Modulo 8: Memoria Virtuale

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1 Modulo 8: Memora Vrtuale Background Pagnazone a rchesta Stratege per la sosttuzone d pagne d memora 8.

2 Bt d aldtà A B C D E F 7 G 7 H Memora Logca 7 frame 9 ald/nald bt Page Table A C F A B C D E F Backng store Memora Fsca 8.

3 Page Fault LOAD M Sstema operato Accesso ad una pagna mancante Trap al S.O. La pagna è nel backng store Rprende l struzone nterrotta frame# Page Table Aggornamento della Page Table Memora fsca Frame lbero Backng store Carcamento della pagna mancante n memora 8.

4 8. Rfermento a pagna D Memora Logca 9 7 frame ald/nald bt Page Table A C F Memora Fsca tutta occupata Backng store B A C D E F J I L K N M B A D C F E G 7 H B A D C F E G 7 H J N K M I G H L 7 8 Ind. su dsco Ind. su dsco Ind. su dsco

5 8. Selezone pagna ttma Memora Logca 9 7 frame ald/nald bt Page Table A C F Memora fsca tutta occupata Backng store B A C D E F J I L K N M B A D C F E G 7 H B A D C F E G 7 H J N K M D G H L 8 7 Ind. su dsco I Vttma I

6 Prestazon della pagnazone a rchesta p è la probabltà d page fault tempo d page fault: ms tempo d accesso n memora: μs l tempo d accesso effetto rsulta: t = (-p)* μs + p* ms = (-p+p*) μs = *p μs Supponendo d essere dspost a tollerare un oerhead massmo del % s ha: t =. μs (+ 9999*p) μs p - un solo page fault ogn ndrzz generat. 8.

7 Stratege per la sosttuzone d pagne Data una partcolare sequenza d rferment a pagne, la reference strng, è possble alutare l numero d page fault ottenut ed l resdent set medo per algortm dfferent. Per alutare l numero d page fault causat da un algortmo d sosttuzone pagne, oltre alla reference strng, è necessaro conoscere l numero d page frame dsponbl sul sstema n esame. Negl esemp propost ne paragraf success s utlzzerà la seguente reference strng:,,,,,,,,,,,,, 8.7

8 Stratege per la sosttuzone d pagne Probabltà d page fault f A m p w F ( A, (, ) ( ) mw, ) = len( w) w A rappresenta l'algortmo d sosttuzone pagne d cu s desdera alutare le prestazon. w è una reference strng. p(w) è la probabltà che enga generata la reference strng w. len(w) è la lunghezza della reference strng. m è l numero d page frame dsponbl sul sstema n esame; F(A,m,w) è l numero d page fault rscontrat utlzzando la reference strng con l'algortmo A su un sstema dotato d m page frame. 8.8

9 Andamento della probabltà d page fault f(a,m) A preeggente (rrealzzable) A realzzable fr' A random fr fr" n n* n n m 8.9

10 Algortmo FIFO S sosttusce la pagna che è stata presente n memora per l perodo d tempo pù lungo Tempo Strnga Fault * * * * * * * * * Frame Frame - Frame - - ttma f = 9 / =.7 7 % 8.

11 Algortmo Least Recently Used S sosttusce la pagna che non è stata utlzzata per l perodo d tempo pù lungo. Tempo Strnga Fault * * * * * * * * * * Frame Frame - Frame - - ttma f = / =.8 8 % 8.

12 Algortmo Not Recently Used s sosttusce una delle pagne che non è stata utlzzata d recente Reference bt resettato ad nterall regolar Reference Bt Shft Regster Pseudo Age 8.

13 Algortmo Second Chance Reference Bt Reference Bt Next Vctm Ponter Entry Entry Entry Entry Entry Entry Entry 7 PAGE TABLE a Next Vctm Ponter Entry Entry Entry Entry Entry Entry Entry 7 PAGE TABLE b 8.

14 Workng Set elmna le pagne alle qual non s è fatto rfermento da pù d τ second. Page Reference Stream τ τ t t WS(t, τ) = {,,,, 7 } WS(t, τ) = {, } 8.

15 Resdent set S defnsce Resdent Set (RS) d un processo l'nseme delle sue pagne present n memora n un dato stante. La stratega del Workng Set mpone che per ogn tempo t sa alda la seguente relazone: RS( t, τ) = WS( t, τ ) τ è l parametro d controllo della stratega 8.

16 Resdent set RS = La stratega del Workng Set è una stratega a resdent set arable, qund s msura l resdent set medo: T T t= RS( t, c) 8 = =. f = y= = 7. Tempo Strnga Fault * * * * * * * * Frame Frame - Frame - - Frame

17 Funzone d page fault frequency f (x ) WS τ /c RS 8.7

18 Stratega Page Fault Frequency S atta solo ad ogn page fault, non ad ogn rfermento a pagna. S basa sull nterallo d tempo trascorso dal erfcars del page fault precedente. se τ < c, coè la frequenza d page fault msurata è superore a quella desderata, occorre aggungere una pagna al Resdent Set del processo che ha generato page fault. Se τ c, s sottraggono al Resdent Set del processo n esame tutte le pagne che non hanno l reference bt posto ad ; dopo tale operazone s azzera l reference bt d tutte le pagne present nel Resdent Set. 8.8

19 Page Fault Frequency Tempo Strnga Frame Frame - Frame Frame Frame Fault * * * * * * * * * * Ref Bt 8.9

20 Page Fault Frequency con due sogle Frequenza d Page Fault Lmte superore Lmte nferore Numero d Frame 8.

21 Selezone ttma con bt d modfca p r o r t à Bt d Rfermento Bt d modfca 8.

22 Thrashng La pagnazone funzona a causa della localtà spazale e temporale de rferment n memora Thrashng : stuazone n cu la multprogrammazone è troppo eleata; nessun processo ha l suo workng set resdente e qund l kernel contnua ad effettuare swap n e out d pagne e l utlzzo della CPU crolla 8.