Bài giảng Tin học đại cương - Chương 3: Quản lý lưu trữ trình bày các nội dung như quản lý bộ nhớ, bộ nhớ ảo, giao diện hệthống file, cài đặt hệthống file. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung chương 3 Quản lý nhớ Bộ nhớ ảo Giao diện hệ thống file Cài đặt hệ thống file 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành Quản lý nhớ Cơ sở Swapping Phân phối nhớ liên tục Phân trang (paging) Phân đoạn (segmentation) Phân đoạn kết hợp với phân trang (Segmentation với Paging) 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành 1.1 Cơ sở Chương trình muốn thực thi cần phải tải vào nhớ đặt tiến trình Hàng đợi vào (Input Queue) Tập tiến trình đĩa, đợi tải vào nhớ để thực Các chương trình người dùng muốn thực thi cần phải qua số bước có bước gán địa cho câu lệnh/dữ liệu 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành Gán nhớ cho câu lệnh liệu Việc gán địa cho câu lệnh liệu thực thi thời điểm Biên dịch – vị trí nhớ biết trước – sinh mã tuyệt đối (absolute code); cần phải biên dịch lại vị trí bắt đầu bị thay đổi Lúc tải (loading time) – phải sinh mã định vị lại (relocatable code) – vị trí nhớ khơng biết trước Lúc thực thi – Gán địa trì hỗn thực thi tiến trình thay đổi, từ đoạn nhớ đến đoạn nhớ khác thực thi 2008-05-01 Mã định vị lại “14 bytes kể từ đầu module” Yêu cầu phần cứng hỗ trợ cho ánh xạ địa (thanh ghi sở, ghi giới hạn) Nguyên lý Hệ điều hành Các bước xử lý tiến trình người dùng 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành Không gian địa vật lý không gian địa logic Khái niệm không gian địa logic gắn với không gian địa vật lý trung tâm kĩ thuật quản lý nhớ Các địa logic – sinh CPU; gọi địa ảo Địa vật lý – địa thật nhớ, thấy đơn vị quản lý nhớ Như lược đồ gán địa lúc biên dịch, tải Khác lược đồ gán địa lúc thực thi 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành Đơn vị quản lý nhớ (MMU) Thiết bị phần cứng thực việc ánh xạ địa ảo đến địa vật lý Ví dụ lược đồ MMU đơn giản Giá trị ghi relocation cộng vào cho địa sinh tiến trình người dùng thời điểm tải vào nhớ Chương trình người dùng làm việc với địa logic; khơng thấy địa vật lý 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành Gán địa động với ghi relocation 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành Tải động vào nhớ Các phương thức không tải vào nhớ gọi Tận dụng không gian nhớ tốt Phương thức không sử dụng không tải Hữu ích cần lượng mã lớn để xử lý trường hợp không thường xuyên Không cần phải có hỗ trợ đặc biệt hệ điều hành thiết kế chương trình 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành 10 Phân phối số (tt) Cần bảng Truy cập ngẫu nhiên Phân phối động mà khơng sinh phân mảnh ngồi (chỉ tốn không gian cho bảng index) Ánh xạ từ không gian logic sang không gian vật lý file kích cỡ tối đa 256K từ kích cỡ khối 512 từ cần khối cho bảng index Q LA/512 R 2008-05-01 Q = số bảng index R = số khối Nguyên lý Hệ điều hành 157 Phân phối đánh số – Ánh xạ (tt) Ánh xạ từ không gian logic sang không gian vật lý file độ dài khơng giới hạn (kích cỡ khối 512 từ) Lược đồ liên kết – Liên kết khối bảng số (khơng giới hạn kích cỡ) Q1 LA / (512 x 511) R1 Q1 = khối bảng số R1 sử dụng sau: Q2 R1 / 512 R2 Q2 = gia số khối chứa bảng số R2 gia số khối file: 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành 