CHƢƠNG 7 QUẢN Lí BỘNHỚ
7.1 Bộnhớ thực
7.1.1 Phõn cấp bộnhớ
Vào những năm 1950 – 1960 bộ nhớ thực rất đắt. Do đú việc chọn lựa kớch thước bộ nhớ thực cần phải tớnh toỏn trước. Khỏch hàng khụng muốn mua bộ nhớ lớn hơn anh ta cú thể, mặt khỏc anh ta phải mua một số ớt nhất nào đú để đảm bảo hoạt động của hệ điều hành và số
lượng định trước cỏc user. Vấn đề là xỏc định dung lượng bộ nhớ tối thiểu thoả món bài toỏn và đồng thời nằm trong khả năng tài chớnh cho phộp.
Để cú thể chạy chương trỡnh hay truy cập dữ liệu, chỳng cần phải được nạp vào bộ nhớ vật lý. Cỏc chương trỡnh và dữ liệu chưa cần cú thể lưu trong bộ nhớ ngoài, khi cần thiết sẽ được nạp vào bộ nhớ vật lý. Bộ nhớ ngoài (đĩa cứng,...) thường rẻ hơn và cú dụng lượng lớn hơn nhưng thời gian truy cập bộ nhớ thực lại nhanh hơn nhiều. Vớ dụ về tốc độ truy cập, bộ nhớ vật lý: 60ns, bộ nhớ ngoài: 9ms.
Hệ thống với cỏc lớp bộ nhớ cú đặc tớnh tần suất trao đổi chương trỡnh, dữ liệu giữa cỏc lớp khỏc nhau tương đối lớn. Sự trao đổi đú cũng làm hao hụt tài nguyờn hệ thống, vớ dụ thời gian bộ xử lý,...
Vào những năm 1960 xuất hiện thờm một lớp nữa (ngoài bộ nhớ thực và bộ nhớ ngoài), đú là Cache Memory, cho phộp làm tăng tốc độ và hiệu quả sử dụng bộ nhớ. Cache Memory cú tốc độ truy cập nhanh hơn nhiều (15ns) so với bộ nhớ vật lý. Nhưng nú cũng đắt hơn nhiều, do đú trong hệ thống thụng thường dung lượng Cache khụng lớn. Cache Memory làm tăng thờm một lớp trao đổi nhưng chi phớ đú được bự lại bởi tốc độ truy cập. Và do đú tốc độ của cả hệ thống được nõng lờn nhiều.
Để đảm bảo sử dụng tốt cỏc tài nguyờn giỏ trị, chỳng cần được điều khiển một cỏch cú hiệu quả. Cỏc chiến lược điều khiển bộ nhớ theo hướng đảm bảo sử dụng tốt nhất bộ nhớ vật lý, và chia theo cỏc hướng sau:
- Chiến lược lựa chọn:
Chiến lược lựa chọn theo yờu cầu (Demand Fetch).
Chiến lược lựa chọn trước. - Chiến lược phõn bố.
- Chiến lược loại ra.
Mục đớch của chiến lược lựa chọn là xỏc định xem khi nào phải nạp khối chương trỡnh hay dữ liệu vào bộ nhớ vật lý. Trong nhiều năm người ta cho rằng cỏch tốt nhất là lựa chọn theo yờu cầu. Theo đú khối chương trỡnh hay dữ liệu được nạp vào bộ nhớ khi chương trỡnh đang hoạt động đũi hỏi đến. Bởi vỡ rằng núi chung khú mà núi trước được điều khiển sẽ được chuyển đến đõu (địa chỉ lệnh tiếp theo) và chi phớ thờm gắn với việc dự đoỏn trước sẽ tăng đỏng kể thời gian chờ. Cũn ngày nay, nhiều nhà thiết kế tin rằng lựa chọn dự đoỏn trước hoàn toàn cú thể đảm bảo tăng tốc độ của hệ thống.
Cỏc chiến lược phõn bố cú mục đớch xỏc định xem chương trỡnh mới sẽ được nạp vào vị trớ nào của bộ nhớ. Chỳng ta sẽ xem xột một số chiến lược như chọn khối đầu tiờn phự hợp (first suitable), chọn khối phự hợp nhất (most suitable) và khối ớt phự hợp nhất (least suitable), theo kớch thước cỏc vựng trống.
Cỏc chiến lược loại bỏ xỏc định xem khối chương trỡnh hoặc dữ liệu nào sẽ bị loại ra khỏi bộ nhớ để giải phúng chỗ cho việc nạp chương trỡnh hay dữ liệu.