2. Dọc trang bộ nhớ yêu cầu. 3. Khởi động lại tiến trình.
Có thể rút ngắn thời gian thứ nhất và thứ ba vài trăm chỉ thị nếu viết mã lốt. Thời gian Ihực hiện những công việc Irên từ 1 đến lOOms. Mặt khác, Ihừi gian hoán chuyển trang xấp xỉ 24ms (ổ đĩa cứng thông thường cỏ độ trễ trung bình 8ms, thời gian đầu đọc dịch chuyển 15ms và thời gian truyền dữ liệu Ims). Như vậy, tổng thời gian thực hiện phân trang xấp xi 25ms (tính cả thời gian dành cho phần cứng lẫn phần mềm). Luii ý rằng, ta mới chi xét thời gian phục vụ của thiết bị. Nếu nhiều tiến trình đang chờ thiết bị, thì phải cộng thêm cả thời gian đợi, và như vậy, thời gian hoán chuyển còn lớn hơn. Nếu lấy thời gian xử lý lỗi trang trung bình là 25ms và thời gian truy cập bộ nhớ là lOOns, thì thời gian truy cập có ích tính theo ns sẽ là:
T hời g ia n truycụpcóich = (1 - p ) 10 0 + p X (2 5 m s)
Thời gian truy cập có ích phụ thuộc vào tỷ lệ lỗi trang. Nếu 1000 lần truy cập xuất hiện 1 lỗi trang, thời gian truy cập có ích là 25ms. Tổc độ máy tính giảm đi 250 lần. Nếu muốn hiệu suất chỉ giảm còn 10% thì:
110 > 100 + 25.000.000 X p « 10 > 25.000.000 X p « p < 0,0000004.Tức là, chi được xuất hiện một lỗi trang trong 2500000 lần truy cập bộ Tức là, chi được xuất hiện một lỗi trang trong 2500000 lần truy cập bộ nhớ. Giữ tỷ lệ lỗi trang ở mức thấp đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong hệ thống phân trang theo yêu cầu. Nếu thời gian truy cập có ích tăng, thì tốc độ thực thi tiến trình sẽ giảm đáng kể. HĐH dành một vùng trong ổ đĩa để lưu giữ các trang nhớ, vùng này được gọi là vùng hoán chuyển. Cách quản lý và sử dụng vùng hoán chuyển ảnh hưởng đến hiệu suất. Vùng hoán chuyển được chia thành các sector có kích thước lớn và không phải tìm kiếm theo tên file, nên tốc độ đọc/ghi trên vùng hoán chuyển nhanh hơn trên hệ thổng file. Có thể cải thiện hiệu suất hệ thống phân trang bằng cách sao chép toàn bộ file vào vùng hoán chuyển ngay khi khởi động tiến trình, sau đó thực hiện phân trang theo yêu cầu từ vùng hoán chuyển. Nếu kích thước vùng hoán chuyển bị giới hạn, thì có thể sử dụng phương pháp khác trong trường hợp sử dụng file nhị phân. Các trang cần thiết được tải trực tiếp từ hệ thống file. Tuy nhiên, khi sử dụng thủ tục thay thế trang, các khung trang trong bộ nhớ có thể bị ghi đè (vì các trang này có thuộc tính chi đọc) và sẽ được tải lại vào bộ nhớ từ hệ thống file nếu cần. Một lựa chọn khác là, đầu tiên sẽ lấy trang trực tiếp từ hệ thống file. Khi hoán chuyển ra ổ đĩa, trang được lưu vào vùng hoán chuyển. Giải pháp này đảm bảo chi lấy trang từ hệ thống file một lần duy nhất, tất cả những lần sau được lấy từ vùng hoán chuyển.
10.4. THAY THẾ TRANG
Phân trang theo yêu cầu chì tải những trang cần thiết vào bộ nhớ. Do đó, tăng mức độ đa nhiệm vì bộ nhớ chứa được nhiều tiến trình. Tuy nhiên, tăng mức độ đa nhiệm lại dẫn đến tình trạng cấp phát bộ nhớ quá khả năng, tức là khi tổng lượng bộ nhớ các tiến trình yêu cầu vượt quá khả năng hệ thống có thể đáp ứng.
Khi xảy ra lồi trang, phần cứng chuyển quyền điều khiển cho HĐH. HĐH kiểm tra để xác nhận đây là sự kiện lỗi trang chứ không phải là lồi truy cập bộ nhớ trái phép. HĐH xác định vị trí trang trên ổ đĩa cứng, nhưng
sau đó nhận ra không còn frame nào trống, vì toàn bộ bộ nhớ lúc này đã được sừ dụng (Hình 10.3a). K -JL ^ |J L ,9 ? 4 « 5 f 1 KhònQ9« n lo ^ BảngttvigcÙB cùa ngưỏi dúng 1 Ngưòi dừig 1
e V 2 V 7 » Bộ nhớ vật lý Bil hop lè (v) - Khưig Irang không hợp lô (i)
QDịnhdáu o
TTvyd&i Bãngtrang bânôtrang
K h ô n g ^ lo ^ BÀngừBngcùa
cùi nọưỏ^ (tìng ? N g i^d ùn g ỉ (aỊ
Bộ nhớ
vật lý ỉb)
Hỉnh 10.3. Thay thế trang
HĐH có nhiều cách giải quyết, chẳng hạn chấm dứt tiến trình hoặc hoán chuyển tiến trình khác ra ngoài. Giải pháp trình bày ở đây là thay thế trang.
Nếu không có ữarne trống, HĐH thu hồi một frame bằng cách chuyển trang nam trong frame ra ngoài (cập nhật lại bảng phân trang để chi ra trang vừa chuyển hiện không nằm trong bộ nhớ). Sau đó, HĐH có thể tải trang mà tiến trình cần vào frame trống. Thủ tục xử lý lỗi trang được bổ sung thêm việc thay thế trang: