Bài giảng Hệ điều hành - Chương 4: Quản lý bộ nhớ cung cấp cho người học các kiến thức: Bộ nhớ và chương trình, các phương thức quản lý bộ nhớ, quản lý bộ nhớ trên IBM - PC. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
HỆ ĐIỀU HÀNH Giảng viên: Ths Phạm Thanh Bình Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng http://vn.myblog.yahoo.com/CNTT-wru http://ktmt.wru.googlepages.com Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - Chương 4: QUẢN LÝ BỘ NHỚ Bộ nhớ chương trình Các phương thức quản lý nhớ Quản lý nhớ IBM - PC Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - Bài 4.1 – Bộ nhớ chương trình Bộ nhớ tài nguyên quan trọng để thi hành chương trình Muốn thi hành chương trình mã lệnh liệu phải nạp vào nhớ Cách thức tổ chức quản lý nhớ ảnh hưởng tới tốc độ hiệu thi hành chương trình Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - Các bước thực chương trình Bước 1: Dịch Bước 2: Biên tập Bước 3: Thi hành Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - Bước 1: Dịch Dịch modul chương trình (từ ngơn ngữ thuật tốn) sang ngơn ngữ máy (nhị phân), bao gồm: Chuyển đổi tên biến sang địa ô nhớ logic (tức địa tương đối nhớ đoạn liệu chương trình) Chuyển đổi câu lệnh sang mã máy Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - Bước 2: Biên tập Liên kết modul dịch để tạo thành chương trình hồn chỉnh Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - Bước 3: Thi hành Nạp chương trình vào nhớ vật lý cụ thể, chuyển đổi địa logic sang địa vật lý Quyền điều khiển trao cho câu lệnh chương trình Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - Cấu trúc chương trình Một chương trình thường gồm đoạn: Mã lệnh, liệu, ngăn xếp Khi thi hành chương trình mã lệnh, liệu, ngăn xếp thường nạp vào đoạn nhớ riêng (không thiết liền nhau) Việc tổ chức, xếp đoạn chương trình nhớ có ảnh hưởng lớn tới tốc độ thi hành chương trình hiệu sử dụng nhớ Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - Bài 4.2 – Các phương thức quản lý nhớ Phân khu cố định Phân khu động Phân đoạn Phân trang Kết hợp phân trang - đoạn Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - Phân khu cố định Bộ nhớ chia thành N phần (khơng thiết nhau) Mơi phần dùng để nạp chạy chương trình Có thể chạy đồng thời nhiều chương trình Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 10 Giải thích: Trường Limit: chứa độ dài đoạn nhớ (tối đa 216 = 64 KB) Trường Base: Địa đoạn nhớ nhớ (địa 24 bít) Trường P: + P = 0: Đoạn chưa nạp vào nhớ + P = 1: Đoạn nạp vào nhớ Trường DPL: Chứa mức ưu tiên đoạn Bộ môn Kỹ(Descriptor thuật máy tính Privilege & mạng – Level) Khoa CNTT Hệ điều hành - 31 Segment Segment gọi Bộ chọn đoạn, chứa thơng tin sau: 15 index TI RPL Từ bít -> 15: chứa số hiệu đoạn logic, tức số hiệu ghi bảng mô tả Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 32 Trường RPL (dài bít): Chứa mức ưu tiên mong muốn (Request Privilege Level) Trường TI: + TI = 0: Đoạn bảng mô tả toàn cục quản lý (GDT - Global Descriptor Table) + TI = 1: Đoạn bảng mô tả cục quản lý (LDT – Local Descriptor Table) Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 33 Cách chuyển đổi địa segment:offset sang địa vật lý? Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 34 Các mức ưu tiên Mức 0: Là mức ưu tiên cao nhất, dành cho chương trình cấp thấp quản lý CPU, quản lý nhớ Mức 1: Dành cho chương trình quản lý vào/ra Mức 2: Dành cho chương tình quản lý file Mức 3: Là mức ưu tiên thấp nhất, dành cho chương trình ứng dụng Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 35 Quản lý nhớ hệ thống 80386 Cũng có hai chế độ (chế độ thực bảo vệ) giống 80286 Trong chế độ bảo vệ: áp dụng phương pháp quản lý nhớ kiểu phân đoạn kết hợp phân trang - đoạn Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 36 Quản lý nhớ kiểu phân đoạn Cũng tương tự 80286, có thêm số thay đổi sau: Sử dụng địa vật lý dài 32 bít nên quản lý tối đa GB nhớ vật lý Địa segment:offset dài 16 bít: 32 bít Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 37 Bảng mô tả: 15 16 39 40 47 48 51 52 55 56 63 Limit Base Limit Base (4 bít) x x DG (4 bít) (16 bít) (24 bít) (8 bít) Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT (8 bít) Hệ điều hành - 38 Giải thích: Trường Limit: dài 16 + = 20 bít (độ dài đoạn tối đa 220 [đơn vị]) + Nếu bít G = 0: Đơn vị đo Byte (Một đoạn dài tối đa 220 byte = MB) + Nếu bít G = 1: Đơn vị đo Trang Trường Base: dài 24 + = 32 bít (địa vật lý 32 bít) Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 39 Bộ nhớ kết hợp phân trang - đoạn Chương trình chia thành nhiều đoạn, đoạn ứng với modul Mỗi đoạn chia thành trang có kích thước KB Bộ nhớ chia thành trang KB, trang chương trình nạp vào trang nhớ Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 40 Quản lý trang Một đoạn có tới 220 trang nên kích thước bảng quản lý trang lớn Cần thực phân cấp để giảm kích thước bảng quản lý trang Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 41 Một bảng quản lý chứa thông tin 210 = 1024 trang Một thư mục trang chứa thơng tin 210 = 1024 bảng quản lý trang Một thư mục trang quản lý 210 x 210 = 220 trang Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 42 Địa tuyến tính Địa tuyến tính dài 32 bít, chia làm trường: 31 22 21 12 11 Số hiệu bảng qlý Số hiệu trang Vị trí nhớ trang (B) (T) (d) Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 43 Cách chuyển đổi địa tuyến tính sang địa vật lý? Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 44 Hết Phần Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 45 ... 16 39 40 41 43 44 45 46 47 48 Limit Base A Type S DPL P (16 bít) ( 24 bít) 63 Reserved (16 bít) Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 30... CNTT Hệ điều hành - 43 Cách chuyển đổi địa tuyến tính sang địa vật lý? Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - 44 Hết Phần Bộ mơn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều. . .Chương 4: QUẢN LÝ BỘ NHỚ Bộ nhớ chương trình Các phương thức quản lý nhớ Quản lý nhớ IBM - PC Bộ môn Kỹ thuật máy tính & mạng – Khoa CNTT Hệ điều hành - Bài 4. 1 – Bộ nhớ chương trình