Nancy RODRIGUEZ

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1 Nancy RODRIGUEZ 1 2 1

2 ! Traiter séparément les adresses du processus/ de la mémoire physique Processus Adresses «virtuelles» indépendantes de l implantation du processus 2 n emplacements adressables Adresses physiques 2 m emplacements, m < n N. Rodriguez, 2004, 3 " Espace d adressage du processus : Adresse 0 > taille du processus Moins limitant pour le programmeur : La limite est l espace virtuel Le SE : Assure la correspondance entre adresses virtuelles et adresses réelles Utilise les mémoires auxiliaires comme extensions N. Rodriguez, 2004, 4 2

3 # Centrale Auxiliaire modifications N. Rodriguez, 2004, 5 # Centrale Auxiliaire N. Rodriguez, 2004, 6 3

4 # Espace d'adressage du programme divisé en «pages». découpée en «cadres» La taille d un cadre est égale à la taille d'une page Charger un programme en mémoire centrale consiste à placer les pages du programme dans les cadres disponibles N. Rodriguez, 2004, 7 $# % Centrale Auxiliaire N. Rodriguez, 2004, 8 4

5 &! 64 K = 64 * 1024 = K = 32 * 1024 = N. Rodriguez, 2004, 9 &! k k k k k k k k k k k k k 8-12 k 4-8 k 0-4 k k k k k k 8-12 k 4-8 k 0-4 k N. Rodriguez, 2004, 10 5

6 &! «lire adresse 0» = lire adresse N. Rodriguez, 2004, 11 Unité de Gestion (Memory Management Unit) «Intercepteur» entre le processeur et la mémoire Fait correspondre les adresses virtuelles à des adresse physiques Généralement, elle est une partie intégrante de l unité centrale N. Rodriguez, 2004, 12 6

7 $' Comment savoir si une certaine page du programme se trouve déjà en mémoire? Comment savoir où se trouve une certaine page? Quelle page remplacer lorsqu une nouvelle page doit être chargée? Comment savoir si la page à remplacer a été modifié et doit donc être recopiée en mémoire auxiliaire? N. Rodriguez, 2004, 13 ' # Auxiliaire Centrale référencée modifiée cadre cadren cadre cadre2 présente protection N. Rodriguez, 2004, 14 7

8 ( Auxiliaire Centrale 64 K = 64 * 1024 = K/4K = 16 pages 16 = K = 32 * 1024 = K/4K = 8 pages 8 = 2 3 N. Rodriguez, 2004, 15 ( Auxiliaire Centrale «adresse 8196» N. Rodriguez, 2004, 16 8

9 $## Espace des adresses virtuelles segmenté Segments découpés en pages Chaque processus : table des segments Chaque segment : table des pages Adresse : numéro de la page numéro du segment déplacement N. Rodriguez, 2004, 17 ' # Il faut une table par processus : Fait correspondre une page à un cadre pendant l exécution La taille de la table est vite considérable : nombre pages * taille entrée 2 32, pages 4 K => 2 32 /2 12 entrées La recherche doit être rapide! Solutions : Table multiniveaux Table inversée N. Rodriguez, 2004, 18 9

10 ' Cadre N. Rodriguez, 2004, 19 '& A chaque cadre correspond une entrée Une économie en espace, un coût en temps Une seule table pour tous les processus Le temps de calcul pour obtenir une adresse est plus grand : recherche processus et recherche page N. Rodriguez, 2004, 20 10

11 %%)' # Via un registre du MMU l'adresse de la table de pages du processus élu est chargée dans le registre Lent : accès mémoire associative Accélérer la translation d adresses Table indexée au moyen du numéro de page virtuelle (8 64 entrées) Fonctionnement d un cache : la plupart des programmes ont tendance à faire un grand nombre de références à un petit nombre de pages N. Rodriguez, 2004, 21 * Translation LookAhead Buffer Contient des informations sur les dernières pages référencées. valide pagek pagem pagej pagei cadre cadren cadre cadre2 modification protection N. Rodriguez, 2004, 22 11

12 &! «lire adresse 32000» N. Rodriguez, 2004, 23 +&( # Choisir! N. Rodriguez, 2004, 24 12

13 +&( # Auxiliaire N. Rodriguez, 2004, 25 +&( # Auxiliaire N. Rodriguez, 2004, 26 13

14 %,-.#/ Alternative : placer en mémoire des pages pour minimiser les défauts de page «Un processus n utilise qu un nombre limité de pages dans un intervalle de temps donné» pages de l espace de travail à l instant t : Pages régulièrement référencées dans un intervalle précédant t N. Rodriguez, 2004, 27 % # Pour pouvoir charger une page, il faut disposer d un cadre libre! Allocation globale ou locale Idéal : remplacer les pages qui ne seront plus utilisées Algorithmes : Random : choisir au hasard FIFO (First In First Out) NRU (Not Recently Used) LRU (Least Recently Used) NFU (Not Frequently Used) N. Rodriguez, 2004, 28 14

15 00 Mémoriser l ordre de chargement des pages Liste FIFO : Retirer celle qui se trouve en tête de file Exemple : 3 cadres requêtes : 7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1, Ne tient pas compte de l utilisation des pages Beaucoup de défauts de page (15/18) N. Rodriguez, 2004, 29 * «plus existe de cadres, moins il y a de défauts de pages» faux! Sous certaines conditions une situation bizarre peut se produire L algorithme FIFO est spécialement touché par cette anomalie N. Rodriguez, 2004, 30 15

16 # % % % Principe: Approche FIFO + vérification du bit de référence Si celui-ci vaut 1 (la page a été référencée) Il est mis à 0 Le cadre contenant cette page est replacé en fin de liste Sinon, c est le cadre contenant cette page qui sera choisi Avantage : Une page souvent référencée est rarement choisie N. Rodriguez, 2004, 31 " Utilise les bits de référence et de modification de la table des pages Périodiquement le bit de référence est remis à 0 Possibilités : 00 = page non modifiée et non récemment référencée 10 = modifiée et non récemment référencée 01 = non modifiée mais récemment référencée 11 = modifiée et récemment référencée N. Rodriguez, 2004, 32 16

17 Mémoriser l'instant de la dernière référence pour chaque page Liste ordonnée: La page la plus utilisée en tête N. Rodriguez, 2004, 33 "0 Mémoriser le nombre de références à chaque page Choisir le cadre contenant la page dont le compteur de référence est le plus petit Dans le cas où un choix existe, utiliser l algorithme FIFO N. Rodriguez, 2004, 34 17

18 "' % Déterminer le nombre de cadres initialement alloués à chacun des processus Contraintes : Maximum nombre maximum de cadres que contient la mémoire principale Minimum Contrainte déterminée par la dynamique du processus, architecture ordinateur, Stratégies: Algorithme d allocation équitable Algorithme d allocation proportionnelle N. Rodriguez, 2004, 35 %&!' Lorsque M cadres sont disponibles et que N processus se partagent l espace mémoire => chacun reçoit M/N cadres Propriété : Peu optimal Exemple : avec 62 cadres de 1K Deux processus : 127 K et 10 K perte de 21 K! N. Rodriguez, 2004, 36 18

19 % Allouer un nombre de cadres proportionnel à la taille des processus devant être placés en mémoire principale Propriété : Lorsque le degré de multiprogrammation augmente, le nombre de cadres alloués diminue Surveiller la fréquence des défauts de pages Augmenter ou diminuer l allocation de page pour un processus N. Rodriguez, 2004, 37 1% Espace de travail trop grand : Défauts de pages fréquents Le processus «s écroule» Si le phénomène se propage et implique plusieurs processus Écroulement du système Processeur peu utilisé Observable par l utilisateur Solution Réduire le nombre de processus en compétition pour la mémoire N. Rodriguez, 2004, 38 19

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