zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Phần cứng

Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ: Chương 5 - Huỳnh Tổ Hạp

Chia sẻ: Minh Hoa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Báo xấu

43
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Kiến trúc máy tính và hợp ngữ - Chương 5: Tổ chức bộ nhớ" cung cấp cho người học các kiến thức về "Bộ nhớ ảo" bao gồm: Khái quát, bảo vệ các tiến trình bằng cách dùng bộ nhớ ảo. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ: Chương 5 - Huỳnh Tổ Hạp

26/11/2017 Bài 5 Tổ chức bộ nhớ PHẦN BỘ NHỚ ẢO (Virtual Memory) Nguyên lý vận hành của bộ nhớ ảo Khái quát Khi độ dài chương trình > dung lượng bộ nhớ, dùng kỹ thuật overlay (với bộ nhớ phụ). Phải QL quá trình overlay. Xác định một cơ chế vận chuyển tự động số liệu giữa bộ nhớ trong và bộ nhớ ngoài (đĩa từ). Nhiệm vụ: Phân chia không gian bộ nhớ: Khi độ dài của chương trình vượt quá giới hạn dung lượng bộ nhớ Cho phép thực hiện cùng lúc nhiều tiến trình (process) (đa nhiệm), mỗi tiến trình có không gian định vị riêng. Bảo vệ và quản lý tự động các cấp bộ nhớ: cơ chế tái định vị địa chỉ (address relocation). 1
26/11/2017 Cơ chế phân trang bộ nhớ ảo: Phải có một bộ nhớ phụ (đĩa) để chứa toàn bộ chương trình Không gian địa chỉ ảo được chia làm các trang (page) có kích thước bằng nhau. Không gian địa chỉ vật lý cũng chia làm các khung trang (page frame), cùng kích thước với trang. Quản lý bằng bảng trang (page table) Số đề mục bằng số trang ảo Present bit: = 1: nếu trang ảo tương ứng có trong bộ nhớ chính Địa chỉ chứa trang ảo trong bộ nhớ phụ Số khung trang nếu trang có trong bộ nhớ chính Bộ điều khiển cache Bộ CPU Cache nhớ trong Hệ điều hành Bộ Bộ Bộ CPU nhớ nhớ nhớ ảo trong ngoài 2
26/11/2017 Kỹ thuật thiết kế: 2 kiểu Khối có dung lượng cố định gọi là trang Định vị trang xác định một địa chỉ trong trang, giống như định vị trong cache. Khối có chiều dài thay đổi gọi là đoạn định vị đoạn cần 2 từ: một từ chứa số thứ tự đoạn và một từ chứa độ dời trong đoạn. Chương trình dịch gặp khó khăn nhiều hơn trong định vị đoạn. Ít máy tính dùng định vị đoạn thuần tuý. Một vài máy dùng cách hỗn hợp gọi là đoạn trang. Trong đó mỗi đoạn chứa một số nguyên các trang. Câu hỏi 1: Sắp xếp khối (trang) Một khối được đặt tại đâu trong bộ nhớ trong? Việc trừng phạt bộ nhớ ảo khi có thất bại, tương ứng với việc phải thâm nhập vào ổ đĩa, rất chậm nên người ta chọn phương án hoàn toàn phối hợp Các khối (trang) có thể nằm ở bất kỳ vị trí nào trong bộ nhớ trong. Cách này cho tỉ lệ thất bại thấp. 3
26/11/2017 Câu hỏi 2: Nhận diện trang Làm thế nào để tìm một khối khi nó đang nằm trong bộ nhớ trong? Định vị trang, dựa vào bảng trang, địa chỉ trong bộ nhớ vật lý được xác lập cuối cùng là việc đặt kề nhau số thứ của trang vật lý với địa chỉ trong trang (hình IV.9). Cấu tạo bảng trang Số đề mục bằng số trang ảo, mỗi đề mục gồm các vùng: Present bit: = 1: nếu trang ảo tương ứng có trong bộ nhớ chính Địa chỉ chứa trang ảo trong bộ nhớ phụ Số khung trang nếu trang có trong bộ nhớ chính Chuyển địa chỉ: Để tăng tốc việc chuyển địa chỉ, bảng trang chứa trong thanh ghi 4
