Bài báo cáo môn Vi xử lý và lập trình- Quản lý bộ nhớ

Bài Báo Cáo Môn: Bài Báo Cáo Môn: VI XỬ LÝ VÀ LẬP TRÌNH VI XỬ LÝ VÀ LẬP TRÌNH ASSEMBLY ASSEMBLY Nhóm 13: 1. Nguyễn Thị Thúy Hằng 566555 2. Phùng Thị Hồng 565496 3. Bùi Thị Diệu Linh 566565 4. Hạ Xuân Phong 566575 5. Lê Việt Phú 566576 HELLO…. Đề Tài 03 Đề Tài 03 : : Nội Dung Chính: A. Khái niệm cơ bản. B. Kĩ thuật cấp phát bộ nhớ. C. Hoán vị D. Nạp chương trình vào bộ nhớ E. Phân mảnh F. Bảo vệ bộ nhớ A. KHÁI NIỆM CƠ BẢN. I. Khái niệm II. Nhiệm vụ III. Phân phối bộ nhớ IV. Liên kết địa chỉ V. Không gian địa chỉ luận lý và địa chỉ vật lý I. Khái niệm • Bộ nhớ là trung tâm hoạt động của hệ thống máy tính hiện đại. Bộ nhớ gồm một dãy lớn của các từ (words) hoặc các byte, mỗi cái đều có địa chỉ riêng của nó. CPU lấy các chỉ thị từ bộ nhớ dựa theo giá trị của thanh đếm chương trình. Các chỉ thị này có thể gây việc nạp bổ sung các từ và lưu trữ tới các địa chỉ bộ nhớ xác định. • Các yêu cầu đối với việc quản lý bộ nhớ: - Cấp phát bộ nhớ cho process. - Tái định vị (relocation). - Bảo vệ: phải kiểm tra truy xuất bộ nhớ có hợp lệ không? - Chia sẻ: Cho phép các process chia sẻ vùng nhớ chung. - Kết gán địa chỉ nhớ luận lý của user địa chỉ thực (physical) II. Nhiệm vụ. • Quản lý bộ nhớ là nhiệm vụ trọng tâm hàng đầu của HĐH • Bao gồm các công việc: - Cấp phát và thu hồi vùng nhớ cho các tiến trình khi cần thiết - Ghi nhận tình trạng bộ nhớ chính: vùng đã cấp phát, vùng còn có thể sử dụng… - Quyết định tiến trình nào được nạp vào bộ nhớ chính khi có một vùng nhớ trống. III. Phân phối bộ nhớ 1. Phân phối đơn chương • Bộ nhớ được chia sẻ cho hệ điều hành và một chương trình duy nhất của người sử dụng. Tại một thời điểm, một phần của bộ nhớ sẽ do hệ điều hành chiếm giữ, phần còn lại thuộc về quá trình người dùng duy nhất trong hệ thống. • Rất nhiều tiến trình trải qua phần lớn thời gian để chờ các thao tác nhập/xuất hoàn thành. CPU ở trạng thái rỗi. Hệ thống đơn chương không cho phép sử dụng hiệu quả CPU. Không cho phép nhiều người sử dụng làm việc đồng thời theo cơ chế tương tác. • Để nâng cao hiệu suất sử dụng CPU, cần cho phép chế độ đa chương mà trong đó các quá trình chia sẻ CPU với nhau để hoạt động đồng hành. 2. Phân phối đa chương. * Hệ thống đa chương với phân khu cố định - Đây là phương pháp đơn giản nhất để cấp phát bộ nhớ. - Khi một phân khu rảnh, một quá trình được chọn từ hàng đợi nhập và được nạp vào phân khu trống. Có hai tiếp cận để tổ chức hàng đợi: • Sử dụng nhiều hàng đợi: Mỗi phân khu sẽ có một hàng đợi tương ứng. • Sử dụng một hàng đợi: Tất cả các quá trình được đặt trong hàng đợi duy nhất. 2. Phân phối đa chương. (ti p)ế * Hệ thống đa chương với phân khu động Cơ chế này là tổng quát của cơ chế phân khu cố định. Nó được dùng chủ yếu trong môi trường xử lý theo lô. [...]... lớn nhất First-fit và best-fit tốt hơn worst-fit theo nghĩa tốc độ và tận dụng bộ nhớ II Cấp phát không liên tục 1 Phân trang (Paging) - Phân trang là cơ chế quản lý bộ nhớ cho phép không gian địa chỉ vật lý của quá trình là không kề nhau - Phân trang tránh vấn đề đặt vừa khít nhóm bộ nhớ có kích thước thay đổi vào vùng lưu trữ phụ (backing store) mà hầu hết các cơ chế quản lý bộ nhớ trước đó gặp phải... tạo ra bởi CPU được chia thành hai phần: Số trang (p) và Độ dời trang (d) • Số trang được dùng như chỉ mục vào bảng trang Bảng trang chứa địa chỉ nền của mỗi trang trong bộ nhớ vật lý Địa chỉ nền này được kết hợp với độ dời trang để định nghĩa địa chỉ bộ nhớ vật lý mà nó được gửi đến đơn vị bộ nhớ • Những thông tin (chi tiết cấp phát bộ nhớ vật lý; khung nào được cấp phát, khung nào còn trống, tổng... dụng phân đoạn với phân trang cho vi c quản lý bộ nhớ Số tối đa các phân