Betriebssysteme Prüfung Speicherverwaltung / Adressraum

[domi]

Das kann doch wohl nicht so kompliziert sein...

Hab da aktuell meine Probleme mit den Begriffen "Seiten, Seitenlänge, Seitenrahmen, Offset und Adressraum"

Bitte werft einen Blick auf meine Fragen bzw. Definitionen:

Der virtuelle Adressraum wird in mehrere Seiten aufgeteilt. Jede dieser Seiten enthält etliche Speicherfelder, in denen letztlich meine Daten abgelegt werden. Später entspricht dann der Offset der Seiten!? Die Seitengröße kann in 512 Byte bis 4 MB große Stücke, also mögliche Speicherfelder, eingeteilt werden. Wozu braucht man nun den Seitenrahmen? Oder meint Seitenrahmen nur den Begriff, mit dem der physikalische Speicher gemeint ist. Somit würde ich verstehen, dass eine Seite den Bereich im virtuellen Speicher abbildet und der Seitenrahmen letztendlich der physikalische Speicher ist, in dessen die Werte vom virtuellen Speicher liegen.
In dem Beispiel aus LM1 S.48 wird ein 32Bit Adressraum verwendet für einen 1MB Speicher. Die Größe der Seiten und der Seitenrahmen beträgt 4KB - also Größe der Unterteilung vom virtuellen Speicher gleich Größe der Unterteilung vom physikalischen Speicher - d.h. ich hab 256 Seiten!? Jetzt gehts mit dem Adressbereich weiter. Warum hat meine virtuelle Adresse denn 32 bit und die physikalische nur 20 bit? Ich meine jetzt, dass der Offset direkt meine Speicherfelder symbolisiert und die virtuelle Adresse nur eine Art Bezugsadresse für den Offset (Speicherfelder) ist. Warum hat in diesem Beispiel die Seitenersetzungstabelle 1.000.000 Einträge - etwa weil der virtuelle Adressraum 2^20 ist und die Seitenersetzungstabelle alle evtl. Bezüge beinhalten muss? Was passiert mit der Differenz vom virtuellen zum physikalischen Adressraum (2^20 - 2^8.) Muss dafür die Festplatte herhalten?

Vielleicht findet ihr noch eine wesentlich einfachere Erklärung zu dem Beispiel!?

Schon ma vielen Dank im Voraus :)

 

[domi]

AW: Betriebssysteme Prüfung Speicherverwaltung / Adressraum

Die passende Antwort: 8)

Also es ist so, dass der virtuelle Speicher (Adressbereich) in gleich große Stücke unterteilt wird. Diese Stücke nennt man auch Seiten. Der physikalische Speicher hingegen wird zwar auch in gleich große Stücke unterteilt, jedoch bekommen diese Stücke einen anderen Namen - man nennt sie Seitenrahmen bzw. Kacheln. Eine Seite vom virtuellen Speicher paßt genau in einen Seitenrahmen vom physikalischen Speicher rein. Die Zuordnung von Seite zum Seitenrahmen erfolgt in der Seitentabelle. Angenommen wir haben nen 32 Bit Adressraum zur Verfügung und ne Seitenlänge von 4KB, brauchen wir alleine 12 (2^12=4096) Bit für die Seitenlänge. Das bedeutet dann, dass wir 32bit-12it=20Bit zur Adressierung der Einträge zur Verfügung haben. Ingesamt können wir damit 2^20 = irgendwas mit 1er Millionen Einträge zuordnen. So nun zum Begriff Offset. Dieser ist der hintere Teil in einem Seitentabelleneintrag, also die 12 Bit. Die ersten 20 Bit bilden den Referenzeintrag zur Seitentabelle. Die 20Bit werden genommen um die entsprechende Zeile in der Seitentabelle zu bekommen. Insgesamt kann die Seitentabelle bei unserem Beispiel ja 1 Million Zeilen haben. Jetzt haben wir also die Zeile der Seitentabelle ermittelt und diese verweist uns auf den physikalischen Seitenrahmen. Der Offset (die letzten 12 bits) wird vom virtuellen zum physikalischen eins zu eins übernommen und mit dem ermittelten Eintrag aus der Seitentabelle kombiniert und dadurch erhält man die physikalische Adresse. Das war die Umsetzung der virtuellen zur physikalischen Adresse.

- Domi

 

[Preuss]

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Huhu,
seh ich das richtig das das MMU gleichzustellen ist mit der Seitenersetzungstabelle?

LG, Dani

 

[domi]

AW: Betriebssysteme Prüfung Speicherverwaltung / Adressraum

Die MMU übersetzt die Anfrage von virtueller Adresse in die physikalische Adresse. In heutigen Prozessoren ist die MMU Bestandteil der Prozessorhardware. Die Seitenersetzungstablle enthält die Zuordnung der virtuellen Seiten zu den physikalischen Seitenrahmen und wird durch das Betriebssystem für jeden Prozess neu angelegt.

Grüße, Domi

 

[domi]

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Ergänzung: Die Seitenerstetzungstabelle ist Bestandteil der MMU.