Bài giảng Hệ điều hành - Phạm Đăng Hải - Chương 3: Quản lý bộ nhớ

Mục đích của hệ thống máy tính: thực hiện chương trình

Chương trình và dữ liệu (toàn bộ hoặc một phần) phải nằm

trong bộ nhớ chính trong khi thực hiện

Byte tích cực:Những byte nội dung đang được thực hiện tại

thời điểm quan sát:

Phần chương trình chưa đưa vào bộ nhớ chính được lưu trên

bộ nhớ thứ cấp (VD: đĩa cứng ) Bộ nhớ ảo

Cho phép lập trình viên không lo lắng về giới hạn bộ nhớ vật lý

pdf226 trang | Chuyên mục: Hệ Điều Hành | Chia sẻ: dkS00TYs | Ngày: 21/10/2014 | Lượt xem: 2045 | Lượt tải: 5download
Tóm tắt nội dung Bài giảng Hệ điều hành - Phạm Đăng Hải - Chương 3: Quản lý bộ nhớ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút "TẢI VỀ" ở trên
bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Nhược điểm
Tồn tại hiện tượng phân đoạn trong
Luôn xuất hiện ở trang cuối cùng
Giảm hiện tương phân đoạn trang bởi giảm kích thước trang ?
Hay gặp lỗi trang
Bảng quản lý trang lớn
Đòi hỏi hỗ trợ của phần cứng
Chi phí cho chiến lược phân trang lớn
Khi chương trình lớn, bảng quản lý trang nhiều phần tử
Chương trình 230, trang 212 PCB có 220 phần tử
Tốn bộ nhớ lưu trữ PCB
Giải quyết: Trang nhiều mức
70 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Nhược điểm
Tồn tại hiện tượng phân đoạn trong
Luôn xuất hiện ở trang cuối cùng
Giảm hiện tương phân đoạn trang bởi giảm kích thước trang ?
Hay gặp lỗi trang
Bảng quản lý trang lớn
Đòi hỏi hỗ trợ của phần cứng
Chi phí cho chiến lược phân trang lớn
Khi chương trình lớn, bảng quản lý trang nhiều phần tử
Chương trình 230, trang 212 PCB có 220 phần tử
Tốn bộ nhớ lưu trữ PCB
Giải quyết: Trang nhiều mức
70 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Trang nhiều mức
Nguyên tắc: Bảng quản lý trang được phân trang
Ví dụ trang 2 mức
Máy 32 bít địa chỉ (232); trang kích thước 4K (212) được chia
Số hiệu trang -20 bit
Độ lệch trong trang -12bit
Bảng trang được phân trang. Số hiệu trang được chia thành
Bảng trang ngoài (thư mục trang) - 10 bit
Độ lệch trong một thư mục trang - 10bit
Địa chỉ truy nhập có dạng 
71 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Trang nhiều mức: Ví dụ trang 2 mức
72 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Trang nhiều mức: Truy nhập bộ nhớ
Khi thực hiện : Hệ thống nạp thư mục trang vào bộ nhớ
Bảng trang và trang không sử dụng không cần nạp vào bộ nhớ
Cần 3 lần truy nhập tới bộ nhớ
Vấn đề: Với hệ thống 64 bit
Trang 3, 4,... mức
Cần 4, 5,... lần truy nhập bô nhớ ⇒ chậm
Giải quyết: Bộ đệm chuyển hóa địa chỉ
73 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Trang nhiều mức: Truy nhập bộ nhớ
Khi thực hiện : Hệ thống nạp thư mục trang vào bộ nhớ
Bảng trang và trang không sử dụng không cần nạp vào bộ nhớ
Cần 3 lần truy nhập tới bộ nhớ
Vấn đề: Với hệ thống 64 bit
Trang 3, 4,... mức
Cần 4, 5,... lần truy nhập bô nhớ ⇒ chậm
Giải quyết: Bộ đệm chuyển hóa địa chỉ
73 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Trang nhiều mức: Truy nhập bộ nhớ
Khi thực hiện : Hệ thống nạp thư mục trang vào bộ nhớ
Bảng trang và trang không sử dụng không cần nạp vào bộ nhớ
Cần 3 lần truy nhập tới bộ nhớ
Vấn đề: Với hệ thống 64 bit
Trang 3, 4,... mức
Cần 4, 5,... lần truy nhập bô nhớ ⇒ chậm
Giải quyết: Bộ đệm chuyển hóa địa chỉ
73 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Trang nhiều mức: Truy nhập bộ nhớ
Khi thực hiện : Hệ thống nạp thư mục trang vào bộ nhớ
