Toshkent axborot texnologiyalari universiteti u. R. Xamdamov, dj. B. Sultanov, S. S. Parsiyev, U. M. Abdullayev operatsion tizimlar

Sahifali xotira
Yuqorida tavsiflangan sxemalarda xotiradan samarali foydalanilmaydi, shuning uchun ham xotirani taqsimlashning zamonaviy sxemalarida jarayonni operativ xotirada uzluksiz blok sifatida joylashtirish ko‘zda tutilmagan. Zamonaviy operatsion tizimlarda, vazifani asosiy xotiraga yuklashdan oldin u sahifalar (Pages) deb nomlangan qismlarga bo‘linadi.
Sahifali xotira - bu xotirani boshqarish usuli bo‘lib, unda jarayonning manzil maydoni bir xil hajmdagi sahifalar deb ataladigan bloklarga bo‘linadi (hajmi 2 daraja, 512 dan 8192 baytgacha). Jarayon hajmi sahifalar soni bilan o‘lchanadi. Xuddi shu tarzda, asosiy xotira doimiy o‘lchamdagi (fizik) xotiraning kichik bloklariga bo‘linadi, ular kadrlar deb nomlanadi va asosiy xotirani optimallashtirish va tashqi qismlarga bo‘lmaslik uchun kadr hajmi sahifa o‘lchamiga teng bo‘lib qoladi.
Xotirani sahifali tashkil etishda eng oddiy va eng keng tarqalgan usul (yoki paging), xotiraning ham mantiqiy manzilli maydoni, ham fizik maydonini bir xil o‘lchamdagi sahifa va bloklar to‘plami ko‘rinishida tashkil etishdir. Bunda mantiqiy sahifalar (page) yuzaga keladi va ularga mos fizik xotira birliklari - fizik sahifalar yoki sahifa kadrlari deb ataladi (page frames). Sahifalar (va sahifa kadrlari) odatda 2 sonini darajasidan iborat bo‘lgan belgilangan qat’iy uzunlikka egadir va ular bir-biri bilan kesishmaydi. Har bir kadr ma’lumotlarning bir sahifasini o‘z ichiga oladi xotirani bunday tashkil etishda tashqi bo‘linish (fragmentatsiya) bo‘lmaydi va ichki bo‘linishdan kelib chiqadigan yo‘qotish faqat oxirgi sahifalardan kelib chiqadigan yo‘qotish bilan chegaralanadi.
Sahifali tizimda mantiqiy manzil - tartiblangan juftlikdan (p, d) iborat, bu yerda p virtual xotira sahifasi tartib raqami, d esa bu sahifa doirasidagi element o‘rnini bildiradi. Manzil manzilini sahifalarga bo‘lish xisoblash tizimi tomonidan, dasturchi aralashmagan holda amalga oshiriladi. Shuning uchun ham, manzil, operatsion tizim nuqtai nazaridangina ikki o‘lchamlidir, dasturchi nuqtai nazaridan esa jarayon manzili chiziqli hisoblanadi.
Yuqorida keltirilgan sxema, jarayonlarni to‘liq joylashtirish uchun kadrlarning uzluksiz sohasi yetarli bo‘lmagan hollarda ham, jarayonni yuklash imkonini beradi. Ammo, bu sxemada manzilni translyatsiyalash uchun bitta asos registri yetarli emas. Mantiqiy manzillarni fizik manzillarda aks ettirish, mantiqiy sahifalarni fizik sahifalarda aks ettirishga keltiriladi va operativ xotirada saqlanadigan sahifalar jadvalidan iborat bo‘ladi. Ba’zida, sahifalar jadvali – jadval ko‘rinishidagi chiziqli bo‘lakli funksiya ham deyiladi. Mantiqiy manzilning bog‘lanishi 3.15-rasmda ko‘rsatilgan.
Bunda bajariladigan jarayon v = (p, d) mantiqiy manzilga murojaat qiladi, va aks ettirish mexanizmi sahifa tartib raqami r ni sahifalar jadvalidan qidiradi, bu sahifa r* sahifa kadrida joylashganligini aniqlaydi va real manzil r* ni d ga aylantiradi.
Xotirani sahifali tashkil etish (Paging) deyarli barcha operatsion tizimlarda ishlatiladigan eng keng tarqalgan xotirani boshqarish algoritmidir.
Sahifalar jadvali (page table) protsessorning maxsus registrida manzillashtiriladi va kadrlar raqamini mantiqiy manzil bo‘yicha aniqlashga yordam beradi.
Bu asosiy masaladan tashqari sahifalar jadvali qatorida yozilgan atributlar yordamidan aniq sahifaga murojaat nazorati va uni himoyasini tashkil etish mumkin.

3.15- rasm. Xotirani sahifali tashkil etishda mantiqiy va fizik manzillarning bog‘lanishi

3.16- rasm. Sahifani tashkil qilishga misol