آموزش سیستم های عامل - بخش نهم

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

:مدرسفرشید شیرافکن

دانشجوی دکتری دانشگاه تهران (بیو انفورماتیک: دکتری( )کامپیوتر نرم افزار: کارشناسی و کارشناسی ارشد )

سیستم های عامل

1

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

( بخش سوم)6فصل

مدیریت حافظه

2

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

سطحیصفحه بندی چند .کنندمیپشتیبانیایگستردهمنطقیآدرسفضایازمدرنهایسیستم

وشدهبزرگصفحهجدولاندازهنتیجهدروشدخواهندزیادصفحهجدولهایدرایههامحیطایندر

یفضاهابهراآنبایددهیم،تخصیصاصلیحافظهدرهمجوارطوربهراصفحهجدولخواهیمنمیچون

.کردتقسیمکوچکتری

فحهصنیزصفحه،جدولخودکهکرداستفادهسطحیدوبندیصفحهالگویازتوانمیکاراینبرای

.شودمیبندی

3

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

مثال(کیلو بایت4. )استبایت صفحات اندازه . بیتی استفاده می کند32سیستمی از یک جدول صفحه دو سطحی و آدرس های مجازی

.استدرایه1024دارایسطحدوایندرصفحهجدولهرپساست،بیتی10دومواولسطحایندکس

122

202

4

خواهددرایهدارایصفحهجدولکنیم،استفادهسطحیتکبندیصفحهازاگر.داردصفحه5بهنیازبایتیکیلو20فرایندیک

.شدخواهداستفادهآندرایه5فقطکهبود

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

مثال

صفحهجدولیکگیرد،جایصفحهیکداخلبایدجدولهرآنکهدلیلبه.بگیریدنظردررازیرمشخصاتباسیستمی

است؟نیازموردسطحچند.استشدهاستفادهسطحیچند

بایت4=صفحهجدولمدخلهراندازهوبایت64=صفحاتظرفیتوبیتی18=مجازیپذیرآدرسفضای

5

آفست بیت 6: بایت 64اندازه هر صفحه

. بیت را به چند قسمت، تقسیم کنیم12باید ببینیم که این حال . بیت برای شماره صفحه جا داریم12بنابراین

: مدخل های هر جدول صفحه که می تواند در یک صفحه جای گیردتعداد

. بیت است4برابر پس اندیس های

:منطقیآدرس

4642

4

iPT

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

TLB

Translation Lookaside Buffers

پنهانوکوچکسریع،جستجویافزارسختیک

.نامندمینیزترجمهکناریبافرهاییادستیدممیانگیرهایراTLBانجمنیثباتهای

6

hit)اصابتنسبت ratio):شودپیداانجمنیثباتهایدرصفحهشمارهکهدفعاتیتعداددرصد.

.تاسشدهپیداصفحهشمارهکردیم،مراجعهانجمنیثباتهایبهکهدفعاتیتعداداز80%کهیعنی،80%اصابتنسبتمثال

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

7

TLBعملیات صفحه بندی و

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

آنجایبهراجدیدورودیوکردهحذفراهاورودیازیکیبایدعاملسیستمباشد،پرTLBاگر

.دهدمیقرار

کهبعدیفرایندتاشودپاکTLBبایددهد،رخ(جدیدصفحهجدولانتخاب)بسترتعویضکهبارهر

.نکنداستفادهنادرستایترجمهاطالعاتازشود،اجراخواهدمی

8

شمارهاگرشود،میتولیدآدرسیوقتی.گیردمیقرارTLBدرصفحهجدولهایورودیازاندکیتعدادبندیصفحهدر

ارجاعد،نباشموجوداگر.شودمیاستفادهحافظهبهدستیابیبرایآنقابشمارهازشود،پیداانجمنیثباتهایدرصفحه

پیداسرعتبهبعدیمراجعاتدرتاشودمیاضافهTLBبهقابشمارهوصفحهشمارهوگرفتهانجامبایدصفحهجدولبه

فرادرس.شود

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

9

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

دسترسیموثر زمان

محاسبهازپساصلیحافظهدرنظرموردکلمهبهدسترسیزمانوآدرسترجمهزمانمجموع

.فیزیکیآدرس  

10

سادهو جدول صفحه TLBموثر دسترسی با فرض استفاده از زمان

Access Translation MemT T T

Translation TLB TLB Mem TLB MemT H T (1 H) (T T ) T (1 H) T

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

مثالانجامTLBطریقازحافظهبهارجاعاتاز85%وباشدشدهذخیرهحافظهدرصفحهجدولاینکهفرضبا

عدمفرضباشود،انجامثانیهنانو5هزینهباTLBبهارجاعوثانیهنانو250حافظهارجاعهرهزینهوشود

طمتوسطوربهحافظهبهارجاعهرمذکور،سیستممعماریدرعملیاتتوازیعدموصفحهنقصانرخداد

؟کشدمیطولچقدر

Translation TLB MemT T (1 H) T

5 (0.15 250) 42.5 ns

Access Translation MemT T T 42.5 250 292.5ns

11

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

(Thrashing)کوبیدگی

.استاصلیحافظهاندازهبامتناسبوثابت مقداریداد،فرایندهامجموعهبهسیستمیکدرتوانمیکهصفحاتیقابکلتعداد

