module9memorymanagement

module9memorymanagement内容摘要：

job in memory while it is involved in I/O.（ 当 I/O的时候，把工作锁定在内存中。 ）  Do I/O only into OS buffers.（ 只对操作系统的缓冲区进行 I/O。 ） Silberschatz, Galvin, and Gagne 1999 Applied Operating System Concepts Paging • Logical address space of a process can be noncontiguous。 process is allocated physical memory whenever the latter is available.（ 进程的逻辑地址空间可能是不连续的，如果有可用的物理内存，它将分给进程。 ） • Divide physical memory into fixedsized blocks called frames (size is power of 2, between 512 bytes and 8192 bytes).（ 把物理内存分成大小固定的块。 ） • Divide logical memory into blocks of same size called pages.（ 把逻辑内存也分位固定大小的块，叫做页。 ） • Keep track of all free frames.（ 保留一个页的记录。 ） • To run a program of size n pages, need to find n free frames and load program.（ 运行一个有 N页大小的程序，需要找到 N个空的页框读入程序。 ） • Set up a page table to translate logical to physical addresses. （ 建立一个页表，把逻辑地址转换为物理地址。 ） • Internal fragmentation.（ 内碎片。 ） Silberschatz, Galvin, and Gagne 1999 Applied Operating System Concepts Address Translation Scheme • Address generated by CPU is divided into（ CPU产生的地址被分为） : – Page number (p) （ 页号） – used as an index into a page table which contains base address of each page in physical memory.（ 它包含每个页在物理内存中的基址，用来作为页表的索引。 ） – Page offset (d) （ 偏移） – bined with base address to define the physical memory address that is sent to the memory unit.（ 同基址相结合，用来确定送入内存设备的物理内存地址。 ） Silberschatz, Galvin, and Gagne 1999 Applied Operating System Concepts Address Translation Architecture Silberschatz, Galvin, and Gagne 1999 Applied Operating System Concepts Paging Example Silberschatz, Galvin, and Gagne 1999 Applied Operating System Concepts Implementation of Page Table • Page table is kept in main memory.（ 主存中的页表） • Pagetable base register (PTBR) points to the page table.（ 页表基址寄存器指向页表） • Pagetable length register (PRLR) indicates size of the page table.（ 页表限长寄存器表明页表的长度） • In this scheme every data/instruction access requires two memory accesses. One for the page table and one for the data/instruction.（ 在这个机制中，每一次的数据 /指令存取需要两次内存存取，一次是存取页表，一次是存取数据） • The two memory access problem can be solved by the use of a special fastlookup hardware cache called associative registers or translation lookaside buffers (TLBs). (通过一个联想寄存器，可以解决两次存取的问题） Silberschatz, Galvin, and Gagne 1999 Applied Operating System Concepts Associative Register • Associative registers – parallel search （ 联想寄存器 —并行查找） Address translation (A180。 , A180。 180。 )（ 地址转换） – If A180。 is in associative register, get frame out. （ 如果 A’在联想寄存器中，把页框 取出来。 ） – Otherwise get frame from page table in memory.（ 否则从内存中的页表中取出页框。 ） Page Frame Silberschatz, Galvin, and Gagne 1999 Applied Operating System Concepts Effective Access Time • Associative Lookup =  time unit（ 联想寄存器的查找需要时间 ） • Assume memory cycle time is 1 microsecond（ 假设内存一次存取要 1微秒） • Hit ration – percentage of times that a page number is found in the associative registers。 ration related to number of associative registers.（ 命中率 —在联想寄存器中找到页号的比率，比率与联想寄存器的大小有关。 ） • Hit ratio =  • Effective Access Time (EAT)（ 有效存取时间） EAT = (1 + )  + (2 + )(1 – ) = 2 +  –  Silberschatz, Galvin, and Gagne 1999 Applied Operating System Concepts Memory Protection • Memory protection implemented by associating protection bit with each frame.（ 内存的保护由与每个页框相连的保护位来执行。 ） • Validinvalid bit attached to each entry in the page table（ 有效 无效位附在页表的每个表项中） : – “ valid‖ indicates that the associated page is in the process’ logical address space, and is thus a legal page.（ ―有效”表明相关的页在进程的逻辑地址空间，以及是一个合法的页。 ） – “ invalid‖ indicates that the page is not in the process’ logical address space.（ ―无效”表明页不在进程的逻辑地址空间中。 ） Silberschatz, Galvin, and Gagne 1999 Applied Operating System Concepts TwoLevel PageTable Scheme Silberschatz, Galvin, and Gagne 1999 Applied Operating System Concepts TwoLevel Paging Example • A logical address (on 32bit machine with 4K page size) is divided into（ 一个逻辑地址被分为） : – a page number consisting of 20 bits.（ 一个 20位的页号。 ） – a page offset consisting of 12 bits.（ 一个 12位的偏移。 ） • Since the page table is paged, the page number is further divid。