Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

บทที่8 หน่วยความ จำเสมือน - Coggle Diagram

- - - - วิธีการนี้ต้องมีอุปกรณ์ทางฮาร์ดแวร์ คือ เพิ่มบิตสถานะ (Valid-invalid bit) อีกหนึ่งบิตต่อช่องในตารางเลขหน้า ถ้าสถานะมีค่าเป็นใช้ได้ (Valid) แสดงว่าหน้านั้นอยู่ในหน่วยความจำหลัก แต่ถ้าบิตสถานะมีค่าเป็นใช้ไม่ได้ (Invalid) แสดงว่าหน้านั้นอยู่ในจานบันทึก
    - - ตรวจดูตารางข้อมูลจำเพาะของโพรเซส (PCB) ว่าหน้าที่ต้องการอ้างอิงถูกต้องหรือไม่
      - ถ้าเป็นการอ้างอิงผิดพลาดก็ให้ยกเลิกโพรเซส ถ้าถูกต้องแต่หน้าที่ต้องการนี้ไม่ได้อยู่ในหน่วยความจำหลักให้ดำเนินการขั้นต่อไป
      - หาเนื้อที่ว่างในหน่วยความจำจริง (Frame) 1 หน้า เช่น เลือกจากรายชื่อหน้าว่าง
      - จัดคำร้องขอไปยังจานบันทึก เพื่อให้อ่านหน้าที่ต้องการมาไว้ในเนื้อที่ว่างที่เลือกไว้
      - เมื่อจานบันทึกนำหน้าเข้ามาเสร็จแล้ว ระบบก็จะแก้ไขบิตสถานะในตารางเลขหน้าเป็นใช้ได้
      - จัดให้โพรเซสทำงานต่อจากจุดที่เกิด “การผิดหน้า” โพรเซสจึงสามารถทำงานต่อไปได้ เสมือนว่าหน้าที่ต้องการอยู่ในหน่วยความจำหลักตลอดเวลา
  - - - ในการจัดสรรหน้าตามคำร้องขอ (Demand paging) มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบ ในระบบคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่เวลาที่ใช้เวลาเฉลี่ยในการอ้างอิงหน่วยความจำ (Memory access time) มีค่าระหว่าง 10 ถึง 200 นาโนวินาที ถ้าไม่มีการผิดหน้า
    - - รายงานข้อผิดพลาดไปยังระบบปฏิบัติการ
      - ใช้เก็บค่าต่าง ๆ ของรีจีสเตอร์ และสถานะของโพรเซส
      - ตรวจดูว่าสัญญาณขัดจังหวะนั้นเป็นการผิดหน้า
      - ตรวจดูว่าหน้าที่ต้องการถูกต้อง อยู่ในขอบเขตที่มีสิทธิใช้ และหาค่าตำแหน่งของหน้านี้จากการบันทึก
      - สัญญาณขัดจังหวะอินเตอร์รัพจากจานบันทึกว่าอ่านเสร็จแล้ว
      - ทำการร้องขอไปยังจานบันทึกให้อ่านหน้านั้นเข้ามายังพื้นที่ว่าง (Free frame)
      - เข้าไปรอในแถวอุปกรณ์จนกระทั่งถึงคราวของเขา
      - อุปกรณ์และจานบันทึกจะหมุนและกวาดไปยังตำแหน่งที่ต้องการ
      - มีการโอนถ่ายข้อมูลจากอุปกรณ์ไปยังพื้นที่ว่าง
      - ขณะที่รอคอย ตัวจัดตารางการทำงานอาจจัดให้โพรเซสอื่นทำงานไปก่อน
      - จัดเก็บค่าของรีจีสเตอร์และสถานะของโพรเซสอื่นที่ก าลังท างานอยู่ตรวจดูสัญญาณจากจานบันทึก
      - แก้ไขค่าในตารางเลขหน้าและตารางอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง เพื่อแสดงว่าหน้าที่ที่ต้องการอยู่ในหน่วยความจำหลักแล้ว
      - เข้าไปรอคอยอยู่ในแถวพร้อม เพื่อรอเข้าใช้หน่วยประมวลผลเมื่อถึงคราวบรรจุค่าต่าง ๆ ที่เก็บไว้ลงในรีจิสเตอร์และตารางเลขหน้าของโพรเซสแล้ว เริ่มทำ
        คำสั่งเดิมที่หยุดไว้
- - - - เป็นวิธีที่ง่ายที่สุด โดยจะใช้เวลาที่หน้านั้น ๆ ถูกนำเข้ามาในหน่วยความจำหลักเป็นเกณฑ์ในการตัดสินใจ เมื่อต้องการเลือกหน้าบางหน้าออก ก็ให้เลือกหน้าที่เข้ามานานที่สุด
        
        ในทางปฏิบัติเราอาจจะไม่ต้องจดเวลาจริง ๆ ที่หน้านั้นเข้ามาใช้งานก็ได้ เพียงแต่สร้างคิวแบบมาก่อน-ออกก่อน (FIFO queue)
        
        สำหรับเก็บหมายเลขหน้าที่อยู่ในหน่วยความจ า เมื่อมีการน าหน้าใหม่เข้ามาให้เอาหมายเลขมาไว้ที่ปลายแถว แล้วเลือกหน้าออกจากหัวแถว
  - - - บิต R และ M ทั้งสองนี้สามารถนำมาใช้ในการสร้างวิธีการสับเปลี่ยนหน้าแบบใหม่ได้โดย เมื่อโพรเซสหนึ่ง ๆ เริ่มทำงาน บิตทั้งสองในทุก ๆ หน้าจะถูกกำหนดเป็น 0 โดยระบบปฏิบัติการ และเมื่อครบ
      - วงรอบของระยะเวลาหนึ่ง ๆ เช่น จากการแทรกของอินเทอร์รัพ บิต R จะถูกทำความสะอาดค่าเป็น 0
      - ระบบปฏิบัติการจะทำการตรวจสอบทุกหน้าและแบ่งหน้าเหล่านั้นออกเป็น 4 กลุ่ม ขึ้นอยู่กับค่าของบิต R และบิต M ดังนี้
        
        กลุ่มที่ 0 : ไม่ถูกเรียกใช้งาน และ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงค่า
        กลุ่มที่ 1 : ไม่ถูกเรียกใช้งาน แต่ มีการเปลี่ยนแปลงค่า
        กลุ่มที่ 2 : ถูกเรียกใช้งาน แต่ ไม่มีการเปลี่ยนแปลงค่า
        กลุ่มที่ 3 : ถูกเรียกใช้งาน และ มีการเปลี่ยนแปลงค่า
  - - - ผลรวมของเฟรม 0 และ เฟรมที่ 3 มีค่าดังนี้
        Frame 0 = (0 1 0 0) = 4 (ฐานสิบ)
        Frame 3 = (0 0 1 0) = 2 (ฐานสิบ)
        ก็ให้เลือกหน้าในเฟรมที่ 3 ออก เพราะมีค่าน้อยกว่าเฟรมที่ 0
    - - แต่อย่างไรก็ตามถ้าเราใช้ LRU ด้วยฮาร์ดแวร์พิเศษก็อาจจะเป็นทางเลือกอีกทางหนึ่ง โดยเรา
      - อาจจะพิจารณาจากตัวอย่างที่ง่ายที่สุดก่อน ซึ่งวิธีนี้จะใช้ฮาร์ดแวร์ที่มีตัวนับ หรือ counter (C) เป็นแบบ64 บิต ที่จะทำการเพิ่มค่าทุกครั้งที่มีการเรียกใช้งาน