Bảng trang và trang không sử dụng không cần nạp vào bộ nhớ
Cần 3 lần truy nhập tới bộ nhớ
Vấn đề: Với hệ thống 64 bit
Trang 3, 4,... mức
Cần 4, 5,... lần truy nhập bô nhớ ⇒ chậm
Giải quyết: Bộ đệm chuyển hóa địa chỉ
73 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Bộ đệm chuyển hóa địa chỉ (TLB: translation look-aside buffers )
Tập thanh ghi liên kết
(associative rigisters)
Truy nhập song song
Mỗi phần tử gồm:
khóa và giá trị
TLB chứa đ/chỉ những
trang mới truy nhập
Khi có yêu cầu
Tìm trong TLB
Nếu không có, tìm
trong PCB
Đưa vào TLB
98% t/nhập qua TLB
74 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Bộ đệm chuyển hóa địa chỉ (TLB: translation look-aside buffers )
Tập thanh ghi liên kết
(associative rigisters)
Truy nhập song song
Mỗi phần tử gồm:
khóa và giá trị
TLB chứa đ/chỉ những
trang mới truy nhập
Khi có yêu cầu
Tìm trong TLB
Nếu không có, tìm
trong PCB
Đưa vào TLB
98% t/nhập qua TLB
74 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Bộ đệm chuyển hóa địa chỉ (TLB: translation look-aside buffers )
Tập thanh ghi liên kết
(associative rigisters)
Truy nhập song song
Mỗi phần tử gồm:
khóa và giá trị
TLB chứa đ/chỉ những
trang mới truy nhập
Khi có yêu cầu
Tìm trong TLB
Nếu không có, tìm
trong PCB
Đưa vào TLB
98% t/nhập qua TLB
74 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Bộ đệm chuyển hóa địa chỉ (TLB: translation look-aside buffers )
Tập thanh ghi liên kết
(associative rigisters)
Truy nhập song song
Mỗi phần tử gồm:
khóa và giá trị
TLB chứa đ/chỉ những
trang mới truy nhập
Khi có yêu cầu
Tìm trong TLB
Nếu không có, tìm
trong PCB
Đưa vào TLB
98% t/nhập qua TLB
74 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.4 Chiến lược phân trang
Bộ đệm chuyển hóa địa chỉ (TLB: translation look-aside buffers )
Tập thanh ghi liên kết
(associative rigisters)
Truy nhập song song
Mỗi phần tử gồm:
khóa và giá trị
TLB chứa đ/chỉ những
trang mới truy nhập
Khi có yêu cầu
Tìm trong TLB
Nếu không có, tìm
trong PCB
Đưa vào TLB
98% t/nhập qua TLB
74 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.5 Chiến lược kết hợp phân đoạn-phân trang
2 Các chiến lược quản lý bộ nhớ
Chiến lược phân chương cố định
Chiến lược phân chương động
Chiến lược phân đoạn
Chiến lược phân trang
Chiến lược kết hợp phân đoạn-phân trang
75 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.5 Chiến lược kết hợp phân đoạn-phân trang
Nguyên tắc
Chương trình được biên tập theo chế độ phân đoạn
Tạo ra bảng quản lý đoạn SCB
Mỗi phần tử của bảng quản lý đoạn ứng với một đoạn, gồm 3
trường M,A, L
Mỗi đoạn được biên tập riêng theo chế độ phân trang
Tạo ra bảng quản lý trang cho từng đoạn
Địa chỉ truy nhập: bộ 3 
Thực hiện truy nhập địa chỉ
STBR + s ⇒: địa chỉ phần tử s
Kiểm tra trường dấu hiệu Ms , nạp PCBs nếu cần
As + p ⇒ Địa chỉ phần tử p của PCBs
Kiểm tra trường dấu hiệu Mp, nạp PCBs nếu cần
Ghep Ap với d ra được địa chỉ cần tiuF
Được sử dụng trong VXL Intel 80386, MULTICS . . .
Quản lý bộ nhớ của VXL họ intel?
Chế độ thực
Chế độ bảo vệ
76 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.5 Chiến lược kết hợp phân đoạn-phân trang
Nguyên tắc
Chương trình được biên tập theo chế độ phân đoạn
Tạo ra bảng quản lý đoạn SCB
Mỗi phần tử của bảng quản lý đoạn ứng với một đoạn, gồm 3
trường M,A, L
Mỗi đoạn được biên tập riêng theo chế độ phân trang
Tạo ra bảng quản lý trang cho từng đoạn
Địa chỉ truy nhập: bộ 3 
