Материал: ЛР 4 АРХИТЕКТУРА ПАМЯТИ WINDOWS

Лабораторная работа№

5

АрхитекпамятиWindowsура

Цельработы:

получепрактическихнавыкиепоиспользованию

Win32 API для

исследованияпамятиWindows

Типыпамяти

В Windows реалсивиртуальностемазована

й

памяти,основаннаямоделипло

ского

(лин ейадресного) пространства,кот дляздкаждогояпроцессаетиллюзиюогромного

закрытогоадреснпространства.Виртуальнаягопамятьформилогическоеп уетедставление

памяти,котонесржетоответствоватьфизическо

й структуре.Вовремявыполне

ниядиспетчер

памяти —приподдержкеоборудования

—транслиотоб( )виртуальныеуетажаадресат

физические,гдефактическихранятсяданные.Управляязащито

й иотображениемадресов,ОС

можпредотвращатьстолкновеотдельпроцилнеиыхссоврезаписьданя

ныхОС.

Таккаквбольшинствесистемобъемфизическо

й памятигораздоменьшесуммарно

го

объемавиртуально

й памяти,используемо

й работающипроцессами,диспетчерпа яти

переновыгружает( )частьитодержпамятина.Выгрузкаскмогодан

ныхнадиско

свобождает

физипамять,ческуютобыонамоглаисподлдругьзоватьяпроцессовисамолихя

й ОС.Когда

потокбращаетсяповиртуальвыгруженномуадресу, диска,диспетчервиртуально

й памяти

подгружаетинформациюобрав сдискамятьно.

Нарис. 1

.1

продемонстрированоиспользованиевир

туальной памятидвумяпроцессами;

частипамятиотображвфизическпаОЗУмятьются(),адрчастиувыгружаютсягиенадиск.

Обративниманиенато,чтопрерывныеблокивиртуально

й памоягуттображатьсяив

несмежныеблокифизическо

й памяти.Этиблокиназывстр,аихютсяразмерницамипо

умолчаниюсоставляетКба4

йт.

Рис. 1 .1

Размервиртуальадреспространогоизмевзависимостинстваяетсяотаппа

ратной

платформы.В 32

-разрядныхплатформах86общее

виртуальноеадрес

ноепространство

ограниченотеоретическиммаксимумомГба4

йт.Поумолча

нию Windows выделяетнижнюю

половинуадресногопрост(отанстваеса0

x80000000 до OxFFFFFFFF) процессамдляих

собственной закрытой памяти,верхнююполовину

(адресаот0

x80000000 до OxFFFFFFFF) —для

собственногозащиспользованиященногопамяОС.От нижнбражения

й половины

изменяютсявсоответствиивиртуальадреспространствомнымтекущегопроцесса,но

отображенияверхне

й половиныбольшинстве(

случаев) всегдасостоятизвиртуально

й памяти

ОС.

Windows

поддепарвремениживаетаметзаг,коузкиыпредоставляюторыепроцессам,

выпослняющимобпоразомымпрограммыеченные,возможностьиспользоватьдоГба3

йт

закрытогоадреснпростр, гоанства

ляяГба1

йтдляОС.Нарис. 1.

2 изображеныдве

типичныеструктурывиртуальадреспространстваного,поддерживаемые32

-разрядными

версиямиWindows.

Рис. 1Типичная.2структура. виртуальадреспространстваного32

-разрядныхверсия

Windows

Рис. 1Типичная.2структура. виртуальадреспространстваного64

-разрядныхверсия

Windows

Физическаяпамять

- этореальныемикросхемы

RAM,устанвкомпьютеревленн.Каждый

байтфизическойпамятиимеетадр,которыйеский

представляетсобчислоотнуляй

числанаединицуменьшего,чемколичествобайтовфизическойпамяти.Например,ПК

установленнымиМб64

RAM,имеетфизичадрН00000000ес&киеа

-&Н04000000в

шестнадцаси числентем, вдесятичнойричнойстеме

будет0

-67 108 863.

