Сегментная виртуальная память
Рисунок 5.2. Сегментная виртуальная память
Такая адресация реализуется аппаратно. Процессор имеет специальное устройство, называемое диспетчером памяти или, как его называли в старой русскоязычной литературе, УУП (Устройство Управления Памятью, ср. MMU — Memory Management Unit). В некоторых процессорах, например в MC68020 или MC68030 или в некоторых RISC-системах, это устройство реализовано на отдельном кристалле; в других, таких как х86 или современные RISC-процессоры, диспетчер памяти интегрирован в процессор.
В PDP-11 сегментов всего восемь, поэтому дескрипторы каждого из них размещаются в отдельном регистре (на самом деле, регистров не восемь, а шестнадцать — восемь для пользовательского адресного пространства и восемь для системного). На 32-разрядных машинах количество сегментов измеряется тысячами, а страниц — иногда и миллионами, поэтому приходится прибегать к более сложной схеме.
Диспетчер памяти содержит регистр — указатель на таблицу трансляции. Эта таблица размещается где-то в ОЗУ. Ее элементами являются дескрипторы каждой страницы/сегмента. Такой дескриптор содержит права доступа к странице, признак присутствия этой страницы в памяти и физический адрес страницы/сегмента. Для сегментов в дескрипторе также хранится его длина.
Большинство реальных программ используют далеко не все адресное пространство процессора, соответственно таблица трансляции не обязательно держит все допустимые дескрипторы. Поэтому практически все диспетчеры памяти имеют еще один регистр — ограничитель длины таблицы трансляиии. Страницы или сегменты, селектор которых превосходит ограничитель, не входят в виртуальное адресное пространство процесса. Как правило, диспетчер памяти имеет также кэш (cache) дескрипторов — быструю память с ассоциативным доступом. В этой памяти хранятся дескрипторы часто используемых страниц. Алгоритм доступа к памяти по виртуальному адресу page: off set состоит из следующих шагов (Рисунок 5.3).
