Đề bài (Đề 45): Hãy so sánh các cách bố trí lại bộ nhớ (Swapping) trong hai chế độ quản lý theo mô đun và chế độ quản lý phân trang.

Đề bài (Đề 45): Hãy so sánh các cách bố trí lại bộ nhớ (Swapping) trong hai
chế độ quản lý theo mô đun và chế độ quản lý phân trang.
Bài Làm:
Giống nhau:
- Địa chỉ chương trình theo 2 chế độ quả lý mô đun và chế độ quản lý phân
I.

trang đều gồm có 2 phần và đều phải được chứa dưới dạng tuyến tính.
- Khi thực hiện chương trình SCB, PCB sẽ được nạp vào bộ nhớ, địa chỉ
đầu của chúng được đưa vào thanh ghi quản lý.


- Cách đọc hoặc ghi một dữ liệu của 2 chế độ là như nhau : Hệ thống của 2
chế độ đều cần 2 lần truy cập tới bộ nhớ:
 Chế độ quản lý theo mô đun ( SCB ):
 Lần thứ nhất lấy nội dung của Rs cộng với s và truy cập tới



phần tử lần thứ s của SCB.
Nếu D=0 hệ thống sẽ phân phối bộ nhớ, tìm kiếm, nạp, định
vị mô đun vào trong bộ nhớ, cập nhật lại các trường A và D
của phần tử SCB tương ứng. Khi D=1 hệ thống sẽ lấy A
cộng với d và truy nhập tới địa chỉ A+d để đọc hoặc ghi dữ



liệu.
Chế độ quản lý theo phân trang ( PCB ):
 Lần thứ nhất lấy nội dung của thanh ghi Rp cộng với p và



truy nhập tới phần tử p của PCB.
Lần thứ hai: Nếu Dp=0 thì hệ thống sẽ cấp phát một trang bộ
nhớ, tìm, nạp và định trang cần thiết vò nơi đã cấp phát, cập
nhật lại phần tử thứ p của PCB; nếu Dp=1 thì lấy địa chỉ Ap

ghép với d và truy nhập tới dữ liệu.
- Nội dung của việc bố trí lại bộ nhớ theo 2 chế độ mô đun và chế độ
phân trang là đưa một trang mới ra bộ nhớ ngoài, giải phóng chỗ để
nạp trang mới.
- Các tiêu chuẩn lựa chọn mà mô đun và phân trang đưa ra như nhau:
 Tiêu chuẩn lựa chọn mô đun đưa ra thường được dung trong các hệ
thống thực tế là:
 Chọn mô đun tồn tại lâu nhất.






Chọn mô đun có lần sử dụng cuối cùng cách đây lâu nhất

( Least Recent Used – LRU)
 Chọn mô đun có tần suất sử dụng nhỏ nhất.
Tiêu chuẩn chọn trang đưa ra được đặt dưới dạng tùy chọn một
trong số các cách:
 Đưa ra trang tồn tại lâu nhất trong bộ nhớ.
 Đưa ra trang có lần sử dụng cuối cùng cách đây lâu nhất



( chế độ LRU).
Đưa ra trang có tần xuất sử dụng thấp nhất.


Khác nhau:
Chế độ quản lý theo mô đun:
- Mô đun được chia thành các lớp
- Mỗi phần tử của SCB có 3 trường:
 Trường D là dấu hiệu cho biết mô đun ( chương trình hoặc dữ liệu ) đã

II.




được nạp vào bộ nhớ hay chưa, D=0 là chưa nạp, D=1 là đã được nạp.
Trường địa chỉ A: nếu mô đun đã được nạp vào bộ nhớ thì địa chỉ đầu



của đoạn này được đưa vào trường A.
Trường độ dài L: ghi kích thước của đoạn bộ nhớ cần thiết. Trường
này được sử dụng với 2 much đích:
 Khi D=0 - dùng để xin cấp phát bộ nhớ.
 Khi D=1 - phục vụ cho việc bảo vệ thông tin.


