記 憶 管 理（１）

オペレーティングシステム第 9 回

記 憶 管 理 と は プログラムの実行開始時に必要なメモリを割

り当てる

実行終了時にメモリを解放する 別のプログラムに割り当てられるように

するため

他の機能もある

大 き な 問 題 プログラムを実行するためには，メモリに格

納する

メモリの大きさよりも，大きなプログラムを実行することはできない

メモリを大きくしても，それより大きなプログラムを実行したくなる

よ く 考 え て み る と プログラム全体をメモリに格納する必要はな

い

プログラムを分割し，実行するのに必要な部分のみをメモリに格納 必要ない部分はディスクなどの補助記憶装

置に格納 実際には，全体をディスクに格納しておき，

必要になった部分だけをメモリに格納する

オ ー バ レ イ（１） プログラムの分割方法や，実行に必要な部分

の指示を利用者（プログラマ）が行う

overlay 重ね割付け

オ ー バ レ イ（２） A ， B ， C ， D の 4

つの部分（モジュール）からなるプログラム

プログラムの実行開始→ A から

A が B を呼び出す B が終了→ A に戻る

（ B は不要になる）

A が C を呼び出す C が終了→ A に戻る

（ C は不要になる）

A が D を呼び出す D が終了→ A に戻る A が終了→プログラ

ムの終了

オ ー バ レ イ（３） A が B を呼び出すときに， B をメモリに格

納する

メモリを読み込む単位をオーバレイセグメントと呼ぶ 先の例では，モジュール＝オーバレイセグ

メント いくつかのモジュールをひとつのオーバ

レイセグメントとする場合もある

オ ー バ レ イ（４）この大きさのメモリがあれば，実行でき

る

オ ー バ レ イ（５） プログラムの分割と必要な部分の指示はプロ

グラマが行わなければならない

プログラムのことは，プログラムを作った者がよく知っているはず

しかし，易しいことではない

仮 想 記 憶（１） プログラムの分割，メモリへの読み込みを自

動的に行う オペレーティングシステムが行う

実際のメモリよりも，大きな仮想メモリ（仮想記憶）があるようになる

プログラマにメモリの大きさを意識させない

重要！！！

仮 想 記 憶（２） プログラムが格納さ

れている仮想記憶を一定の大きさのページに分割 ページの大きさを

4096 バイトとする

物理的記憶装置（メモリ 実記憶）も同じ大きさのページ枠（ブロック）に分割

仮 想 記 憶（３） 仮想記憶はディスク

などの補助記憶装置に格納

プログラムの実行に伴い，必要なページのみを実記憶のページ枠に格納

仮 想 記 憶（４） ページ表 仮想記憶の各ページに対して

実記憶に格納されている ページ枠の番号又はページ枠の先頭番地

実記憶に格納されていない そのことが分かるような印

ここでは省略しているので注意！

仮 想 記 憶（５） プログラム中でデー

タや命令を参照 データや命令の番地

は 格納されている

ページ番号 そのページの先頭

からの相対番地（ 0 ～ 4095 ）

前提ページの大きさを

４０９６としている

ページ 1 の先頭からの相対番地

仮 想 記 憶（６） 仮想記憶の 4098 番地

ページ番号が 1 で，相対番地が 2 である（相対番地は 0 ～ 4095 ： 12 ビット）

仮 想 記 憶（７） 仮想記憶のページ 1

が， 65536 番地から始まるページ枠に格納

仮想記憶の 4098 番地の実記憶での番地

4098 番地は

ページ１の２番地

仮 想 記 憶（８） ページ番号 1 のページ

ページ表を調べると 65536 番地から始まるページ枠

実記憶での番地は 65536 + 2 = 65538 番地 ページ枠の先頭からの番地は，ページの先

頭からの番地と同じ（相対番地）

仮 想 記 憶（９） プログラムの実行に伴いある番地を参照 その番地のページ番号 ページ番号をページ表で調べる 該当ページが実記憶にない

ページフォールトという割込み 該当ページの実記憶への読み込みと

ページ表更新

仮 想 記 憶（１０） 空いているページ枠がない

使用中のページ枠を空けて，そこに読み込む

空けるページ枠の決め方 ページ置換えアルゴリズム 次回

仮 想 記 憶（１１） あるページがいつも，同じページ枠に格納

されるとは限らない 格納されるたびに変わると考えるべき

番地を参照するたびに，番地の計算を行う 動的番地変換

仮 想 記 憶（１２） 仮想記憶や実記憶を同じ大きさに分割する

方式をページ方式

セグメント方式と呼ばれるものもある