Chương 3 quản lý bộ nhớ

Chapter 3: Memory Operating System Concepts – 10h Edition Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 NỘI DUNG I Các khái niệm II Các kiểu địa nhớ III Chuyển đổi địa nhớ IV.Cấp phát nhớ liên tục V Cấp phát nhớ không liên tục Operating System Concepts – 10th Edition 1.2 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 I CÁC KHÁI NIỆM ➢Chương trình phải mang vào nhớ đặt tiến trình để xử lý ➢Vấn đề: ▪ Khi nạp? ▪ Nạp vào đâu? ▪ Những phần nạp vào? ➢Quản lý nhớ giúp tối ưu hóa hoạt động nhớ ▪ Tối ưu hóa số tiến trình lúc nhớ nhằm nâng cao tính đa chương ▪ Tận dụng tối đa nhớ máy tính Operating System Concepts – 10th Edition 1.3 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 I CÁC KHÁI NIỆM ➢Quản lý nhớ công việc hệ điều hành với hỗ trợ phần cứng nhằm phân phối, xếp process nhớ cho hiệu tối ưu ➢Mục tiêu cần đạt nạp nhiều process vào nhớ tốt (gia tăng tính đa chương) ➢Trong hầu hết hệ thống, kernel chiếm phần cố định nhớ, phần lại phân phối cho process Operating System Concepts – 10th Edition 1.4 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 I CÁC KHÁI NIỆM ➢Layout nhớ: Operating System Concepts – 10th Edition 1.5 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 I CÁC KHÁI NIỆM ➢Các yêu cầu việc quản lý nhớ: ▪ Cấp phát nhớ cho process ▪ Tái định vị (relocation): swapping,… ▪ Bảo vệ: phải kiểm tra truy xuất nhớ có hợp lệ khơng ▪ Chia sẻ: cho phép process chia sẻ vùng nhớ chung ▪ Kết gán địa nhớ luận lý (logic) user vào địa thực (vật lý) Operating System Concepts – 10th Edition 1.6 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 II CÁC KIỂU ĐỊA CHỈ NHỚ ➢Bộ nhớ: dãy ô nhớ liên tục ➢Mỗi ô nhớ (một word) có địa ➢Chương trình = tập câu lệnh (chỉ thị máy) + liệu ➢Nạp chương trình vào nhớ => đặt thị liệu vào ô nhớ => xác định ánh xạ thị, liệu vào địa nhớ Operating System Concepts – 10th Edition 1.7 MOV AX, 10 MOV BX, 20 ADD AX, AX, BX 12 16 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 II CÁC KIỂU ĐỊA CHỈ NHỚ ➢Địa vật lý (physical address – địa thực, địa tuyệt đối) vị trí thực nhớ ➢Địa logic (logical address – địa luận lý) tham chiếu đến vị trí nhớ độc lập với cấu trúc tổ chức vật lý nhớ ▪ Các trình biên dịch (compiler) tạo mã lệnh chương trình mà đó, tham chiếu nhớ địa logic ➢Địa tương đối (relative address) kiểu địa logic địa biểu diễn tương đối so với điểm xác định chương trình ➢Khi lệnh thực thi, tham chiếu đến địa logic phải dịch sang địa vật lý Thao tác cần có hổ trợ phần cứng để đạt hiệu suất cao Operating System Concepts – 10th Edition 1.8 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 NẠP CHƯƠNG TRÌNH VÀO BỘ NHỚ ➢Bộ linker: kết hợp object module thành file nhị phân có khả thực thi gọi load module ➢Bộ loader: nạp load module vào nhớ: Operating System Concepts – 10th Edition 1.9 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 CƠ CHẾ THỰC HIỆN LINKING Operating System Concepts – 10th Edition 1.10 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 CHUYỂN ĐỔI ĐỊA CHỈ ➢Mỗi địa ảo : ➢số hiệu phân đoạn s : sử dụng mục đến bảng phân đoạn ➢địa tương đối d : có giá trị khoảng từ đến giới hạn chiều dài phân đoạn Nếu địa tương đối hợp lệ, cộng với giá trị chứa ghi để phát sinh địa vật lý tương ứng Operating System Concepts – 10th Edition 1.79 