Адресное пространство

Поскольку адресное пространство представляет собой набор адресов , каждый из которых единообразно и четко отвечает (в адресном пространстве) на ( адрес может).

Примеры

Примеры адресных пространств - это набор всего:

Номера телефонов - например, адресное пространство в Германии, начинающееся с +49.
IP-адреса - например, адресное пространство IPv4 от 0.0.0.0 до 255.255.255.255
адреса адресуемой памяти в компьютере (см. ниже)
Адреса электронной почты из в домене - например , вся местная-часть @ de.wikipedia.org
Система доменных имен / полное доменное имя

Адресное пространство в информационных технологиях

Основная память в компьютерах управляются и решать с помощью адресов. Однако в современных компьютерах существует не просто одно адресное пространство; скорее, часто могут быть включены механизмы управления памятью, которые позволяют использовать разные адресные пространства. Отображение адреса адресного пространства в соответствующие ячейки памяти будет берутся по управлению памятью . Это отображение также может происходить в несколько этапов, так что адрес из адресного пространства отображается в адрес адресного пространства , и только адрес затем отображается в адрес ячейки памяти, которая должна быть адресована. Кроме того, преобразование адресов может изменяться во время выполнения, в результате чего одному и тому же адресу адресного пространства могут быть назначены разные ячейки памяти в разное время. ${\ displaystyle a}$ ${\ displaystyle A}$ ${\ displaystyle b}$ ${\ displaystyle B}$ ${\ displaystyle b}$

Общие адресные пространства памяти

В современных компьютерных системах u. а. используются следующие адресные пространства памяти:

Физическое адресное пространство

Физическое адресное пространство или пространство памяти - это набор всех адресов памяти, к которым может обращаться процессор . Размер этого адресного пространства ограничен количеством адресных строк процессора или системой управления памятью ( MMU ).

Как правило, физическое адресное пространство не просто отображается на доступную основную память . Определенные адресные области зарезервированы для специальных функций; они используются для связи с аппаратными компонентами (например, отверстие AGP для связи с графической картой ) или для доступа к энергонезависимой памяти (например, флэш-ПЗУ , содержащее BIOS ). Доступная в системе рабочая память ( RAM ) адресуется через адресные области между зарезервированными областями. В результате доступная основная память некоторых систем не может быть адресована через один непрерывный диапазон адресов, начинающийся с первого физического адреса. В зависимости от конфигурации системной памяти части физического адресного пространства не назначаются, т. Е. Не могут использоваться.

В прошлом переключение банков в виде расширений, таких как EMS, использовалось для расширения физического адресного пространства .

В дополнение к рабочей и программной памяти также важно адресное пространство ввода-вывода, в зависимости от компьютерной системы, поскольку может быть реализован ввод-вывод с отображением памяти или как изолированный ввод-вывод .

Линейное адресное пространство

В современных процессорах операционная система и MMU могут работать вместе, образуя виртуальное адресное пространство, непрерывное от первого до последнего линейного адреса. Это делается с помощью так называемого управления страницами . Это позволяет использовать линейное адресное пространство, которое может быть больше, чем количество ячеек рабочей памяти, фактически присутствующих в системе. В зависимости от процессора и его MMU линейное адресное пространство может даже превышать физическое адресное пространство (например, с PowerPC ).

Если управление страницами не поддерживается или отключено, физическое и линейное адресное пространство идентичны.

Логическое адресное пространство

С помощью сегментации операционная система и MMU делят линейное или (напрямую) физическое адресное пространство на сегменты и, таким образом, формируют логическое адресное пространство. Логические адреса состоят из двух частей: адреса сегмента и смещения. Адрес сегмента указывает, из какого сегмента линейного адресного пространства должен быть адресован адрес. Адреса смещения относительно начала сегмента, то есть ячейка памяти в сегменте, к которой нужно обратиться. Если указано только смещение, обычно подразумевается текущий сегмент («неявная адресация»).

Если сегментация памяти недоступна или деактивирована, логическое и линейное адресное пространство идентичны.

Более свежие операционные системы

В настольных или серверных операционных системах, таких как Microsoft Windows (из Windows NT ), Solaris или Linux (из версии ядра 2.6), линейные адресные пространства используются повсюду, за исключением процесса загрузки системы. Поскольку сегментация не может быть отключена на процессорах x86 в 32-битном защищенном режиме, здесь используется значительно упрощенное логическое адресное пространство, в котором сегменты программы, данных и стека распространяются на все линейное адресное пространство, начиная с наименьшего линейного адреса. . Это означает, что здесь тоже нет сегментации, а смещение и линейный адрес идентичны.

Старые операционные системы

Простые компьютерные системы (8-битные компьютеры 1970-х и 1980-х годов, сегодня только микроконтроллеры в самом низком ценовом сегменте) обычно вообще не поддерживают никакого реального управления памятью; все три именованных адресных пространства здесь идентичны. В 16-разрядных операционных системах семейства MS-DOS сегментация использовалась только как форма управления памятью; здесь физическое и линейное адресное пространство идентичны, логическое адресное пространство отличается. То же самое и с ранними версиями Microsoft Windows . Версии MS Windows 1990-х годов ( Windows 3.x , Windows 9x ) использовали сложную комбинацию сегментации и управления страницами; здесь во многих ситуациях все три упомянутых адресных пространства отличаются друг от друга.

Смотри тоже

Индивидуальные доказательства

↑ Адресное пространство Большой онлайн-лексикон информационных технологий. Проверено 16 февраля 2015 года.
↑ Герхард Век: Принципы и реализация операционных систем . Springer, 2013 ( онлайн-отрывок )
↑ Определение адресного пространства Эрланген-Нюрнбергский университет, кафедра компьютерных наук 4. Доступ 16 февраля 2015 г.

[1] Адресное пространство Большой онлайн-лексикон информационных технологий. Проверено 16 февраля 2015 года.

[2] Герхард Век: Принципы и реализация операционных систем . Springer, 2013 ( онлайн-отрывок )

[3] Определение адресного пространства Эрланген-Нюрнбергский университет, кафедра компьютерных наук 4. Доступ 16 февраля 2015 г.

Languages