H ì ob ảob của Pị
9.7.KÉ TH ỢP PHÂN ĐOẠN VỚI PHÂN TRANG
P h â n đ o ạ n v à p h â n tra n g đ ề u c ó ư u, n h ư ợ c đ iể m riê n g . T rê n th ự c tế, tro n g c à h ai d ò n g vi x ử lý p h ổ b iế n n h ấ t h iệ n n a y , d ò n g M o to ro la 6 8 0 0 0 th iế t kế d ự a trê n k h ô n g g ia n đ ịa chỉ p h ẳ n g , tr o n g k h i d ò n g In te l 8 0 x 8 6 lại d ự a trê n p h â n đ o ạ n . C ả h ai đ ề u k ế t h ợ p các m ô h ìn h b ộ n h ớ đ ể h ư ớ n g tớ i sự h ộ i tụ g iữ a p h â n đ o ạ n v à p h â n tra n g . C ó th ể n h ìn th ấ y s ự k ế t h ợ p n à y trên H Đ H M U L T IC S v à d ò n g In tel 380.
^ MULTICS
1'rong M U L T IC S , đ ịa chỉ lo g ic đ ư ợ c tá c h th à n h số h iệ u đ o ạ n 18 b it và d ịa c h i tư ơ n g đ ổ i tro n g d o ạ n (o ffse t) 16 bit. M ặ c d ù p h ư ơ n g p h á p n ày tạ o ra k h ô n g g ia n d ịa chỉ 3 4 b it, chi p h í q u ả n lý (tín h th e o đ ơ n vị b ộ n h ớ ) c ủ a b à n g d o ạ n là c h ấ p n h ậ n đ ư ợ c (tiế n trìn h có b a o n h iê u đ o ạ n th ì b ả n g đ o ạ n có bấy n h iê u h à n g ).
'ĩ u y n h iê n , đ o ạ n k íc h th ư ớ c 6 4 K B , m ỗ i từ 36 b it n ê n k íc h th ư ớ c tru n g b ìn h c ù a đ o ạ n tư ơ n g đ ố i lớ n v à g ây ra h iệ n tư ợ n g p h â n m ả n h n g o à i. B ên c ạ n h đ ó , th ờ i g ia n tìm k iế m đ ể c ấ p p h á t đ o ạ n k h á lớ n . Đ ẻ k h ắ c p h ụ c h ai n h ư ợ c đ iể m n ày , M U L T IC S th ự c h iệ n p h â n tra n g c h o đ o ạ n . P h â n tra n g loại trừ h iệ n tư ợ n g p h â n m ả n h n g o ài vì tra n g n h ớ c ó th ể n ằ m tro n g b ấ t c ứ k h u n g tr ố n g n à o . M ồ i tra n g tro n g M U L T IC S có k íc h th ư ớ c 1 K w o rd . D o đ ó , đ ịa ch i tư o n g đ ố i 16 b it tro n g đ o ạ n đ ư ợ c c h ia th à n h 6 b it số h iệ u tra n g v à 1 0 b it c h o đ ịa c h i tư ơ n g đ ố i tro n g tra n g , số h iệ u tra n g đ ư ợ c đ ố i c h iế u v ớ i b ản g tr a n g d ể x á c đ ịn h số h iệ u k h u n g tư ơ n g ứ n g . C u ố i c ù n g , số h iệ u k h u n g đ ư ợ c k ế t h ọ p v ớ i đ ịa ch ỉ tư o n g đ ố i tro n g tra n g đ ể tạ o ra đ ịa chỉ v ậ t lý. P h ư ơ n g p h á p b iế n đ ổ i đ ịa c h i đ ư ợ c m in h h ọ a trê n H ìn h 9 .1 4 b . C h ú ý, sự k h á c b iệ t g iữ a giải p h á p n ày v à p h â n d o ạ n n g u y ê n th ủ y là h à n g tro n g b ả n g đ o ạ n k h ô n g c h ứ a đ ịa ch i c ơ s ở c ủ a đ o ạ n , m à là đ ịa ch i c ơ sở c ủ a b ả n g tra n g ch o đ o ạ n đó.
M ỗ i đ o ạ n có b ả n g tra n g riên g . T u y n h iê n , vì k íc h th ư ớ c đ o ạ n bị giớ i h ạ n n ê n b ả n g tra n g k h ô n g c ầ n p h ải có k íc h th ư ớ c đ ầ y đủ. số lư ợ n g d ò n g tr o n g b à n g tra n g là số lư ợ n g tra n g th ự c s ự c ầ n th iế t. G iố n g n h ư p h â n tra n g , tr a n g c u ố i c ù n g c ù a m ồ i p h â n đ o ạ n th ô n g th u ờ n g sẽ k h ô n g đ ư ợ c sử d ụ n g h ết. D o d ó , tru n g b ìn h p h â n m ả n h tro n g tro n g m ỗ i đ o ạ n là n ử a tra n g .