- Đặc điểm:

 Bộ nhớ dành cho một chương trình có thể bao gồm nhiều đoạn,
không nhất thiết phải nằm liên tiếp nhau, điều này làm giảm thiểu



đáng kể hiện tượng phân đoạn ngoài.
Chỉ cần nạp những mô đun chương trình và dữ liệu cần thiết cho



việc thực hiện.
Bộ nhớ tự do càng lớn thì hiệu quả thực hiện chương trình càng
cao cho đến khi đạt tới mức tương đương chương trình cấu trúc
tuyến tính.




Dễ dàng sử dụng chung các mô đun trong bộ nhớ. Khi một mô đun
đã được nạp vào trong bộ nhớ, với các chương trình dung chung



mô đun này chỉ cần cập nhật lại phần tử tương ứng trong SCB.
Để truy nhập tới dữ liệu chỉ cần thực hiện 2 phép tính cộng số học,
vì vậy, trên nguyên tắc – có thể áp dụng cho loại máy tính bất kỳ.




Nhược điểm:
Do dùng cấu trúc mô đun nên hiệu quả bị phụ thuộc vào cấu
trúc của chương trình nguồn.
Tồn tại hiện tượng phân đoạn ngoài, có thể có tình huống bộ
nhớ tự do còn nhiều, nhưng vùng bộ nhớ tự do liên tục
không đủ lớn để nạp mô đun tiếp theo.


- Khi gặp hiện tượng phân đoạn ngoài hoặc thiếu bộ nhớ hệ thống sẽ
tiến hành bố trí lại. Việc bố trí lại được thực hiện tự động khi có nhu
cầu. Với các mô đun bị đưa ra hệ thống sẽ cập nhật lại dấu hiệu D
trong các phần tử tương ứng của SCB.
- Năng suất của hệ thống phụ thuộc nhiều vào việc lựa chọn mô đun
đưa ra khi bố trí lại bộ nhớ. Trường hợp lý tưởng là đưa ra mô dun
không còn dung nữa. Nhưng hệ thống không thể biết được thông tin
này, vì vậy phải dựa trên cơ sở dự báo.




Chế độ quản lý theo phân trang:
- Bộ nhớ được chia thành các phần bằng nhau có kích thước cố định gọi
là trang (page).
- Mỗi phần tử có 2 trường Dp và Ap:Dp là dấu hiệu cho biết trang đã
được nạp vào bộ nhớ hay chưa. Dp=0 là trang chưa được nạp vào bộ
nhớ. Dp=1 là đã được nạp. Nếu trang đã được nạp vào bộ nhớ thì Ap
chứa địa chỉ trang nơi nạp.


- Đặc điểm:

 Hiệu quả sử dụng bộ nhớ rất cao: do đơn vị phân phối nhỏ nên



lãng phí bộ nhớ ở mỗi lần phân phối , nếu có cũng không lớn.
Không có hiện tượng phân đoạn ngoài: nếu còn bộ nhớ tự do thì có
nghĩa là còn 1 số nguyên lần trang , do đó yêu cầu mới, nếu có –



luôn luôn có được ( chỉ cần dùng một trang để đáp ứng yêu cầu ).
Hiệu quả không phụ thuộc vào cấu trúc chương trình nguồn ban



đầu.
Truy cập nhanh hơn chế độ quản lý theo mô đun vì một phép tính



số học đã được thay bằng phép tính bit.
Việc định vị trang thuần túy bằng con đương phần mềm sẽ mất rất
nhiều thời gian, vì vậy chỉ có các máy tính có thiêt sbij kỹ thuật hỗ
trợ định vị trang mới có thể triển khai chế độ quản lý này.




Nhược điểm :
 Không sử dụng chung mô đun được.

 Việc thông báo lỗi kém tưởng minh.
 Với các chương trình kích thước lớn PCB cũng sẽ lớn, gây

lãng phí bộ nhớ.
- Tuy không có hiện tượng phân đoạn ngoài nhưng hệ thống vẫn cần
các công cụ bố trí lại để xử lý trường hợp thiếu bộ nhớ. Việc bố trí
lại do hệ thống đảm nhiệm và không bị mất thông tin.