đoạn trên quá trình là 16KB và mỗi phân đoạn có thể lớn tới 4GB Kích thước trang là 4 KB C HOÁN VỊ • Một quá trình cần ở trong bộ nhớ để được thực thi Tuy nhiên, một quá trình có thể được hoán vị (swapped) tạm thời khỏi bộ nhớ tới vùng lưu trữ phụ backing store, sau đó mang trở lại bộ nhớ để vi c thực thi được tiếp tục • Một biến... - Tập hợp tất cả địa chỉ vật lý tương ứng địa chỉ luận lý này là không gian địa chỉ vật lý B KĨ THUẬT CẤP PHÁT BỘ NHỚ I Cấp phát bộ nhớ liên tục II Cấp phát bộ nhớ không liên tục I Cấp phát liên tục (Contiguous allocation) � Bộ nhớ được chia thành các khối với cỡ cố định, mỗi tiến trình được cấp phát một khối � Khi tiến trình kết thúc, khối bộ nhớ đã cấp phát cho tiến trình được giải phóng để cấp phát... (Segmentation) • Không gian địa chỉ là một tập các phân đoạn (segments) • Phân đoạn là một cơ chế quản lý bộ nhớ hỗ trợ tầm nhìn bộ nhớ của người dùng • Các phân đoạn là những phần bộ nhớ kích thước khác nhau và có liên hệ logic với nhau Mỗi phân đoạn có một tên gọi (số hiệu phân đoạn) và một độ dài Người dùng sẽ thiết lập mỗi địa chỉ với hai giá trị : Hình 4 Mô hình về Phần cứng... toàn bộ chương trình như trường hợp phân trang Hình 5 Chia sẻ các phân đoạn trong một hệ thống bộ nhớ được phân đoạn 3 Phân đoạn với phân trang • Hai bộ vi xử lý phổ biến nhất hiện nay là: dòng Motorola 68000 được thiết kế dựa trên cơ sở không gian địa chỉ phẳng, ngược lại, họ Intel 80x86 và Petium dựa trên cơ sở phân đoạn Cả hai là mô hình bộ nhớ hợp nhất hướng tới sự kết hợp của phân trang và phân... địa chỉ vật lý - Một địa chỉ được tạo ra bởi CPU thường được gọi là địa chỉ luận lý (logical address), ngược lại một địa chỉ được xem bởi đơn vị bộ nhớ (nghĩa là, một địa chỉ được nạp vào thanh ghi địa chỉ bộ nhớ) thường được gọi là địa chỉ vật lý (physical address) - Tập hợp tất cả địa chỉ luận lý được tạo ra bởi chương trình là không gian địa chỉ luận lý - Tập hợp tất cả địa chỉ vật lý tương ứng... được gọi là cuộn ra (roll out), và cuộn vào (roll in) • Hoán vị yêu cầu một vùng lưu trữ phụ (backing store), thường là một đĩa tốc độ cao Nó phải đủ lớn để chứa các bản sao của tất cả hình ảnh bộ nhớ cho tất cả người dùng, và nó phải cung cấp truy xuất trực tiếp tới các hình ảnh bộ nhớ này Hình 6 Hoán vị hai quá trình dùng đĩa như là backing store D NẠP CHƯƠNG TRÌNH VÀO BỘ NHỚ 1 Nạp chương trình động... chuyển nội dung bộ nhớ để đặt tất cả bộ nhớ trống với nhau trong một khối lớn Giải thuật kết khối đơn giản nhất là di chuyển tất cả quá trình tới cuối bộ nhớ; tất cả lỗ trống di chuyển theo hướng ngược lại, tạo ra một lỗ trống lớn của bộ nhớ sẵn dùng Cơ chế này có thể đắt E 1 Phân mảnh ngoài (tiếp) • Một giải pháp khác cho vấn đề phân mảnh ngoài là cho phép không gian địa chỉ luận lý của một quá trình... được lưu ở bộ nhớ trong • Thanh ghi cơ sở bảng trang (page-table base register) (PTBR) trỏ đến bảng trang • Thanh ghi độ dài bảng trang (page-table length register) (PTLR) lưu cỡ bảng trang • Sử dụng bảng trang, mọi thao tác truy cập dữ liệu/lệnh cần tới 2 lần truy cập bộ nhớ (1 cho bảng trang, 1 cho dữ liệu/lệnh) Truy cập bộ nhớ hai lần: Giảm tốc độ • Giải quyết vấn đề 2 lần truy cập bộ nhớ: Sử dụng . Bài Báo Cáo Môn: Bài Báo Cáo Môn: VI XỬ LÝ VÀ LẬP TRÌNH VI XỬ LÝ VÀ LẬP TRÌNH ASSEMBLY ASSEMBLY Nhóm 13: 1. Nguyễn Thị Thúy Hằng. từ bộ nhớ dựa theo giá trị của thanh đếm chương trình. Các chỉ thị này có thể gây vi c nạp bổ sung các từ và lưu trữ tới các địa chỉ bộ nhớ xác định. • Các yêu cầu đối với vi c quản lý bộ nhớ: . vụ III. Phân phối bộ nhớ IV. Liên kết địa chỉ V. Không gian địa chỉ luận lý và địa chỉ vật lý I. Khái niệm • Bộ nhớ là trung tâm hoạt động của hệ thống máy tính hiện đại. Bộ nhớ gồm một dãy