VIRTUÁLNÍ PAMĚŤ EP1. Kryštof Supek. Umožňuje předložit běžícímu procesu adresní prostor paměti, který je větší, než je fyzicky připojená paměť RAM Procesor.

Prezentace na téma: "VIRTUÁLNÍ PAMĚŤ EP1. Kryštof Supek. Umožňuje předložit běžícímu procesu adresní prostor paměti, který je větší, než je fyzicky připojená paměť RAM Procesor."— Transkript prezentace:

1 VIRTUÁLNÍ PAMĚŤ EP1. Kryštof Supek

2 Umožňuje předložit běžícímu procesu adresní prostor paměti, který je větší, než je fyzicky připojená paměť RAM Procesor rozlišuje mezi virtuálními a fyzickými adresami paměti Převod je zajišťován procesorem Je nutná hardwarová podpora Virtuální paměť implementována pomocí stránkování paměti spolu se stránkováním na disk

3 VÝHODY VIRTUALIZACE Paměť není omezena fyzickou velikostí instalované paměti Běžící proces má k dispozici svou vlastní paměťovou oblast, ke které má přístup pouze on sám Je omezeno plýtvání pamětí, kterou proces ve skutečnosti nevyužije

4 NEVÝHODY VIRTUALIZACE Při nedostatečné fyzické paměti může dojít ke ztrátě výkonu-thrashing Procesor často čeká na ukončení vstupně-výstupní operace, to vede k dalšímu zhoršení výkonu Některé stránky, např. vstupně-výstupní vyrovnávací paměť nebo vyhrazené stránky OS, nelze odložit na disk.

5 PRINCIPY VIRTUALIZACE Adresy jsou spravovány pouze jako virtuální - transformaci na fyzické adresy provádí správa virtuální paměti Dvě základní metody implementace virtuální paměti Stránkování a segmentace paměti Při stránkování je paměť rozdělena na větší úseky stejné velikosti - stránky Správa virtuální paměti rozhoduje samostatně o tom, která paměťová stránka bude zavedena do vnitřní paměti a která bude odložena do odkládacího prostoru (swapu) Při segmentaci je paměť rozdělena na úseky různé velikosti nazývané segmenty

6 dvě základní politiky: Stránkování na žádost se zavádí pouze jako důsledek přerušení typu: výpadek stránky Předstránkování, kdy se počítá že proces bude odkazovat na sousední stránku na sekundární paměti Odkládání lze provádět: do souboru proměnné délky (nejpomalejší varianta) do souboru pevné délky (o něco rychlejší, nedochází k fragmentaci ale dochází k plýtvání místem) přímo do vyhrazeného oddílu na pevném disku (nejvýkonnější varianta, stránkovací registry obsahují přímé adresy na disku) kombinovaně (vyhrazený oddíl na pevném disku lze v případě potřeby doplnit swapovacím souborem)

7 Odkaz na stránku (či segment) mimo operační paměť způsobí přerušení výpadkem stránky a následuje: OS pozastaví proces, kterému chybí stránka. OS spustí modul pro zavedení chybějící stránky do operační paměti a v případě nutnosti odstraní z fyzické paměti stránku podle jedné z uvedených strategií. Během přenosu požadované stránky je proces, kterému chybí stránka nadále pozastaven a běží jiné procesy. Po zavedení stránky je původní proces označen jako připravený a čeká na přidělení procesoru.

8 STRATEGIE VÝBĚRU OBĚTI Požadujeme minimální frekvenci výpadku stránek Stránka, která je vybrána k odstranění z paměti je nazývána také jako oběť OPT - Optimal - nahraď tu stránku, která bude nejpozději znovu zapotřebí jedná se o čistě teoretickou strategii protože nelze předvídat chování programu FIFO - First in, first out - nahraď nejstarší stránku. Může být stále používána, tato strategie není efektivní jednoduchá na implementaci LRU - Least Recently Used - nahraď nejdéle nevyužívanou stránku. Náročné udržování informací o používaných stránkách, Varianty: LRU řízen hodinami (vyhazuje se stránka s nejstarším záznamem o použití), SW i HW náročné, prohledávání v poli Zásobníková implementace, při použití přesune stránku na vrchol zásobníku - oběť je na dně zásobníku - SW příliš náročné, proto pouze HW implementace

9 LFU - Least Frequently Used - nahraďí nejméně využívanou stránku - náročné udržování informací o používaných stránkách, pro uchovávání počtu přístupů implementován čítač přístupů Pseudo-LRU - Označení pro algoritmus podobný LRU s omezenou přesností, v praxi se často používá Určení optimální velikosti stránek Volba malé velikosti stránky vede ke zmenšení vnitřní fragmentace a zmenšení počtu výpadků stránek Nevýhodou je veliká tabulka stránek a náročnější prohledávání tabulky stránek U velkých stránek nastávají opačné problémy.

10 ÚPRAVA VIRTUÁLNÍ PAMĚTI V SYSTÉMU W7 1. Otevřete okno Systém kliknutím na tlačítko Start, kliknutím pravým tlačítkem myši na položku Počítač a kliknutím na tlačítko Vlastnosti. 2. V levém podokně klikněte na položku Upřesnit nastavení systému. 3. Na kartě Upřesnit klikněte v části Výkon na možnost Nastavení. 4. Na kartě Upřesnit v části Virtuální paměť klikněte na příkaz Změnit. 5. Zrušte zaškrtnutí políčka Automaticky spravovat velikost stránkovacího souboru pro všechny jednotky. 6. Ve skupinovém rámečku Jednotka [Jmenovka] klikněte na jednotku obsahující stránkovací soubor, který chcete změnit. 7. Klikněte na možnost Vlastní velikost. Do polí Počáteční velikost (MB) nebo Největší velikost (MB) zadejte novou velikost v megabajtech, klikněte na příkaz Nastavit a potom na tlačítko OK.

11 Otázky: 1. virtuální pamět umožňuje A) vytvořit uložiště fyzicky přímo v procesoru B) předložit běžícímu procesu adresní prostor paměti (správně) C) ukládat data z RAM na pevný disk v reálném čase do oddílu obnovení D) použití grafického jádra pro výpočet procesů 2. o převodu do virtuální paměti rozhoduje A) čipová sada RAM-utility B) vyrovnávací paměť disku s čipem SATA C) procesor (správně) D) vyrovnávací pamět grafického jádra Zdroje: https://cs.wikipedia.org/wiki/Virtu%C3%A1ln%C3%AD_pam%C4%9B%C5%A5 http://windows.microsoft.com/cs-cz/windows/change-virtual-memory-size#1TC=windows-7