 0 – 640 KB.

• Rezervovanou paměť (Reserved Memory) 640 – 1MB.

• Paměť nad 1 MB

Konvenční paměť 0 – 640 KB

Paměť je rozdělena na dvě části:

• oblast vstupně/výstupních adres.

• oblast určenou pro práci programů.

Konvenční paměť 0 – 640 KB• Paměť I/O adres (0 – 1 KB) – jedná se o prostor

určený pro vstupně/výstupní adresy pomocí kterých komunikuje mikroprocesor s okolím.

• Každá část PC má přidělenu I/O adresu, přes níž posílá svá data mikroprocesoru • Přidělování adres I/O se řídí přesnými

pravidly: • adresy od 000000 do 0FF – pro díly základní

desky • adresy od 100 do 3FF jsou určeny pro

rozšiřující desky

• Dvě zařízení nemohou využívat stejné adresy, mikroprocesor by nevěděl s kterou periferií komunikuje

• Při rozšíření počítače o novou desku nutno zadat originální DMA, IRQ a adresu I/O

Konvenční paměť 0 – 640 KBProgramová část konvenční paměti (1 KB - 640 kB):

• Sloužila pro MS DOS a 16 bitové programy, pro 32bitové OS nemá tato paměť význam

• Do paměti se načítaly také rezidentní programy a ovladače zařízení.

Rezidentní programy – jsou v paměti trvale a nahrával je tam sám uživatel

• Ovladače zařízení – ovladače určené pro hardwarová zařízení – např. CD, myš…, spouštěly se pomocí příkazů v config.sys

Ve Windows se načítají pomocí registrů

Rezervovaná paměť od 640 KB - 1 MB• Adresy této logické části paměti (od 640 KB - 1

MB) jsou rezervovány pro technické prostředky počítače. V rezervované paměti neumějí pracovat žádné programy (nepoužívají její adresy).

Je rozdělena do tří částí:• Na začátku paměti je vymezený prostor pro

grafický adaptér, adresy A0000 – C7FFF.

• Poté je prostor určený pro BIOS jiných komponent (jsou umístěny na rozšiřujících kartách)

• Na konci paměti je prostor pro systémový BIOS, adresy F0000 - FFFFF

HMA High Memory Area

• HMA je prvních 64 KB paměti nad jedním MB.

• Tuto paměť dokážou používat některé programy běžící pod MSDOS a také sám operační systém DOS, čímž se opět ušetří nějaká ta desítka KB v konvenční paměti.

Paměť nad 1 MB• Programy OS DOS mohly používat

paměť nad 1024 kB prostřednictvím speciálních programů – paměťové manažery.

• Byli definovány dva principy:

• stránkové manažeryEMS(Expanded Memory Specifikation) neboEMM (Expanded Memory Manager). Např. EMM386.EXE

• nestránkové manažeryXMM (eXtended Memory Manager). V DOSu se jmenoval HIMEM.SYS

Stránková paměť (EXPANDED – rozšířená)

• Byla zavedena jako první a dnes se příliš nepoužívá.

• Paměť nad 1 MB se rozdělila na stránky a do rezervované paměti se umístil přepínač (page frames), který požadavek "přeposílal výš".

• Přepínání adres zajišťoval program - stránkový manažer, označovaný EMS (Expanded Memory Specifikation) nebo EMM (Expanded Memory Manager). Např. EMM386.EXE

Nestránková paměť (EXTENDED – prodloužená)

• Její použití bylo umožněno rozšířením adresové sběrnice u PC-AT.

• Bylo možno generovat více adres, a proto není třeba používat stránky a přepínače pro přístup do paměti nad 1 MB.

• Přímé adresování zajišťuje XMS (eXtended Memory Specification) někdy označovaný XMM (eXtended Memory Manager)

Práce s pamětí ve Windows

• OS Linux i Windows podporují multitasking = zpracování více programů současně

• Jde o jednu z technologií pro práci s operační pamětí.

• v praxi se multitasking realizuje velmi rychlým přepínáním mezi běžícími programy

• každý z programů dostává část mikroprocesorového času

• Existují dva základní způsoby: • Kooperativní multitasking

• Preemptivní multitasking

Kooperativní multitasking

• Čas procesoru je operačním systémem přidělen jednomu programu v držení tak dlouho, dokud jej sám nevrátí zpět operačnímu systému, ten jej pak přiděli jinému programu

• program však nemusí procesorový čas vrátit v dostatečně krátkém časovém úseku, což působí dojmem, jako by ostatní programy nepracovaly.

• horší případ nastane ve chvíli, kdy program vůbec nevrátí řízení času procesoru (např. zhavaruje) => tato situace vede k havárii celého systému, tímto způsobem pracují 16bitové programy napsané pro Windows 3.x

Preemptivní multitasking

• Jedná se o spolehlivější multitasking

• čas procesoru je přidělen programu pouze na určitou dobu, po jejím uplynutí jej sám operační systém programu odebere a přidělí jinému programu => nemohou tak nastat stavy kooperativního multitaskingu

• tímto systémem pracují 32bitové OS Windows 98 až XP, W7