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Virtuelle Speicherverwaltung

  • Ein Prozess sollte auch dann noch ablaufen können, wenn er nur teilweise im Hauptspeicher ist.
  • Wichtig ist, dass die Teile des Prozesses (Daten und Code) im physikalischen Speicher sind, die gerade benötigt werden.
  • Der Speicherbedarf eines Prozesses sollte größer als der physikalisch vorhandene Hauptspeicher sein können.

Ein Seitenrahmen versteht man einen zusammenhängenden Block von Speicherzellen des physikalischen Speichers.

Eine Seite ist ein Block von Speicherzellen des virtuellen Speichers. Blockgröße einer Seite ist Größe eines Seitenrahmens.

  • alle Seiten eines Systems haben stets die gleiche Größe

die Aufgabe der MMU besteht in der Umrechnung von virtuellen in physikalische Adressen

Seitentabellen

  • werden benötigt, damit MMU die Umrechnung einer virtuellen Adresse in eine physikalische Adresse vornehmen kann
  • Für jeden vom Betriebssystem zu verwaltenden virtuellen Adressraum gibt es jeweils eine zugehörige Seitentabelle
  • Jeder Prozess besitzt seine eigene Seitentabelle!

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  1. MMU prüft in der Seitentabelle des aktuellen Prozesses den Eintrag an entsprechenden Stelle aus der virtuellen Adresse.
  2. Ist P/A-Bit = false (0), kommt es zu Page-Fault (Seitenfehler)
    • Liegt daran, dass noch keine physische Seite eingelagert wurde
    • Die Seite muss vom DMA-Controller in den RAM-Speicher geladen werden
    • Ist der RAM bereits voll, kommen Seitenersetzungsverfahren ins Spiel.
  3. Ist das dann P/A-Bit = true (1), kann die Rahmennummer aus der Tabellenzeile entnommen werden. 
  4. MMU guckt sich sich bei 0000 das present absent bit an, weil es eine 1 ist, kann es umgerechnet werden 
  5. wird im RAM bei 001 abgespeichert
  6. wenn die fetch Phase beendet ist, wird der PC um 1 hochgesetzt und auf 0000001 gesetzt 
  • so viel wie in Seitenrahmen reinpasst muss der DMA-Controlller kopieren
  • bei Pagefault wird der Prozess auf blocket gesetzt, da er so nicht weiterarbeiten kann
  • wenn alle Daten im Ram sind wird ein Interrrupt eingestellt und es geht auf Ready
  • Prozess kann mit den Daten im Ram arbeiten und wenn Sceduler den Prozess wieder nimmt geht es wieder in Running

KONTEXTWECHSEL

  1. Wert des PC wird überschrieben mit Wert vom virtuellen Speicher B
  2. In Seitentabelle wird gesehen das absent 0 ist ->Seitenfehler -> muss in Ram eingelagert werden (egal welche Stelle)
  3. Present wird zu Absend
  • in 111 wird der Wert des PC gespeichert

DLL Datein sorgen dafür, dass weniger Speicher gebraucht wird

 

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