Tiểu luận môn kiến trúc máy tính tìm vitual memory – bộ nhớ ảo

Vitual Memory – Bộ nhớ ảo Lục Đức Tuấn Lê Minh Châu Nhóm 2: Lê Hồng Dũng Nguyễn Khắc Trung Huỳnh Ngọc Tuấn Võ Văn Vinh Giảng viên: TS Trần Ngọc Thịnh Nội dung Quản lý nhớ RAM Quản lý nhớ ảo Phân trang nhớ ảo Phân đoạn nhớ ảo 2/9/16 Vitual Memory Tổng quan quản lý nhớ  Thường người lập trình muốn nhớ mà chương trình truy xuất có tính chất:    2/9/16 Dung lượng lớn Chạy nhanh Không bị thông tin Vitual Memory Tổng quan quản lý nhớ (tt)  Thường máy tính sử dụng loại nhớ:    Cache: giá cao, dung lượng hạn chế, tốc độ cao Bộ nhớ DRAM: dung lượng trung bình, giá trung bình, tốc độ trung bình Đĩa cứng: dung lượng lớn, chậm, giá rẻ  Module quản lý nhớ phải tận dụng ưu/khuyết điểm loại nhớ máy tính để cung cấp cho người lập trình không gian làm việc thoả mãn nhiều yêu cầu tốt 2/9/16 Vitual Memory Quản lý nhớ RAM  Trong bối cảnh máy có dung lượng RAM lớn (512KB), phần mềm cần chạy có kích thước nhỏ (10-100KB), ta dùng kỹ thuật quản lý nhớ: 1/ Kỹ thuật phân vùng tĩnh dùng nhiều hàng chờ độc lập:   HĐH load vào vùng nhớ thấp RAM phần trống lại RAM chia làm nhiều phân vùng có kích thước tăng dần (10, 20, 40, 80, 160KB, ) 2/9/16 Vitual Memory Quản lý nhớ RAM  phân vùng có hàng chờ ứng dụng cần chạy phân vùng tương ứng  cần chạy ứng dụng, người chạy ứng dụng phải chọn phân vùng có kích thước nhỏ >= kích thước ứng dụng hàng hàng chờ tương ứng  HĐH phục vụ ứng dụng hàng chờ theo thứ tự đến trước phục vụ trước 2/9/16 Vitual Memory Quản lý nhớ RAM (tt) Kỹ thuật dùng nhiều hàng chờ độc lập có khuyết điểm :  Kích thước phân vùng tĩnh thường không khớp với kích thước ứng dụng nên bị lãng phí  sử dụng phân vùng thường không gây lãng phí : nhiều phần mềm hàng chạy phân vùng kích thước nhỏ, lúc phân vùng kích thước lớn ứng dụng chạy 2/9/16 Vitual Memory Quản lý nhớ RAM (tt) 2 Kỹ thuật phân vùng tĩnh dùng hàng chờ nhất: 2/9/16 Vitual Memory Quản lý nhớ RAM (tt)  Kỹ thuật phân vùng tĩnh dùng hàng chờ nhất:   HĐH load vào vùng nhớ thấp RAM phần trống lại RAM chia làm nhiều phân vùng có kích thước tăng dần (10, 20, 40, 80, 160KB, )   có hàng chờ ứng dụng cần chạy phân vùng phân vùng rãnh, HĐH dò hàng chờ ứng dụng có kích thước lớn next; 2/9/16 Vitual Memory 36 Các phương pháp giải phóng trang thật  Phương pháp “Not Recently-Used” - NRU :  Để giải phóng trang gây phiền hà hơn, ta kết hợp trang thật bit trạng thái Cụ thể ta có bit miêu tả trạng thái trang thật sau :  bit R = 0/1 (Recent) Định kỳ bit R trang bí xóa 0, trang bị truy xuất set R =  bit M = 0/1(Modified) Mỗi lần nạp trang ảo, bit M trang thật xóa Mỗi lần bị thay đổi nội dung, bit M set lên 2/9/16 Vitual Memory 37 Các phương pháp giải phóng trang thật  Phương pháp “Not Recently-Used” - NRU (tt):   Như trang trạng thái sau : S0 : R = M = : khứ gần, trang chưa truy xuất trang chưa bị thay đổi nội dung  S1 : R = 0, M = : khứ gần, trang chưa truy xuất trang bị thay đổi nội dung  S2 : R = 1, M = : khứ gần, trang truy xuất, trang chưa bị thay đổi nội dung  S3 : R = 1, M = : khứ gần, trang truy xuất trang bị thay đổi nội dung  Khi cần giải phóng