اصلیحافظهدرراکندمیاستفادهآنهااززمانیکطیدرکهصفحاتیمجموعهنتواندفرایندیککهشودمیباعثهاقابتعدادکاهش

.شودمیزیادهاصفحهنقصتعدادنتیجهدر.کندبارگذاری

.یابدمیکاهشسیستمکاراییوشودمیهاصفحهمبادلهصرففرایندها، اجرایجایبهCPUزمانوضعیت،ایندر

.گویندمی(Thrashing)کوبیدگیپدیده، اینبه

12

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

(Working Sets)مدل مجموعه کاری

استفادهموردحافظه، بهاخیرمراجعهkدرکهداردوجودصفحاتازایمجموعه،(t)زمانیلحظههردر

.گویندمیکاریمجموعهمجموعه،اینبه.اندشدهواقع

.دهدمیاختصاصکافیقابآنبهفرایند،هرکاریمجموعهبهنظارتباعاملسیستم

ازوشدهمعلقپردازششود،هاقابکلتعداداززیادترفرایندها،کاریمجموعههایاندازهمجموعاگر

.شودمیپیشگیریکوبیدگی

13

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

مثال:حافظهصفحاتبهبرنامهیکارجاعات

0 , 1 , 4 , 2 , 0 , 2 , 6 , 5 , 1 , 2 , 3 , 2 , 1 , 2 , 6 , 2 , 1 , 3 , 6 , 2

T:ارجاعچهاردهمینوسیزدهمینبینزمان

ارجاعپنج:

:کاریمجموعه

14

{1,2, 3}

0 , 1 , 4 , 2 , 0 , 2 , 6 , 5 , 1 , 2 , 3 , 2 , 1 , 2 , 6 , 2 , 1 , 3 , 6 , 2

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

مثال

15

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

(PrePaging)پیش صفحه بندی :دداررویکرددوشود،آوردهحافظهداخلبهبایدصفحهیککهزمانیتعیینمورددرواکشیسیاست

بندیصفحهپیش-2درخواستیبندیصفحه-1

.ودشمیآوردهاصلیحافظهبهصفحهآنشود،صفحهیکازمکانیبهایمراجعهکهزمانیفقط،درخواستیبندیصفحهدر

.ندشومیآوردهداخلبهنیزشدهدرخواستصفحهخطایوسیلهبهآنچهازغیربههاییصفحه،بندیصفحهپیشدرولی

فحهصپیشکهباشد،میکاریکشروعدرصفحهخطایزیادیتعداددادنرخ،درخواستیبندیصفحهخصوصیاتازیکی

میحافظهبهیکجا،صورتبهرافرایندنیازموردصفحاتتمامابتداازوداردزیادبندیصفحهاینازجلوگیریبهسعیبندی

.آورد

.دهدمیرخصفحهخطاییککهبارهریاشودگرفتهکاربهفرایندشروعزماندریاتواندمیبندیصفحهپیشسیاست

16

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

(PFF)الگوریتم فرکانس نقص صفحهPage Fault Frequency

نکراازصفحهخطاینرخاگر.شودمیتعیینصفحهخطاینرخبرایپایینوباالکرانروشایندر

پایینکرانازصفحهخطاینرخاگر.شودمیدادهتخصیصفرایندآنبهدیگریقابشود، بیشترباال،

.شودمیگرفتهپسفرایندازقابیشود،کمتر

17

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

قابلحددوبینرابندیصفحهنرخکهکندمیسعیPFFبنابراین

لوگیریج(حافظهاتالف)افراطو(کوبیدگی)تفریطازتاداردنگهقبول

.شود

18

فرادرس

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

19

فرادرسپایان

FaraDars.org

عاملآموزش سیستم های

faradars.org/fvsft103

20

این اسالید ها بر مبنای نکات مطرح شده در فرادرس« آموزش سیستم های عامل»

.تهیه شده است

.برای کسب اطالعات بیشتر در مورد این آموزش به لینک زیر مراجعه نمایید

فرادرس

FaraDars.org