Физическпамятьвотличие( фподкачкияйлавиртуальнойпамяти)является

исполняемой,тоестьпамятью,изкот читатьройжновк центторуюп оцессоральный

можетпосредствомсистемыкомандзаписыватьданные.

Виртуальнаяпамя

ть

Виртуальнаяпамять(

virtual memory) - этопростонабчисел,котргокакврыхорят

виртуальныхадресах.Программистможетиспользоватьвиртуальныеадреса,но

Windows не

способнаэтимадрепосресамобращатьсякданнымственно,посколькутакойадр

есне

являетадреальногофизическогояомзап устрмин,каквослучаеющегойствафизических

адресови файлаподкачки.Длятогочткодсвиртуальнымибыадресамиможнобыл

выполнить,такиеадресадолжныбыотображеныьнафизичадр,покескиеа

оторым

действительномогутхранитьсякодыданные.Этуоперациювыполняетдиспетчервиртуальной

памяти(

Virtual Memory Manager - VMM)Операционная. система

Windows обозначаетнекоторые

обласпамятивиртуальнойкакобласти,ккоторымжнобратитьсяиз

программ

пользовательскогорежима.Всеостобластильныеуказываютсякакзарезерв.Какированные

облпадоступнымятисти,акакиезар ,зерависитотверсииировоперационнойсистемыны

(Windows 9x или Windows NT).

Страничныеблокипамяти

Какизвестно,на

именьшийадресуемыйблокпамяти

- байт.Однакосамаленькимымблоком

памяти,которымоперирует

Windows VMM,являетсястрапамяназываемая, ицатакжеи

страничнымблокомпамяти.Накомпроцессорамиьютрах

Intel

объемстраничногоблока

равенКб4.

Памятьфайлаподкачки

Страничнфайл,которназтакжеыфйвйподкачкийломется

,

в Windows находится

жесткомдиске.Онисподхранляьзуданиепрограммнтсяияыхточнотакже, иакфизическая

память,ноегообъемобычнопревышаетобъемфизическойпамяти

. Windows используетфайл

подкачкиилифайлы( ,ихможбытьнесколько)дляхраиненияформации,котораяне

помещаетсяв

RAM,производя,еслинужно,обменстраницмеждуфайломподкачки

RAM.

Такимобразом,диапазонвиртуальныхадресовскореесогласуется

адресамивфайле

подкачки,чемсадресамиф зичеспамяти.Когдатакоесоглайдостигается,ование

говорят,что

виртуальадресаспроециронфайлыеподкачки,илияваныляютсяпроецируемыминафайл

подкачки.

Наборвиртуальныхадресовможе

тпроецироваться

нафизическуюп

амять,файлподкачки

илюбойифайл.

Адресноепространпроцессатво

КаждыйпроцессWin32получаетвиртуальноеадресноепрос

транство,

объемкоторогоравен

4Гб.Такимобразможет,кодпр цессассылатьсян

адресаН&00000000по&HFFFF

FFFF

(илиспо02

32 - 1 = 4 294 967вдесятичн295си числентеме)Конечно. ,йтаккаквияртуальные

адреса - этопросточисла,заявлениетом,чтокаждыйпроцеполучаетсвсбс венное

виртуальноеадресноепространство,

выглядитдовольнобессмысленным

. Темменее,это

утверждениедолжноозначать,чтWindowsвидитникакойвзаимосвязитом,чтопроцесс

А,ипроцессВиспользуютодинтотжевиртуальныйадрес,например&Н40000000Вчастности, .

Windowsможетсопос

тавитьили(несопост)виртуалдресамвитькаждогопроцессанымразные

физичадр. ескиеа

Структураадресныхпространств86

Каждстрвиртуаницаяльно

адресногопространстваможетнаходизтрехномиться

состояний:

файлеподкачкииливфайле,

тображаемомвпамять;

LPVOID VirtualAlloc(

LPVOID IpAddress,

//Адресрезервилвыделяемойируемойобласти.

DWORD dwSise,

//Объемобласти.

DWORD flAllocationType,

//Типраспределения.

DWORD flProtect

//Типзащитыотдоступа.

бытьвыделенаприследующвызэтовем

йжефункции;