158 Phân phối đánh số - Ánh xạ (tt) Hai mức số (kích cỡ file tối đa 5123) Q1 LA / (512 x 512) R1 Q1 = Gia số bảng file mức R1 sử dụng sau: Q2 R1 / 512 R2 Q2 = gia số khối bảng số mức R2 gia số khối file: 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành 159 Phân phối file số – Ánh xạ (tt) M outer-index index table 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành file 160 Lược đồ kết hợp: UNIX (4K bytes khối) 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành 161 4.4 Quản lý không gian rỗi Vector bit (n khối n-1 bit[i] = 678 … ⇒ block[i] free ⇒ block[i] occupied Tính tốn số khối (số lượng bit từ) * (số lượng từ nhận giá trị 0) + Gia số bit 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành 162 Quản lý không gian rỗi (tt) Ánh xạ bit cần thêm không gian Ví dụ: kích cỡ khối = 212 bytes kích cỡ đĩa = 230 bytes (1 gigabyte) n = 230/212 = 218 bits (or 32K bytes) Dễ dàng truy nhập đến file liên tục Danh sách liên kết (danh sách liên kết rỗi) 2008-05-01 Khó có khơng gian liên tục Khơng lãng phí khơng gian Nguyên lý Hệ điều hành 163 Quản lý không gian rỗi (tt) Cần phải bảo vệ: Con trỏ đến danh sách rỗi Ánh xạ bit Giải pháp: 2008-05-01 Phải giữ đĩa Bản đĩa nhớ khác Khơng cho phép khối[i] trạng thái mà bit[i] = nhớ bit[i] = đĩa Thiết lập bit[i] = đĩa Phân phối khối[i] Thiết lập bit[i] = nhớ Nguyên lý Hệ điều hành 164 Danh sách liên kết không gian rỗi đĩa 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành 165 Hiệu Hiệu phụ thuộc vào: Các thuật toán phân phối đĩa thư mục Các kiểu liệu giữ đầu vào thư mục chứa file Năng suất 2008-05-01 Cache đĩa – lưu lại phần đĩa thường xuyên truy nhập Giải phóng sau- đọc trước – kĩ thuật tối ưu truy nhập Tăng suất làm việc cho PC Nguyên lý Hệ điều hành 166 Cache trang Một cache trang lưu lại trang thay khối đĩa sửa dụng kĩ thuật nhớ Ánh xạ nhớ I/O sửa dụng cache trang Các thao tác vào với hệ thống file sử dụng page(disk) cache 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành 167 I/O mà khơng có tổ chức cache hợp 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành 168 Sửa dụng cache đệm hợp Một cache đệm hợp nhất: sử dụng không gian cache page để 2008-05-01 cache trang ánh xạ nhớ vào/ra hệ thống file thông thường Nguyên lý Hệ điều hành 169 I/O sử dụng cache đệm hợp 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành 170 Khôi phục Kiểm tra tính quán – so sánh liệu cấu trúc thư mục so sánh với khối đĩa, cố gắng giải tính khơng qn Sử dụng chương trình hệ thống để back up liệu từ đĩa sang thiết bị lưu trữ khác (floppy disk, magnetic tape, other magnetic disk, optical) Khôi phục file hay thư mục bị cách khôi phục lại backup 2008-05-01 Nguyên lý Hệ điều hành 171 ... trúc dịch địa 200 8-0 5-0 1 Nguyên lý Hệ điều hành 23 Ví dụ phân trang 200 8-0 5-0 1 Nguyên lý Hệ điều hành 24 Ví dụ phân trang 200 8-0 5-0 1 Nguyên lý Hệ điều hành 25 Các frame rỗi 200 8-0 5-0 1 Trước phân... segmentation cho hình vẽ sau 200 8-0 5-0 1 Nguyên lý Hệ điều hành 49 Phần cứng phân đoạn 200 8-0 5-0 1 Nguyên lý Hệ điều hành 50 Ví dụ phân đoạn 200 8-0 5-0 1 Nguyên lý Hệ điều hành 51 ... 200 8-0 5-0 1 Nguyên lý Hệ điều hành 44 Quan điểm người dùng chương trình 200 8-0 5-0 1 Nguyên lý Hệ điều hành 45 Quan điểm logic segmentation 4 user space 200 8-0 5-0 1 physical memory space Nguyên lý Hệ