第６章 メモリ管理

<<大原則>>
   ・ノイマン型のコンピュータはメインメモリ上にプログラムを置いておかなければいけません。
   ・ＣＰＵが遊ばないで動く可能性が高くなるから、たくさん置いておきたい（多重プログラミング）

   ・メインメモリのスペースの一部をカーネル（ＯＳのプログラム）が占有して使っています。
   ・残りの空きの部分にユーザはプログラムを割付けることができます。
   ・その際、(user)プログラムはカーネルに対してアクセス(access)することができないようにしたい。
      （カーネルを壊される可能性があるので）
   ・そこで、「記憶保護(memory protection)」という垣根を作って、
     下(user)から上(kernel)には越えられないようにする。（上から下にはいける）

   カーネル(kernel)…ＯＳの核になる部分。スーパーバイザ(supervisor)ともいう。

分割割付け（ＭＦＴ）(6-3)

    メインメモリの中に境界（垣根）を作り、（図でいうと）カーネルを除いて３つのエリアで区切りました。
    その際、境界（垣根）は固定してあったので簡単には動かせませんでした。
    それで問題になったのが
      ・大きいプログラムを入れることができない（スペースに入らない）
      ・多重度を３で固定すると、４つ以上は入れることができない

    ＊多重度…メインメモリに入れるプログラムの数（今だと「３」に固定）

分割割付け（ＭＶＴ）(6-4)

     プログラムを置いたときに、「記憶保護（垣根）」ができるようにした。
     なので、いくつでもプログラムが置けるようになりました。
     しかし、問題になったのが
       ・プログラム１と４が終わってその部分が空いている場合、ちょうどよく入るプログラムがあれば
         問題ナッシングですが、大きいプログラムしかない場合にさてどうしよう。

再配置型分割割付け(6-5)

（6-4の図の続き） １と４の容量を合わせれば入るプログラム（仮に６とする）があるとき、プログラム５を上に動かして 空いたところにプログラム６を置けるようにした（再配置）
つまり、再配置ってのは、「メモリ上のプログラムを動かす」ってことですね。

ロードと再配置(6-5-A)

   １）大元のプログラム（自分で書いたプログラム）があります。
       ☆ここで重要なのはＪＵＭＰ命令があるということ。早い話がループ（繰り返し）です。
       ここでは、「38番地にＪＵＭＰしなさい」っていう命令があったとします
   ２）プログラムをロード(load)します。
       ☆つまり「メインメモリに入れる」ってことです。空いているところならどこでもＯＫです。
       その際に問題になるのが、
          ・大元のプログラムはアドレスが０から始まるのに対して
          ・ロードしたあとのプログラムは、空いているところに適当に入れたので０から始まっていません。
          ・なので、例えばメインメモリの100番地から始めたら38番地を138番地にしないとだめ。
            200番地から始めたら238番地にしないといけない。
          ・それって、めんどくさい（変えてはだめなやつと、変えなくてはいけないやつがあるので）
   ３）そこで、再配置レジスタを使いましょう。
       再配置レジスタに100を入れておけば、プログラムはいじらなくてすみます。
       200番地に再配置するときには、再配置レジスタを200にするだけ！
       そうすれば、ハードが自動的に38に100を足してくれる。    

1. 再配置レジスタを使うと、どのような利点があるか。
• （再配置があるから）メモリ上で簡単にプログラムを動かすことができる！

ページ割付け(6-6)

    ・プログラムを、同じ大きさ（だいたい４ＫＢ）に分割します。
     （☆プログラムはページに。メインメモリはフレームに分割する。もちろんフレームもページと同じ大きさだよ）
    ・メインメモリの空いているフレームに、１ページずつ入れていく（連続していなくていい）
    ・そのとき、どのページがどのフレームに置かれているかの対応表が必要だからＰＴ(page table)がある。 
    ・メインメモリのＰＴは、（ＣＰＵにある）ＰＢＲ(page base register)がＰＴの先頭のアドレスを指している。

仮想記憶(6-7)