P h ư o m g p h á p p h â n tra n g c h o đ o ạ n c ủ a M U L T IC c ũ n g h ế t sứ c đ o n g iản . V ì s ố h iệ u đ o ạ n là 18 b it, ta có th ể có tớ i 2 6 2 1 4 4 đ o ạ n , đ ò i h ỏ i b ả n g đ o ạ n vô c ù n g lớ n . Đ ể k h ắ c p h ụ c v ấn đ ề n ày , M U L T IC p h â n tra n g c h o b ả n g p h â n đ o ạ n . S ố h iệ u tra n g (1 8 b it) bị c h ia ra th à n h 8 b it số h iệ u tra n g v à 10 b it đ ịa ch i tư ơ n g đ ố i tro n g tra n g . V i th ế , b ả n g đ o ạ n đ ư ợ c m ô tả b ở i b ả n g tra n g c h ứ a đ ư ợ c , lên tớ i 2* d ò n g . D o đ ó , đ ịa chỉ lo g ic c ủ a M U L T IC S có k h u ô n d ạ n g ( s l , s 2 , d l , d 2 ). T ro n g đ ó s l là m ộ t chi m ụ c tro n g b ả n g tra n g c ủ a b ả n g p h â n đ o ạ n v à s2 là đ ộ d ịc h c h u y ể n tro n g b ả n g đ o ạ n . V ớ i s l v à s2 ta đ ã có tra n g c h ứ a b ả n g đ o ạ n c ầ n x á c đ ịn h . K h i đ ó , d l là k h o ả n g c á c h tro n g b ả n g tra n g
cùa đoạn; cuối cùng, d2 là là địa chỉ tương đối trong trang ứng vói từ cần
tru y x u ất. Đ ể đ ả m b ả o đ ạ t đ ư ợ c h iệ u su ấ t c h ấ p n h ậ n đ ư ợ c , h ệ th ố n g c ó 16 th a n h ghi T L B đ ể lư u đ ịa ch i c ù a 16 tra n g v ừ a đ ư ợ c tr u y x u ấ t g ầ n đ â y n h ất. M ồ i th a n h g h i b a o g ồ m 2 p h ầ n là k h ó a v à g iá trị. T rư ờ n g k h ó a 2 4 b it c h ứ a c ả số h iệ u đ o ạ n lẫn số h iệ u tra n g . T rư ờ n g g iá trị là sổ h iệ u k h u n g tư ơ n g ứ n g .
9 .8 . N H Ậ N X É T
C ơ c h ế q u ả n lý b ộ n h ớ c ủ a H Đ H đ a c h ư ơ n g trìn h tiế n h ó a từ đ ơ n g iả n (h ệ th ố n g m ộ t n g ư ờ i d ù n g ) đ ế n p h ứ c tạ p (h ệ th ố n g k ế t h ợ p c ả p h â n tra n g và p h â n đ o ạ n ). Y ế u tố q u y ế t đ ịn h sẽ s ừ d ụ n g p h ư ơ n g p h á p q u ả n lý b ộ n h ớ n ào là sự h ỗ trợ từ p h ầ n c ứ n g . M ọ i đ ịa ch ỉ b ộ n h ớ d o C P U tạ o ra p h ả i đ ư ợ c k iể m tra tín h h ợ p lệ trư ớ c k h i á n h x ạ đ ế n đ ịa ch i v ậ t lý. K h ô n g th ể k iể m tr a h iệ u q u ả b ằ n g p h ầ n m ề m . C á c th u ậ t to á n q u ả n lý b ộ n h ớ đ ư ợ c th ả o lu ậ n ở đây (c ấ p p h á t liê n tụ c , p h â n tra n g , p h â n đ o ạ n , k ế t h ọ p c ả p h â n tra n g lẫn p h â n đ o ạ n ) k h á c n h a u ở n h iề u k h ía cạn h .
• H ỗ t r ợ c ủ a p h ầ n c ứ n g : P h ư ơ n g p h á p đ ơ n v à đ a p h â n v ù n g c h ỉ cần th a n h g h i c ơ sở v à th a n h g h i g iớ i h ạ n , tro n g k h i p h â n tra n g v à p h â n đ o ạ n c ầ n có b ả n g x á c đ ịn h á n h x ạ đ ịa ch ỉ.
