Защита памяти презентация

могут находиться несколько независимых программ. Поэтому необходимы специальные меры по предотвращению или ограничению обращений одной программы к областям памяти, используемым другими программами. 

адреса ячейки памяти на корректность;
проверку разрешения доступа программы к адресуемой ячейке памяти;
проверку прав доступа (разрешенных операций) программы по отношению к ячейке памяти.
Основные классические подходы защиты:
защита отдельных ячеек памяти;
методы граничных регистров;
метод ключей защиты;
защита памяти по привилегиям.

работы в системах управления, где необходимо обеспечить возможность отладки новых программ без нарушения функционирования находящихся в памяти рабочих программ, управляющих технологическим процессом. Это может быть достигнуто выделением в каждой ячейке памяти специального «разряда защиты». Установка этого разряда в «1» запрещает производить запись в данную ячейку, что обеспечивает сохранение рабочих программ. Недостаток такого подхода – большая избыточность в кодировании информации из-за излишне мелкого уровня защищаемого объекта (ячейка).
В системах с мультипрограммной обработкой целесообразно организовывать защиту на уровне блоков памяти, выделяемых программам, а не отдельных ячеек.

предоставляла для каждого блока памяти однобитовый флаг-замок. Любая попытка получения доступа к «запертому» блоку приводила к прерыванию.
В страничной системе XDS 940 (1969) для каждой страницы виртуальной памяти был назначен однобитовый флаг rol. Если rol == 1, то блок используется только для чтения, иначе разрешен любой тип доступа.

ничего» и заключаются в использовании одного или двух граничных регистров
fence/fence register (однозадачная операционная система);
base/bound registers (многозадачная операционная система).

разделяет память программы и память для ОС.
При доступе программы по некоторому адресу происходит проверка этого адреса с содержимым граничного регистра.






Данный метод предоставляет операционной системе защиту от пользовательских приложений, но не обеспечивает защиту приложений друг от друга и наиболее подходит для однозадачных ОС.

загружается в младшие адреса, а приложение, начиная со значения в граничном регистре + 1.
При использовании в ОС абсолютной адресации
Настройка во время компиляции
если значение граничного регистра изменяется, то программа должна быть перекомпилирована;
настройка во время загрузки
если значение граничного регистра изменяется, то программа должна быть перезагружена.

памяти в обратном порядке в направлении границы, таким образом граница может изменяться во время работы компьютера без перенастройки адресов приложения. Этот способ был реализован в ранних версиях PDP-11 (1970).
Другой вариант требует использования специального базового регистра, в котором будет храниться текущее смещение границы. Эта схема называется «динамическое перемещение» и она была реализована в суперкомпьютере CDC 6600 (1965).

процесса верхнюю и нижнюю границы области памяти, куда программа имеет право доступа.
Значения граничных регистров устанавливаются ОС при загрузке программы в память.
При каждом обращении к памяти проверяется, находится ли используемый адрес в установленных границах. При выходе за границы обращение к памяти не производится, а формируется запрос прерывания, передающий управление ОС.
Метод граничных регистров, обладая несомненной простотой реализации, имеет и определенные недостатки. Основным из них является то, что этот метод поддерживает работу лишь с непрерывными областями памяти.
Пример реализации – IBM 7090.

значение верхней границы адресов.

код, называемый ключом защиты памяти, а каждой программе присваивает код ключа программы.
Доступ программы к данному блоку памяти для чтения и записи разрешен, если ключи совпадают (то есть блок памяти относится к данной программе) или один из них имеет код «0» (код «0» присваивается операционной системе и блокам общей памяти).
Пример реализации – в IBM OS 360 для каждого 2KБ блока основной памяти был поставлен в соответствие 4-битовый ключ защиты. Реализовывался принцип защиты «все или ничего».
Развитием предыдущего способа в IBM OS 360/67 является использование дополнительно к ключу защиты еще одного флага – Разряда Режима Обращения (РРО). Если при проверке ключ защиты и ключ программы не совпадает, то при значении РРО равном «0» разрешается выполнить операцию чтения памяти, а при значении «1» доступ запрещается и выполняется прерывание.

ключ программы, находящийся в регистре слова состояния программы, и вырабатывает сигнал «Обращение разрешено» или сигнал «Прерывание по защите памяти».

При этом учитываются значения режима обращения к ОЗУ (запись или считывание), указываемого триггером режима обращения ТгРО, и режима защиты, установленного в разряде режима обращения (РРО) ключа защиты памяти.

SCC6700 матрицы доступа.
Каждый процесс имел такую матрицу, определяющую защиту доступа к его сегментам.
Элемент aij этой матрицы определял тип доступа, разрешенный процессу i к j-ому сегменту:

уровневая (кольцевая) модель при которой более менее привилегированные программы не имеют доступа к ячейкам памяти более привилегированных программ.