BÀI 10 : BỘ NHỚ ẢO
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
0x1000
test.exe
0x3000
0x3000
test.exe
jump 0x2000
jump 0x5000
0x7000
OS
(base)
Giải pháp
Nạp từng phần chương trình khi cần thiết
Demand paging
Real memory
Real memory
emacs
Time
t2
t1
Page1
Page2
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 : Bộ nhớ ảo (Virtual Memory)
Bộ nhớ ảo = "lời nói dối vĩ đại"
Người dùng : sở hữu bộ nhớ "vô hạn", "riêng biệt"
Hệ điều hành : "thầm lặng" thực hiện quá trình swapping
RAM
Thực hiện Bộ nhớ ảo
Bảng trang : thêm 1 bit valid/invalid để nhận diện trang
đã hay chưa được nạp vào RAM
Truy xuất đến một trang chưa được nạp vào bộ nhớ :
lỗi trang (page fault)
Xử lý lỗi trang
Bộ nhớ vật lý
M
Bộ nhớ ảo


nạp M

OS
Bảng trang
frame trống
i
Các câu hỏi
Chọn trang nạn nhân ? => Chiến lược thay thế trang
Chọn trang nào để nạp ? => Chiến lược nạp
Chiến lược thay thế trang
FIFO: trang "già" nhất
Công bằng ?
Không xét đến tính sủ dụng !
TỐI ƯU : trang lâu sử dụng đến nhất trong tương lai
Tần suất lỗi trang thấp nhất
Không khả thi !
LRU :trang lâu nhất chưa sử dụng đến trong quá khứ
Dự đoán tương lai LRU = MIN ?
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
init pages = ?
Thrashing = ảo tưởng sụp đổ !
Tất cả tiến trình đầu bận rộn xử lý lỗi trang !
IO hoạt động 100 %, CPU rảnh !
Hệ thống ngừng trệ
Các tiến trình trong hệ thống yêu cầu bộ nhớ nhiều hơn khả năng cung cấp của hệ thống !
Nguyên nhân Thrashing
Chỉ có thể kiểm soát thrashing do nguyên nhân 3.
Tiến trình không tái sử dụng bộ nhớ (quá khứ != tương lai)
Tiến trình tái sử dụng bộ nhớ, nhưng với kích thươc lớn hơn
Quá nhiều tiến trình trong hệ thống

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 khung trang có thể sử dụng, chọn một tiến trình để tạm dừng, ngược lại, khi tổng working set bé hơn số khung trang tự do, nạp thêm tiến trình.