trang, ta chọn trang theo thứ tự ưu tiên từ S0 -> S3 2/9/16 Vitual Memory 38 Các phương pháp giải phóng trang thật 5 Phương pháp “Least Recently-Used” - LRU:  kết hợp trang vùng thông tin miêu tả mốc thời gian Mỗi lần trang truy xuất, ta ghi thời điểm truy xuất vào mốc thời gian trang  Mỗi cần giải phóng trang, ta chọn trang có mốc thời gian nhỏ (trang truy xuất lần cuối lâu nhất) 2/9/16 Vitual Memory 39 Nội dung Quản lý nhớ RAM Quản lý nhớ ảo Phân trang nhớ ảo Phân đoạn nhớ ảo 2/9/16 Vitual Memory 40 Phân đoạn nhớ Bộ nhớ vật lý chia thành khối có kích thước khác gọi đoạn (segment) Kích thước đoạn lớn từ 2^16 đến 2^32 bytes , nhỏ bytes 2/9/16 Vitual Memory 41 Phân đoạn nhớ  Phân trang  Phân đoạn  Kích thước địa :  P/P thay khối: đơn giản (thay  Kích thước địa :  P/P thay khối: phức tạp ( phải khối có kích thước) tìm kiếm khối liền kề , chưa sử  Tần suất truy xuất ổ đĩa: Có dụng bô nhớ)  Tần suất truy xuất ổ đĩa: Không thường xuyên 42 Vitual Memory Thank you! [...]... vùng nhớ để chứa phần code và dữ liệu khác 2/9/16 Vitual Memory 15 2 mô hình Mô hình hệ thống có và không sử dụng bộ nhớ ảo 2/9/16 Vitual Memory 16 Bộ nhớ ảo (tt) Bộ nhớ ảo là một kỹ thuật quản lý bộ nhớ được thực hiện bằng phần cứng và phần mềm 2/9/16 Vitual Memory 17 Quản lý bộ nhớ ảo Khối MMU và nguyên lý hoạt động 2/9/16 Vitual Memory 18 Quản lý bộ nhớ ảo  Có 3 phương pháp quản lý bộ nhớ ảo khác... phần tử của bảng là 1 record chứa các thông số quản lý trang ảo tương ứng: 2/9/16 Vitual Memory 22 Quản lý bộ nhớ ảo phân trang  Nguyên lý hoạt động (tt): 2/9/16 Vitual Memory 23 Nội dung Quản lý bộ nhớ RAM Quản lý bộ nhớ ảo Phân trang bộ nhớ ảo Phân đoạn bộ nhớ ảo 2/9/16 Vitual Memory 24 Quản lý bộ nhớ ảo phân trang  Qui trình đổi địa chỉ ảo sang địa chỉ thật :  1 từ địa chỉ mà chương trình truy...   Quản lý bộ nhớ phân trang (Paging) Quản lý bộ nhớ phân đoạn (Segmentation) Quản lý bộ nhớ phân đoạn và phân trang (Segmentation & Paging)  Để đạt được tốc độ cần thiết, người ta phải hiện thực các phương pháp quản lý bộ nhớ ảo bằng phần cứng Đơn vị phần cứng quản lý bộ nhớ ảo được gọi là MMU (Memory Management Unit) Đơn vị MMU thường trong CPU 2/9/16 Vitual Memory 19 Quản lý bộ nhớ ảo phân trang... ảo Phân đoạn bộ nhớ ảo 2/9/16 Vitual Memory 13 Bộ nhớ ảo  Tất cả các phương pháp quản lý bộ nhớ đã trình bày trước đây đều có nhược điểm là dựa vào ý tưởng: nạp toàn bộ file phần mềm vào bộ nhớ trước khi chạy ứng dụng tương ứng  Trong bối cảnh sử dụng máy hiện nay, máy chỉ có RAM kích thước vừa phải ( ... dụng nhớ ảo 2/9/16 Vitual Memory 16 Bộ nhớ ảo (tt) Bộ nhớ ảo kỹ thuật quản lý nhớ thực phần cứng phần mềm 2/9/16 Vitual Memory 17 Quản lý nhớ ảo Khối MMU nguyên lý hoạt động 2/9/16 Vitual Memory. .. động cho E chạy 2/9/16 Vitual Memory 12 Nội dung Quản lý nhớ RAM Quản lý nhớ ảo Phân trang nhớ ảo Phân đoạn nhớ ảo 2/9/16 Vitual Memory 13 Bộ nhớ ảo  Tất phương pháp quản lý nhớ trình bày trước... động (tt): 2/9/16 Vitual Memory 23 Nội dung Quản lý nhớ RAM Quản lý nhớ ảo Phân trang nhớ ảo Phân đoạn nhớ ảo 2/9/16 Vitual Memory 24 Quản lý nhớ ảo phân trang  Qui trình đổi địa ảo sang địa thật