• H iệ u s u ấ t: Đ ộ p h ứ c tạ p c ủ a th u ậ t to á n tỷ lệ v ớ i th ờ i g ia n c ầ n th iế t b iế n đ ổ i đ ịa c h i lo g ic sa n g đ ịa ch i v ậ t lý. V ớ i h ệ th ố n g đ ơ n g iả n , chi c ầ n so sá n h h o ặ c c ộ n g , c á c p h é p to á n n à y đ ư ợ c th ự c h iệ n rấ t n h a n h . P h â n tra n g v à p h â n đ o ạ n c ũ n g có th ể n h a n h n h ư th ế n ế u b ả n g tra n g /đ o ạ n n ằ m tro n g c á c th a n h g h i tố c đ ộ c a o . T u y n h iê n , n ế u b ả n g n ằ m tro n g b ộ n h ớ , tố c đ ộ tru y x u ấ t b ộ n h ớ c ủ a n g ư ờ i d ù n g có th ể bị su y g iả m đ á n g k ể. T L B có th ể đ ư ợ c s ừ d ụ n g đ ể k h á c p h ụ c m ộ t p h ần s ự su y g iả m h iệ u su ất.
• H iệ n tưọng p h â n m ả n h : T h ô n g thường h ệ Ih ố n g đ a c h ư ơ n g trìn h sẽ h o ạ t đ ộ n g h iệ u q u ả h ơ n v ớ i m ứ c đ ộ đ a c h ư ơ n g trìn h ca o . V ớ i m ộ t tậ p c á c tiế n trìn h x á c đ ịn h , h ệ th ố n g có th ể tă n g m ứ c đ ộ đ a c h ư ơ n g trìn h b ằ n g c á c h đ ư a n h iề u tiế n trìn h tro n g b ộ n h ớ . Đ ể th ự c h iệ n đ iề u n ày , p h ả i g iả m s ự lã n g p h í b ộ n h ớ h o ặ c h iệ n tư ợ n g p h â n m ả n h . H ệ th ố n g v ớ i đ ơ n v ị c ấ p p h á t có k íc h th ư ớ c cố đ ịn h , n h ư p h ư ơ n g p h á p đcm p h â n v ù n g v à p h â n tra n g x u ấ t h iệ n h iệ n tưọrng p h â n m ả n h tro n g .
ỉ ỉ ệ th ố n g m à đ ơ n vị c ấ p p h á t có k íc h th ư ớ c th a y đ ổ i, n h ư p h ư ơ n g p h á p đ a p h â n v ù n g và p h â n đ o ạ n lại x u ấ t h iệ n h iệ n tư ợ n g p h â n m ả n h n g o ài.
• T á i đ ịn h v ị: G iả i p h á p c h o v ấn đ ề p h â n m ả n h n g o à i là th u g ọ n bộ n h ớ (d ịc h c h u y ể n các c h ư ơ n g trìn h tro n g b ộ n h ớ m à k h ô n g là m th a y đ ổ i nội d u n g c h ư ơ n g trìn h ). V iệc n à y đ ò i h ỏ i đ ịa ch ỉ lo g ic p h ả i đ ư ợ c tái đ ịn h vị tại th ờ i đ iể m th ự c thi.
• l ỉ o á n c h u y ể n : B ấ t c ứ g iải p h á p n à o c ũ n g c ầ n th ê m k h ả năng h o á n c h u y ể n . S a u c á c k h o ả n g th ờ i g ia n đ ịn h k ỳ d o H Đ H x ác đ ịn h (th ư ờ n g d o c h ín h sá c h đ iề u p h ố i C P U q u y đ ịn h ), c á c tiế n trìn h đ ư ợ c c h u y ể n từ b ộ n h ớ c h ín h ra ổ đ ĩa c ứ n g v à sa u đ ó đ ư ợ c c h u y ể n trờ lại b ộ n h ớ c h ín h . P h ư ơ n g p h á p n à y c h o p h é p tạ i c ù n g th ờ i đ iể m có n h iề u tiế n trìn h th ự c th i đ ồ n g th ờ i.
• C h i a sẻ : M ộ t c á c h đ ể tă n g m ứ c đ ộ đ a c h ư ơ n g trìn h là c h ia sè m ã v à d ữ liệu g iữ a c á c n g ư ờ i d ù n g k h á c n h a u . T h ô n g th ư ờ n g c h ia sẻ chi th ự c h iệ n đ ư ợ c v ớ i p h ư ơ n g p h á p p h â n tra n g h o ặ c p h â n đ o ạ n d o có th ổ d ù n g c h u n g c á c đ ơ n vị th ô n g tin c ơ sở (tra n g h o ặ c đ o ạ n ). C h ia sẻ là b iệ n p h á p đ ể c h ạ y n h iề u tiế n trìn h v ớ i lư ợ n g b ộ n h ớ g iớ i h ạn , n h ư n g c h ư ơ n g trìn h v à d ừ liệu đ u ợ c c h ia sè p h ải đ ư ợ c th iế t k ế h ết sứ c c ẩ n th ậ n .
• B ả o v ệ : N ế u c u n g c ấ p p h â n tra n g v à p h â n đ o ạ n , các v ù n g k h á c n h a u c ù a c h ư ơ n g trìn h n g ư ờ i d ù n g có th ể đ ư ợ c k h ai b á o c á c th u ộ c tín h chỉ
thực thi, chi đọc, hoặc đọc - ghi.