Koja je uloga operativnog sustava u prevođenju logičkih adresa u fizičke adrese?
1. Virtualno upravljanje memorijom :Operativni sustav implementira virtualnu memoriju, tehniku upravljanja memorijom koja programima omogućuje korištenje logičkih adresa koje su neovisne o stvarnim fizičkim memorijskim lokacijama. To stvara iluziju da svaki program ima svoj namjenski adresni prostor, iako više programa može biti pokrenuto istovremeno.
2. Tablice stranica :Operativni sustav održava tablice stranica, koje su podatkovne strukture koje mapiraju logičke adrese u fizičke adrese. Svaki unos tablice stranica (PTE) sadrži informacije kao što je broj okvira fizičke memorije gdje je pohranjena odgovarajuća logička stranica i razne zastavice koje označavaju dozvole pristupa i druga svojstva.
3. Prijevod adrese :Kada program upućuje na logičku adresu, jedinica za upravljanje memorijom (MMU), koja je hardverska komponenta, presreće pristup memoriji i pokreće proces prevođenja adrese. MMU traži odgovarajući PTE u tablici stranica koristeći logičku adresu kao indeks.
4. Translation Lookaside Buffer (TLB) :Za optimiziranje prijevoda adresa, operativni sustav koristi TLB, malu predmemoriju koja pohranjuje nedavno korištene PTE-ove. Kada se traži prijevod adrese, MMU prvo provjerava TLB. Ako se PTE pronađe u TLB-u, fizička adresa se dohvaća izravno, izbjegavajući potrebu za pristupom tablici stranica u memoriji.
5. Greške stranice :Ako tražena logička adresa nije pronađena u TLB-u ili je odgovarajući PTE nevažeći (zbog zamjene memorije ili drugih razloga), dolazi do pogreške stranice. Operativni sustav rješava pogreške stranice učitavanjem potrebne stranice s diska ili drugog medija za pohranu u fizičku memoriju i ažuriranjem PTE-a. Ovaj proces bi mogao uzrokovati smanjenje performansi zbog dodatnih diskovnih I/O operacija.
6. Zaštita i kontrola pristupa :Operativni sustav osigurava zaštitu memorije postavljanjem odgovarajućih dozvola u PTE-ovima. Sprječava programe od pristupa neovlaštenim područjima memorije, čime se održava integritet sustava i sprječavaju sigurnosne ranjivosti.
Upravljanjem virtualnom memorijom, održavanjem tablica stranica i izvođenjem prevođenja adresa, operativni sustav igra ključnu ulogu u premošćivanju jaza između logičkih adresa koje koriste programi i fizičkih adresa osnovne hardverske memorije. To omogućuje učinkovito korištenje memorije i osigurava da programi mogu ispravno pristupiti podacima i manipulirati njima tijekom izvođenja.