Giáo trình Kiến trúc hệ điều hành: Phần 2

Nối tiếp phần 1 cuốn "Giáo trình Kiến trúc hệ điều hành" mời các bạn đến với phần 2 để nắm bắt một số thông tin cơ bản về bộ nhớ vật lý; tổ chức bộ nhớ ảo; điều khiển bộ nhớ ảo;...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Kiến trúc hệ điều hành: Phần 2Phần IIIChương 7: Bộnhớvậ t lý 7.1 Mởđầu Việc tổchức và điều khiển bộnhớvậ t lý là một trong những yếu tốquan trọng nhất xác định cách xây dựng HĐH. Đểthực hiện các chương trình hay truy nhậ p dữliệu, chúng cần được nạp vào bộnhớvậ t lý. Bộnhớngoài (bộnhớthứcấ p như ổđĩ a cứng) thường có dung lượng rấ t lớn và giá rẻdùng đểchứa chương trình và dữliệ u. 7.2 Tổchức bộnhớ Trước kia bộnhớvậ t lý là tài nguyên đắ t nhất. Do đó nó cần được tổchức tốtđểcó thểsửdụng với hiệu quảcao nhấ t. Tổchức bộnhớlà cách mà chúng ta hình dung và sửdụng bộnhớvậ t lý. Ví dụnhưchúng ta sẽnạp vào bộnhớmột chương trình hay nhiề u chương trình cùng một lúc? Nế u nhưtrong bộnhớcó một sốchương trình thì mỗi chương trình sẽđược cấ p vùng nhớbằ ng nhau hay chia bộnhớthành các phầ n (section, part) với kích thước khác nhau. Chúng ta có cầ n đòi hỏi các chương trình ứng dụng được thiế t kếđểnạ p vào phần bộnhớcốđị nh hay cho phép nạ p vào bấ t cứvùng nào phù hợp. Chúng ta có cầ n mỗi chương trình nằ m trong một vùng nhớliên tục hay có thểchia chương trình thành các khối nằ m trong các vùng nhớbấtkỳ. 7.3 Điều khi ển bộnh ớ. Không phụthuộc vào cách tổchức bộnhớ, chúng ta cầ n giải quyết cầ n dùng các tiêu chuẩn nào đểđạ t được các thông sốtối ưu. Các phương pháp điề u khiển bộ nhớxác đị nh cách làm việc của bộnhớvới tổchức cụthểnào đó trong các cách giải quyế t khác nhau các vấn đề: chúng ta nạ p chương trình vào chỗnào, nêu như không còn đủbộnhớtrống thì chương trình nào đang nằ m trong bộnhớsẽphải đưa ra... 7.4 Phân lớp bộnh ớ Vào những năm 50/60 bộnhớvậ t lý rấ t đắ t. Do đó việc chọn lựa kích thước bộnhớ vật lý cần phải tính toán trước. Khách hàng không muốn mua lớn hơn anh ta có thể, mặt khác anh ta phả i mua một sốít nhất nào đó đểđảm bảo hoạ t động của HĐH và sốlượng đị nh trước các user. Vấn đềlà xác đị nh dung lượng bộnhớtối u thoảmãn bài toán và đồng thời nằ thiể m trong khảnăng tài chính cho phép. Đểcó thểchạ y chương trình hay truy nhập dữliệu, chúng cần phải được nạp vào bộnhớvậ t lý. Các chương trình và dữliệ u chưa cầ n có thểlưu trong bộnhớngoài, n thiế khi cầ t sẽđ ược nạp vào bộnhớvật lý. Bộnhớngoài (đĩ a cứng,...) thường rẻ hơn và có dụng lượng lớn hơn nhưng thời gian truy cậ p bộnhớvậ t lý lại nhanh hơn nhiều. Ví dụvềtốc độtruy cậ p, bộnhớvậtlý: 60ns, HDD: 9ms. Hệthống với các lớp bộnhớcó đặ c tình tầ n suất trao đổi chương trình, dữliệu giữa các lớp khác nhau tương đối lớn. Sựtrao đổi đó cũng làm hao hụt tài nguyên hệthống ví dụthời gian BXL,... Vào những nă m 60 xuất hiệ n thêm một lớp (ngoài bộnhớvậ t lý và bộnhớngoài) nữa, đó là cache memory, cho phép làm tăng tốc độvà hiệ u quảsửdụng bộnhớ. Cache memory có tốc độtruy cập nhanh hơn nhiều (15ns) so với bộnhớvậ t lý. Nhưng nó cũng đắ t hơn nhiều, do đó trong hệthống thông thường dung lượng cache không lớn. Cache memory làm tăng thêm một lớp trao đổi nhưng chi phí đó được bù lạ i bởi tốc độtruy cập. Và do đó tốc độcủa cảhệthống được nâng lên nhiề u. Hình vẽ Cache Memory BXL cã thÓ truy  Thêi gian truy cËp trùc tiÕp m· cËp gi¶m lÖnh, d÷ liÖu  Tèc ®é truy cËp t¨ng Physical Memory  Gi¸ thµnh t¨ng  Dung l-îng gi¶m BXL kh«ng truy cËp trùc tiÕp, cÇn Secondary Memory ...