Bài giảng Hệ điều hành: Chương 6 - Nguyễn Phan Trung

Bài giảng Hệ điều hành: Chương 6 của Nguyễn Phan Trung sau đây sẽ giúp cho các bạn hiểu rõ hơn về các khái niệm cơ sở về quản lý bộ nhớ, các kiểu địa chỉ nhớ và cách chuyển đổi; cơ chế Overlay và Swapping cũng như mô hình quản lý bộ nhớ thực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hệ điều hành: Chương 6 - Nguyễn Phan Trung Chương 6 Memory management Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Mục đích và yêu cầu Mục đích: • Nắm được các khái niệm cơ sở về quản lý bộ nhớ, các kiểu địa chỉ nhớ và cách chuyển đổi. Yêu cầu: • Hiểu được cơ chế Overlay và Swapping cũng như mô hình quản lý bộ nhớ thực Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Nội dung Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Khái niệm cơ sở • chúng ta thấy rằng CPU có thể được dùng chung bởi nhiều process. Do kết quả định thời CPU, chúng ta có thể cải tiến hiệu suất của CPU lẫn tốc độ đáp ứng của user. Để thực hiện việc làm tăng hiệu quả này chúng ta phải lưu giữ vài quá trình trong bộ nhớ; tức là chúng ta phải dùng bộ nhớ dùng chung. • bộ nhớ là trung tâm họat động của hệ thống máy tính hiện đại. Bộ nhớ gồm một dãy lớn của các words hoặc các byte, mỗi cái đó đều có địa chỉ của riêng chúng. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Khái niệm cơ sở Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Khái niệm cơ sở • Thông thường, một chương trình cư trú trên đĩa như một file thực thi nhị phân, Chương trình phải được mang vào trong bộ nhớ và được đặt bên trong một quá trình để cho nó thực thi.Tùy thuộc vào sự quản lý bộ nhớ đang dùng. Quá trình có thể được duy trì giữa đĩa và bộ nhớ trong khi thực thi. Một nhóm quá trình trên đĩa đang chờ để được mang vào trong bộ nhớ hình thành hàng đợi(input queue). • Thủ tục bình thường là chọn một quá trình trong hàng đợi và nạp quá trình đó vào trong bộ nhớ. Khi quá trình thực thi nó truy xuất lệnh và dữ liệu từ bộ nhớ. Cuối cùng là quá trình kết thúc và không gian bộ nhớ của nó được khai bào trả lại hệ thống. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Các kiểu địa chỉ nhớ Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Nạp chương trình vào bộ nhớ (t.t) Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Cơ chế thực hiện Linking Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Logical vs. Physical Address Space • Tập hợp tất cả các địa chỉ luận lý (địa chỉ ảo vitual address) tạo nên ko gian địa chỉ luận lý • Tập hợp tất cả các địa chỉ vật lý (địa chỉ thực) tạo nên ko gian địa chỉ vật lý • Các địa chỉ logic (ảo) và vật lý là như nhau trong các giai đoạn liên kết địa chỉ compiler time và load time; chúng khác nhau trong execcution time. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Chuyển đổi địa chỉ nhớ Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Chuyển đổi địa chỉ nhớ (t.t) Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Chuyển đổi vào thời điểm dịch Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Chuyển đổi vào thời điểm nạp Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Chuyển đổi địa chỉ (t.t) Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Memory-Management Unit (MMU) • Là thiết bị phần cứng địa chỉ ảo tới địa chỉ vật lý. • Trong lược đồ MMU, giá trị trong thanh ghi định vị (relocation register) được cộng với tất cả địa chỉ được sinh ra bởi process của user tại thời điểm nó được gửi tới bộ nhớ. • Chương trình của user làm việc với các địa chỉ luân lý nó ko bao giờ nhận ra các địa chỉ vật lý thực Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Định vị động sử dụng thanh ghi định vi Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Dynamic Loading  Process chỉ được nạp vào bộ nhớ khi nó được gọi=> tăng độ hiệu dụng cua hệ thống (memory utilization) bởi vì các process ít sử dụng sẽ ko bao giờ chíếm chỗ trong hệ thống.  Sử dụng ko gian bộ nhớ tốt hơn, process ko dùng đến thì ko bao giờ được nạp  Hữu ích trong trường hợp số lượng lớn mã cần xử lý nhưng hiếm khi xuất hiện (ví dụ các thủ tục xử lý lô các thủ tục xử lý lỗi),  Ko yêu cầu sự hỗ trợ đặc biệt từ Os. (Được thực hiện thông qua thiết kế chương trình của user, Os chủ yếu cung cấp 1 số thủ tục hỗ trợ tạo điều kiện dễ dàng cho user) Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh Dynamic Linking • Việc liên kết hõan lại đến execution time • Đọan mã nhỏ, stub được sử dụng để định vị thường trình thư viện cư trú trong bộ nhớ (memory-resident library routime) thích hợp. • Khi được thực hiện, stub kiểm tra thường trình cần đến có trong bộ nhớ. Của process chưa, nếu chưa thì chương trình nạp thường trình vào bộ nhớ. Nếu rồi, stub tự thay thế chính nó bởi địa chỉ của thường trình rồi thực hiện thường trình đó. • Liên kết động đặc biệt hữu dụng đối với các thư viện chương trình, nhất là trong việc cập nhật thư viện (vd sửa lỗi). Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại Học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh ...