Vitajte na [www.pocitac.win] Pripojiť k domovskej stránke Obľúbené stránky
Účel:
* Znížte spotrebu pamäte: Hlavným cieľom invertovanej tabuľky strán je výrazné zníženie množstva pamäte RAM potrebného na uloženie samotnej tabuľky strán. Tradičné tabuľky stránok vyžadujú jednu položku na virtuálnu stránku, ktorá môže byť obrovská, najmä s veľkými virtuálnymi adresami. Naproti tomu IPT vyžaduje iba jeden záznam na * fyzický * rámec stránky. Toto je takmer vždy oveľa menšie číslo.
* Nezávislosť priestoru: IPT je globálna tabuľka, na rozdiel od tradičných tabuliek strán, ktoré sú spojené s každým procesom.
Funkcia:
1. Štruktúra:
* Tabuľka invertovanej stránky je pole indexované pomocou čísla Fyzického rámu Stránky .
* Každý záznam v tabuľke zvyčajne obsahuje nasledujúce informácie:
* ID procesu (pid): Identifikuje proces, ktorý vlastní virtuálnu stránku mapovanú do tohto rámca fyzickej stránky.
* Číslo virtuálnej stránky (VPN): Určuje číslo virtuálnej stránky, ktoré je mapované na túto fyzickú stránku.
* Ochranné bity: (napr. Čítanie, zapisovanie, vykonávanie povolení) Tieto určujú, aké operácie sú povolené na stránke.
* Platný bit: Označuje, či je položka platná (t. J. Existuje mapovanie).
2. preklad adresy (virtuálny až fyzický):
Proces prekladu virtuálnej adresy na fyzickú adresu je zložitejší ako pri tradičných tabuľkách stránok.
a. Hash funkcia: Keď CPU potrebuje preložiť virtuálnu adresu, aplikuje funkciu hash na kombináciu pid a vpn (z virtuálnej adresy). Táto funkcia hash vytvára index.
b. Vyhľadávanie: Index z funkcie hash sa používa na snímanie IPT.
c. Manipulácia s kolíziou: Pretože funkcia hash môže vytvárať zrážky (rôzne kombinácie PID/VPN hashajú do toho istého indexu), vstup IPT * musí * tiež uložiť skutočný PID a VPN.
d. Overenie: Operačný systém porovnáva PID a VPN v zázname IPT s PID aktuálneho procesu a VPN z virtuálnej adresy. Ak sa zhodujú s * a * Platný bit je nastavený, potom sa nájde zhoda a ako súčasť konečnej fyzickej adresy sa použije číslo fyzického rámu stránky (index do IPT).
e. Manipulácia s chybami/poruchami stránky:
* Ak sa PID/VPN nezhoduje alebo platný bit je jasný, došlo k kolízii alebo virtuálna stránka nie je momentálne mapovaná do fyzického rámca. OS musí použiť mechanizmus rozlíšenia zrážky (často reťazenie alebo otvorené adresovanie) na vyhľadávanie správneho záznamu v IPT.
* Ak sa po vyhľadávaní stránka stále nenájde, dôjde k poruche stránky. OS spracováva poruchu stránky (napr. Načítaním stránky z disku do pamäte).
3. Výmena stránok:
Ak je potrebné do pamäte priviesť novú stránku a neexistujú žiadne bezplatné snímky, na výber stránky, ktorá sa má vysťahovať, sa používa algoritmus výmeny stránky (napr. LRU, FIFO). Záznam IPT pre vysťahovaný rám stránky sa aktualizuje tak, aby ho označil za neplatný, a mapovanie novej stránky sa uloží do toho istého záznamu IPT (po tom, čo sa údaje starej stránky zapisujú späť na disk, v prípade potreby).
Výhody invertovaných tabuliek strán:
* znížená pamäť nad hlavou: Pre samotnú tabuľku strán je potrebné menej pamäť, najmä pre veľké virtuálne adresy.
* Globálny pohľad: Ľahšie implementateľné algoritmy výmeny globálnej stránky, pretože všetky mapovanie strán sú centralizované v jednej tabuľke.
Nevýhody invertovaných tabuliek strán:
* Zvýšená zložitosť vyhľadávania: Preklad adresy je zložitejší a časovo náročnejší v dôsledku rozlíšenia hashovania a kolízie.
* TLB Miss Treas: Translation LookaSide Buffer (TLB) je hardvérová vyrovnávacia pamäť, ktorá ukladá najnovšie preklady virtuálnych a fyzických adries. Pretože vyhľadávania IPT sú zložité, TLB Miss má oveľa vyšší trest výkonnosti ako s jednoduchšími schémami tabuľky stránok.
* ťažké zdieľanie: Zdieľanie stránok medzi procesmi môže byť zložitejšie, pretože vyžaduje správu riadenia prístupu v rámci položiek IPT. Toto sa však často zaobchádza s pokročilejšími technikami správy pamäte.
Prečo sa všeobecne nepoužíva?
Zatiaľ čo úspory pamäte sú atraktívne, zvýšené režijné vyhľadávanie a pokuty TLB slečny historicky spôsobili, že IPT sú menej populárne ako iné schémy tabuľky strán, najmä v architektúrach, kde je výkon prvoradý. Avšak s pokrokom v hardvéri (rýchlejšie procesory, väčšie vyrovnávacie pamäte, lepšie hash funkcie, návrhy TLB) a zvyšujúci sa dopyt po veľmi veľkých virtuálnych adresách, bol obnovený záujem o štruktúry podobné IPT, niekedy v hybridných prístupoch kombinovaných s viacúrovňovými tabuľkami strán.
v súhrne:
Tabuľka invertovanej stránky je technika správy pamäte, ktorá znižuje pamäťovú stopu tabuľky stránky tým, že ju indexuje skôr pomocou fyzického rámu stránky ako virtuálnym číslom. Toto je za cenu zvýšenej zložitosti prekladu adries a vyššej pokuty za slečnu TLB. Aj keď nie je všeobecne používaný, môže byť prospešný v systémoch s veľmi veľkými virtuálnymi adresami, kde je efektívnosť pamäte kritická.