Thực hiện truy nhập địa chỉ
STBR + s ⇒: địa chỉ phần tử s
Kiểm tra trường dấu hiệu Ms , nạp PCBs nếu cần
As + p ⇒ Địa chỉ phần tử p của PCBs
Kiểm tra trường dấu hiệu Mp, nạp PCBs nếu cần
Ghep Ap với d ra được địa chỉ cần tiuF
Được sử dụng trong VXL Intel 80386, MULTICS . . .
Quản lý bộ nhớ của VXL họ intel?
Chế độ thực
Chế độ bảo vệ
76 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.5 Chiến lược kết hợp phân đoạn-phân trang
Nguyên tắc
Chương trình được biên tập theo chế độ phân đoạn
Tạo ra bảng quản lý đoạn SCB
Mỗi phần tử của bảng quản lý đoạn ứng với một đoạn, gồm 3
trường M,A, L
Mỗi đoạn được biên tập riêng theo chế độ phân trang
Tạo ra bảng quản lý trang cho từng đoạn
Địa chỉ truy nhập: bộ 3 
Thực hiện truy nhập địa chỉ
STBR + s ⇒: địa chỉ phần tử s
Kiểm tra trường dấu hiệu Ms , nạp PCBs nếu cần
As + p ⇒ Địa chỉ phần tử p của PCBs
Kiểm tra trường dấu hiệu Mp, nạp PCBs nếu cần
Ghep Ap với d ra được địa chỉ cần tiuF
Được sử dụng trong VXL Intel 80386, MULTICS . . .
Quản lý bộ nhớ của VXL họ intel?
Chế độ thực
Chế độ bảo vệ
76 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.5 Chiến lược kết hợp phân đoạn-phân trang
Nguyên tắc
Chương trình được biên tập theo chế độ phân đoạn
Tạo ra bảng quản lý đoạn SCB
Mỗi phần tử của bảng quản lý đoạn ứng với một đoạn, gồm 3
trường M,A, L
Mỗi đoạn được biên tập riêng theo chế độ phân trang
Tạo ra bảng quản lý trang cho từng đoạn
Địa chỉ truy nhập: bộ 3 
Thực hiện truy nhập địa chỉ
STBR + s ⇒: địa chỉ phần tử s
Kiểm tra trường dấu hiệu Ms , nạp PCBs nếu cần
As + p ⇒ Địa chỉ phần tử p của PCBs
Kiểm tra trường dấu hiệu Mp, nạp PCBs nếu cần
Ghep Ap với d ra được địa chỉ cần tiuF
Được sử dụng trong VXL Intel 80386, MULTICS . . .
Quản lý bộ nhớ của VXL họ intel?
Chế độ thực
Chế độ bảo vệ
76 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.5 Chiến lược kết hợp phân đoạn-phân trang
Nguyên tắc
Chương trình được biên tập theo chế độ phân đoạn
Tạo ra bảng quản lý đoạn SCB
Mỗi phần tử của bảng quản lý đoạn ứng với một đoạn, gồm 3
trường M,A, L
Mỗi đoạn được biên tập riêng theo chế độ phân trang
Tạo ra bảng quản lý trang cho từng đoạn
Địa chỉ truy nhập: bộ 3 
Thực hiện truy nhập địa chỉ
STBR + s ⇒: địa chỉ phần tử s
Kiểm tra trường dấu hiệu Ms , nạp PCBs nếu cần
As + p ⇒ Địa chỉ phần tử p của PCBs
Kiểm tra trường dấu hiệu Mp, nạp PCBs nếu cần
Ghep Ap với d ra được địa chỉ cần tiuF
Được sử dụng trong VXL Intel 80386, MULTICS . . .
Quản lý bộ nhớ của VXL họ intel?
Chế độ thực
Chế độ bảo vệ
76 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
2.5 Chiến lược kết hợp phân đoạn-phân trang
Sơ đồ truy nhập bộ nhớ
77 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
2. Các chiến lược quản lý bộ nhớ
Kết luận
78 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
3. Bộ nhớ ảo
Nội dung chính
1 Tổng quan
2 Các chiến lược quản lý bộ nhớ
3 Bộ nhớ ảo
79 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
3. Bộ nhớ ảo
3.1
3 Bộ nhớ ảo
3.1 Giới thiệu
80 / 81
Chương 3: Quản lý bộ nhớ
Kết luận
1 Tổng quan
Ví dụ
Bộ nhớ và chương trình
Liên kết địa chỉ
Các cấu trúc chương trình
2 Các chiến lược quản lý bộ nhớ
Chiến lược phân chương cố định
Chiến lược phân chương động
Chiến lược phân đoạn
Chiến lược phân trang
Chiến lược kết hợp phân
đoạn-phân trang
3 Bộ nhớ ảo
3.1 Giới thiệu
81 / 81

File đính kèm:

  • pdfBài giảng Hệ điều hành - Phạm Đăng Hải - Chương 3 Quản lý bộ nhớ.pdf
Tài liệu liên quan