26/11/2017 Định vị đoạn, dựa vào thông tin trên bảng đoạn, việc kiểm tra tính hợp lệ của địa chỉ được tiến hành. Địa chỉ vật cuối cùng được xác lập bằng cách cộng địa chỉ đoạn và địa chỉ trong đoạn (độ dời trong đoạn) (hình IV.10). Câu hỏi 3: Thay thế trang (Khối nào phải được thay thế khi có thất bại trang?) Thay thế khối ít dùng gần đây nhất (LRU: Least Recent Utilized) Câu hỏi 4: Chiến lược ghi (Việc gì xảy ra khi cần ghi số liệu?) Ghi lại Thông tin chỉ được viết vào trong khối của bộ nhớ trong. Với khối có thay đổi thông tin, sẽ được chép vào đĩa từ nếu khối này bị thay thế. 5
26/11/2017 Khác biệt khác giữa bộ nhớ cache và bộ nhớ ảo Định lượng Ý tưởng chính của cơ chế bộ nhớ ảo: Tách biệt không gian địa chỉ và bộ nhớ VD: trường địa chỉ 16 bit: 64KB với bộ nhớ 4KB (Không gian địa chỉ ảo và không gian địa chỉ vật lý) Định nghĩa 1 ánh xạ từ kh/gian địa chỉ vào các địa chỉ bộ nhớ thực Trong suốt với người lập trình VD: trường địa chỉ 13bit: 8KB với bộ nhớ 4KB 6
26/11/2017 Khác biệt khác giữa bộ nhớ cache và bộ nhớ ảo Cơ chế Khi thất bại cache, sự thay thế một khối trong cache được điều khiển bằng phần cứng, trong khi sự thay thế trong bộ nhớ ảo là chủ yếu do hệ điều hành. Không gian định vị mà bộ xử lý quản lý là không gian định vị của bộ nhớ ảo, trong lúc đó thì dung lượng bộ nhớ cache không tuỳ thuộc vào không gian định vị bộ xử lý. Bộ nhớ ngoài còn được dùng để lưu trữ tập tin ngoài nhiệm vụ là hậu phương của bộ nhớ trong (trong các cấp bộ nhớ). Bảo vệ các tiến trình bằng cách dùng bộ nhớ ảo Sự xuất hiện của đa chương trình (multiprogram) dẫn tới các đòi hỏi mới về việc bảo vệ và phân chia giữa các chương trình. Tiến trình (process): gồm có chương trình đang thực hiện và tất cả các thông tin cần thiết để tiếp tục thực hiện chương trình này. Trong đa chương trình, bộ xử lý và bộ nhớ trong được nhiều người sử dụng. Luôn có sự chuyển đổi từ một tiến trình này sang một tiến trình khác. Một tiến trình phải vận hành đúng đắn Nhà thiết kế máy tính phải đảm bảo bộ xử lý có thể lưu giữ trạng thái các tiến trình và phục hồi các trạng thái này Nhà thiết kế hệ điều hành phải đảm bảo các tiến trình không ảnh hưởng lên nhau. Chia bộ nhớ trong cho các tiến trình và trạng thái của mỗi tiến trình này hiện diện trong phần bộ nhớ được chia cho nó. 7
26/11/2017 Các nhà thiết kế hệ điều hành phải được sự giúp sức của các nhà chế tạo máy tính để bảo vệ một tiến trình không bị ảnh hưởng bởi tiến trình khác. 1. Cung cấp hai chế độ vận hành cho biết tiến trình đang thực hiện là tiến trình của người sử dụng hay tiến trình hệ thống (của người điều hành). 2. Cung cấp một tập hợp con trạng thái của bộ xử lý mà tiến trình người sử dụng có thể dùng nhưng không thể sửa đổi. 3. Cung cấp các cơ chế để có thể chuyển đổi từ chế độ người dùng sang chế độ người điều hành và ngược lại. Địa chỉ mà bộ xử lý đưa ra phải được biến đổi từ địa chỉ ảo sang địa chỉ vật lý. Điều này giúp phần cứng đi xa nữa trong việc bảo vệ các tiến trình. Cách đơn giản nhất làm việc này là cho phép tiến trình người sử dụng tác động lên các bit cho phép thâm nhập vào mỗi trang hay mỗi đoạn. Khi bộ xử lý phát ra tín hiệu đọc (hay viết) và tín hiệu người dùng (hay hệ thống) thì rất dễ dàng phát hiện các việc thâm nhập trái phép bộ nhớ trước khi việc thâm nhập này gây hư hại. Các tiến trình được bảo vệ và có bảng trang riêng cho mình trỏ đến các trang tách rời nhau trong bộ nhớ. 8

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.