Bài giảng Hệ điều hành - Chương: Quản lý bộ nhớ
TH 106: Hệ điều hành
Khoa CNTT
ĐH KHTN
Khái niệm cache
Memory
Các đặc điểm chung
Cache
Truy suất nhanh
Registers
Giảm tần xuất truy cập
Tăng dung lượng phục
vụ của bộ xử lí chính
Tăng kích thước đơn vị
dữ liệu
ĐH KHTN
TpHCM
TH 106: Hệ điều hành
Ở gần processor hơn là bộ nhớ chính
Nhỏ và nhanh hơn bộ nhớ chính
Như là “bộ nhớ tạm”: chứa giá trị vùng nhớ trên bộ nhớ
chính nơi mới vừa truy cập.
Chuyển đổi được tính
theo đơn vị: blocks/lines
Caches cũng chứa giá trị ô nhớ ở gần với ô nhớ vừa được truy xuất
Ánh xạ giữa bộ nhớ và cache là ánh xạ tĩnh (hầu hết)
Xử lí nhanh khi xảy ra lỗi trang
Thông thườches phụ
(L1, L2, L3, ...)
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
Memory
Cache
Registers
word transfer
block transfer
Kích thước
Ánh xạ: physical/virtual caches
Thuật toán thay thế
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
Memory
Cache
Registers
Câu hỏi: Phải làm gì nếu ta muốn thực thi chương
trình mà yêu cầu bộ nhớ lớn hơn bộ nhớ ta đang
có sẳn?
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
Virtual Memory
Memory
Cache
Registers
Trả lời: Giả lập như chúng ta có bộ nhớ lớn hơn:
Bộ nhớ ảo
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
Một trang là một đơn vị của bộ nhớ ảo (cache được)
HĐH quản lý việc ánh xạ giữa các trang của VM và bộ nhớ
vật lý
page
frame
Cache
VM
Memory
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
Nhìn từ phần cứng – chia sẻ bộ nhớ vật lý
Nhìn từ phần mềm – một tiến trình sẽ chỉ “thấy”: không gian địa
chỉ ảo của nó
Quản lý bộ nhớ của HĐH là kết hợp hai cách nhìn trên
Bền vững (Consistency): các bộ nhớ vật lý trông “giống nhau”
Cấp phát địa chỉ (Relocation): tiến trình có thể được nạp lên tại
bất kì địa chỉ vật lý nào
Bảo vệ (Protection): một tiến trình không thể truy cập vùng nhớ
của tiế
Chia sẻ (Sharing): cho phép chia sẻ bộ nhớ vật lý (phải cài đặt điều
khiển)
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
Vấn đề phân mảnh trong môi trường đa chương
Tiến trình mới
Bộ nhớ
Bộ nhớ
ĐH KHTN
TpHCM
TH 106: Hệ điều hành
Phân mảnh ngoại vi (External Fragmentation)
– tổng bộ nhớ trống thỏa yêu cầu, nhưng không liên
tục
Phân mảnh nội vi (Internal Fragmentation) –
mỗi block được cấp phát lớn hơn yêu cầu bộ nhớ
một ít
Giải pháp phân mảnh ngoại vi: kết hợp
Chuyển các vùng trống thành một khối bộ nhớ liên tục
Chỉ thựhỉ trong
thời gian thực thi
ĐH KHTN
TpHCM
TH 106: Hệ điều hành
Cấp phát bộ nhớ kích thước X được thực hiện như
thế nào?
First-fit: cấp phát vùng trống đầu tiên đủ cho yêu cầu.
Best-fit: cấp phát vùng trống nhỏ nhất vừa đủ yêu cầu;
phải duyệt toàn danh sách, nếu không sắp theo thứ
tự. Sẽ tạo ra vùng nhớ trống dư ra nhỏ nhất.
Worst-fit: cấp phát vùng trống lớn nhất; phải duyệt
toàn danh sách. Sẽ tạo những ô trống dư ra lớn
nhất.
First-fit và best-fit tốt hơn worst-fit về mặt tốc độ và
việc tận dụng bộ nhớ.
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
Bộ nhớ ảo là sự trừu tượng hóa của HĐH, nó cung cấp người lập
trình một không gian địa chỉ lớn hơn không gian địa chỉ vật lý
thật sự
Bộ nhớ ảo có thể được triển khai bằng cách phân trang hoặc
phân đoạn, hiện tại phân trang thông dụng hơn
Mô hình kết hợp cũng thường được dùng, phân đoạn thường khá
đơn giản (v.d., một số lượng xác định các đoạn cùng kích thước)
Hữu ích của bộ nhớ ảo:
Lập trình viên không lo lắng với việc các máy tính khác nhau có
kích th
Phân mảnh trong môi trường đa chương
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
Physical
memory
translation
box (MMU)
Processor
MMU: memory management unit
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
offset
địa chỉ vật lý
+
địa chỉ logic
segment table
ĐH KHTN
TpHCM
TH 106: Hệ điều hành
Các đoạn có kích thước khác nhau
Biên dịch địa chỉ dựa vào các thanh ghi (base, size, state) –
bảng phân đoạn
Trạng thái (state): valid/invalid, access permission,
reference bit, modified bit
Các đoạn có thể trực quan với lập trình viên và để tiện lợi,
chia ra hai loại đoạn, dùng cho mã chương trình hay dữ
liệu (nghĩa là code segment hoặc là data segments)
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
ĐH KHTN
TH 106: Hệ điều hành
TpHCM
Tải về để xem bản đầy đủ
98 trang
08/04/2022
4460
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hệ điều hành - Chương: Quản lý bộ nhớ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_quan_ly_bo_nho_moi_nhat.pdf