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 CHUYỂN ĐỔI ĐỊA CHỈ Operating System Concepts – 10th Edition 1.80 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 CHUYỂN ĐỔI ĐỊA CHỈ Operating System Concepts – 10th Edition 1.81 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 KIẾN TRÚC PHÂN ĐOẠN ➢Tái định vị ▪ Động (dynamic partition) ▪ Thông qua bảng phân đoạn ➢Chia sẻ ▪ Có thể chia sẻ phân đoạn chương trình ▪ Sử dụng chung số segment ➢Cấp phát ▪ first fit/best fit ▪ Có tượng phân mảnh ngoại vi Operating System Concepts – 10th Edition 1.82 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 KIẾN TRÚC PHÂN ĐOẠN Operating System Concepts – 10th Edition 1.83 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 KIẾN TRÚC PHÂN ĐOẠN ➢Bảo vệ ▪ Mỗi entry thêm bit “valid bit” Nếu valid bit = đoạn không hợp lệ truy cập phân ▪ Hỗ trợ phân quyền theo thao tác read/write/execute Operating System Concepts – 10th Edition 1.84 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 CHIA SẺ CÁC ĐOẠN Operating System Concepts – 10th Edition 1.85 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 KẾT HỢP PHÂN TRANG VÀ PHÂN ĐOẠN ➢Ý tưởng: ▪ Phân trang phân đoạn ▪ Bộ nhớ = nhiều phân đoạn ▪ Phân đoạn = nhiều trang ➢Giải tình trạng phân mảnh ngoại vi ➢Mỗi phần tử bảng phân đoạn gồm hai thành phần: ▪ Thanh ghi giới hạn (limit): kích thước phân đoạn (giống với phân đoạn thuần) ▪ Thanh ghi sở (base): chứa địa bảng trang phân đoạn (khác với phân đoạn thuần) Operating System Concepts – 10th Edition 1.86 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 KẾT HỢP PHÂN TRANG VÀ PHÂN ĐOẠN Operating System Concepts – 10th Edition 1.87 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 KẾT HỢP PHÂN TRANG VÀ PHÂN ĐOẠN Operating System Concepts – 10th Edition 1.88 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 KẾT HỢP PHÂN TRANG VÀ PHÂN ĐOẠN Operating System Concepts – 10th Edition 1.89 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 CHUYỂN ĐỔI ĐỊA CHỈ • Mỗi địa logic ba: – số hiệu phân đoạn (s): sử dụng mục đến phần tử tương ứng bảng phân đoạn – số hiệu trang (p): sử dụng mục đến phần tử tương ứng bảng trang phân đoạn – địa tương đối trang (d): kết hợp với địa bắt đầu trang để tạo địa vật lý mà trình quản lý nhớ sử dụng Operating System Concepts – 10th Edition 1.90 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 Operating System Concepts – 10th Edition 1.91 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 Operating System Concepts – 10th Edition 1.92 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 Operating System Concepts – 10th Edition 1.93 Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 ... Silberschatz, Galvin and Gagne ©2018 MƠ HÌNH QUẢN LÝ BỘ NHỚ THỰC ➢Các chế quản lý nhớ thực sau (hầu khơng có) dùng hệ thống đại, nhiên, ý tưởng cho mơ hình quản lý nhớ ảo sau ▪ Phân chia cố định (fix... CÁC KIỂU ĐỊA CHỈ NHỚ ? ?Bộ nhớ: dãy ô nhớ liên tục ➢Mỗi nhớ (một word) có địa ? ?Chương trình = tập câu lệnh (chỉ thị máy) + liệu ➢Nạp chương trình vào nhớ => đặt thị liệu vào ô nhớ => xác định ánh... vào nhớ đặt tiến trình để xử lý ➢Vấn đề: ▪ Khi nạp? ▪ Nạp vào đâu? ▪ Những phần nạp vào? ? ?Quản lý nhớ giúp tối ưu hóa hoạt động nhớ ▪ Tối ưu hóa số tiến trình lúc nhớ nhằm nâng cao tính đa chương