BỘ NHỚ ảo (TỔNG QUAN hệ điều HÀNH SLIDE) (chữ biến dạng do slide dùng font VNI times, tải về xem bình thường)

BÀI 7 :

BỘ NHỚ ẢO


BỘ NHỚ ẢO
OS

test.exe
0x3000
jump 0x2000

0x1000


test.exe
jump
0x5000

0x7000
0x3000
(base)

Cho đến nay : Nạp toàn bộ tiến trình vào bộ nhơ
rồi thực hiện nó...




Chậm, lãng phí bộ nhớ
Nếu kích thước tiến trình lớn hơn dung lương bộ nhớ chính ?

Lưu ý : tại 1 thời điểm chỉ có một chỉ thị được thực hiện

2


Giải pháp
Real memory

Real memory

Page0

Page0
Page1

emacs

t1

emacs

t2
 Nạp từng phần chương trình khi
cần thieát
 Demand paging

Page2

Time

3


Cơ chế
 Sử dụng bộ nhớ phụ để lưu trữ tạm
thời các trang chưa sử dụng
 Ai chịu trách nhiệm chuyển đổi ?
 Lập trình viên : Overlay
 Hệ điều hành :DISK
Bộ nhớ ảo (Virtual
Memory)
Memory
P

RAM

4


Bộ nhớ ảo = “lời nói dối vó
đại“

# of references

 Người dùng : sở hữu bộ nhớ “vô
hạn”, “riêng biệt”
 Hệ điều hành : “thầm lặng” thực hiện
quá trình swapping
10% RAM
+

90% DISK

Memory address

RAM

DISK

5


Thực hiện Bộ nhớ ảo
 Bảng trang : thêm 1 bit valid/invalid
để nhận diện trang
đã hay chưa được nạp vào RAM
Frame
17
4183
177
5721

valid/invalid
1
0
1
0

Disk
Mem

 Truy xuất đến một trang chưa được
nạp vào bộ nhớ :
6


Xử lý lỗi trang
3

OS

truy
xuất
1

nạp
M
Bộ
nhớ
ảo

6

tái
kích
hoạt
tiến
trình

xác định vị trí lưu
trang trên đóa

lỗi
2
trang
3
swap out ’
trang
i
nạn
nhân
Bảng
frame
trang
5
trống
cập
nhật
Bộ nhớ
bảng

M

4

mang
trang
cần
truy 7


Các câu hỏi

1.

Chọn trang nạn nhân ? => Chiến
lược thay thế trang

2.

Chọn trang nào để nạp ? =>
Chiến lược nạp

8


Chiến lược thay thế trang


FIFO: trang “già” nhất









Tần suất lỗi trang thấp nhất
Không khả thi !

LRU :trang lâu nhất chưa
sử dụng đến trong quá
khứ


add

Công bằng ?
Không xét đến tính sủ
dụng !

TỐI ƯU : trang lâu sử dụng
đến nhất trong tương lai


victim

Dự đoán tương lai LRU = MIN ?

victim
AGBDCABCABCGABC
Cur page
victim
AGBDCABCABCGABC
Cur page
9


Chiến lược nạp


Demand paging : nạp trang được yêu cầu





Khi nào ?
Nạp sau : tần suất lỗi trang cao ? => pure
demand paging
Nạp trước : làm sao biết ? =>prepaging

ld init pages

ld page

ld page

ld page

...

init pages = ?
10


Thrashing = ảo tưởng sụp đổ !


Các tiến trình trong hệ thống yêu

cầu bộ nhớ nhiều hơn khả năng
cung cấp của hệ thống !
P1

P2

P3

Real mem

 Tất cả tiến trình đầu bận rộn xử
lý lỗi trang !
 IO hoạt động 100 %, CPU rảnh !
11
 Hệ thống ngừng trệ


Nguyên nhân Thrashing
1. Tiến trình không tái sử dụng bộ
nhớ (quá khứ != tương lai)
2. Tiến trình tái sử dụng bộ nhớ,
với
kích
thươc
lớn thrashing
hơn
 nhưng
Chỉ có
thể
kiểm

soát
do
nguyên nhân 3.
3. Quá nhiều tiến trình trong hệ
12


Giải quyết thrasing với mô hình
Working set
 Working set = tập hợp các trang tiến
trình đang truy xuất tại 1 thời điểm.
 Hệ điều hành :
 Chỉ nạp một tiến trình khi có đủ
khung trang tự do cho working set
của nó.
 Kiểm soát mức độ đa chương của
hệ thống : Nếu tổng số khung
trang yêu cầu của các tiến trình
trong hệ thống vượt quá các 13