Animation von Techniken in virtuellen Speichern

(Prof. Dr. C. Vogt, Institut für Nachrichtentechnik, FH Köln)

Die Animation der Techniken von virtuellen Speichern stammt aus dem Softwarepraktikum des Studiengangs Technische Informatik (Information Engineering) im Wintersemester 2008/2009.
Sie wurde von den Studenten Aniruddha Brahm, Nkitizita Mambeko, Michael Matthies und Maik Stopa erstellt.

Zweck des virtuellen Speichers

Betriebssysteme bieten jedem Prozess einen großen virtuellen Speicher, auf den er direkt zugreifen kann und der von anderen Prozessen abgeschottet ist. Bei einem Speicherzugriff wird eine virtuelle Adresse in eine reale Adresse des Hauptspeichers oder der Festplatte umgewandelt. Ein virtueller Speicher ist entweder segment- oder seitenorientiert.

Segmentorientierter virtueller Speicher

Ein segmentorientierter virtueller Speicher besteht aus einer Menge von Segmenten, die unterschiedlich groß sein können. Die Segmente werden in einer Segmenttabelle verwaltet, die für jedes Segment die folgenden Informationen enthält:

  • die Segmentnummer
  • die Zugriffsrechte
  • die Länge des Segments
  • ein Valid-Bit, das anzeigt, ob sich das Segment im Hauptspeicher oder auf der Festplatte befindet
  • die reale Adresse im Hauptspeicher oder auf der Festplatte

    • Seitenorientierter virtueller Speicher

    Ein seitenorientierter virtueller Speicher ist eine endliche Folge von Speicherzellen, die zu Seiten gleicher Länge zusammengefasst sind. Die Seiten werden in einer (oder mehreren) Seitentabellen verwaltet, die für jede Seite die folgenden Informationen enthalten:

  • die Seitennummer
  • die Zugriffsrechte
  • R/M-Bits, die gesetzt werden, wenn ein Lese- bzw. Schreibzugriff auf die Seite stattfindet
  • ein Valid-Bit, das anzeigt, ob sich das Segment im Hauptspeicher oder auf der Festplatte befindet
  • die reale Seitennummer im Hauptspeicher oder Blocknummer auf der Festplatte

    • Die Animation

    Ein Java-Applet animiert die Funktionsweise der Techniken. Es bietet verschiedene Benutzungsmöglichkeiten:

    Dabei kann man entweder bestimmte Größen, wie z.B. die Hauptspeichergröße, die Anzahl der Segmente, etc. selbst bestimmen, oder diese über ein Template laden. Die Umrechnung einer virtuellen Adresse in eine reale Adresse kann man mit einem Control-Panel schrittweise verfolgen.

    Mehr Informationen findet man im Benutzerhandbuch.

    © 4.3.2009 Prof. Dr. Carsten Vogt - Kommentare sind willkommen.