Per P. MadsenStyresystemer og tjenester1 Indhold: 1.Introduktion til styresystemer. 2.Processer og tråde. 3.Synkroniseringsmetoder og InterProcesCommunikation.

Præsentationer af emnet: "Per P. MadsenStyresystemer og tjenester1 Indhold: 1.Introduktion til styresystemer. 2.Processer og tråde. 3.Synkroniseringsmetoder og InterProcesCommunikation."— Præsentationens transcript:

1 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester1 Indhold: 1.Introduktion til styresystemer. 2.Processer og tråde. 3.Synkroniseringsmetoder og InterProcesCommunikation. 4.Memory management. 5.I/O og devicedrivere. 6.Filsystemer. 7.Distribuerede systemer. 8.Sikkerhed. 9.Systemovervågning og konfigurering. 10. Sammendrag samt lidt uddybende stof.

2 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester2 Memory management. Ideelle lager: Stort Hurtigt Non volatilt Memory typer: – Cache: Lille mængde men hurtig. – Alm RAM: Middel hastighed og mængde. – Disk: Langsom men billig og Non volatil

3 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester3 Memory management. Typisk memory-arkitektur:

4 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester4 Multiprogrammering. Antallet af processer/tråde

5 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester5 Faste partitioner. Simpel, men ufleksibel og dårlig udnyttelse af lageret.

6 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester6 Dynamiske partitioner. Kan give problemer med små ubrugelige huller. Kræver relokerbar kode. Ikke optimal udnyttelse af memory.

7 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester7 Dynamiske partitioner. Relocation og Protection: Adresser må ikke være adsolutte. En proces (multi user) må ikke kunne tilgå andre partisioner. En mulig løsning: Base og Limit værdi for hver proces. Fysisk adr.= Program adr.(Offset) + Base. If Fysisk adr. > Base + Limit then Error.

8 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester8 Dynamiske partitioner.

9 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester9 Swapping. Til tiden (d) er A swappet ud pga. wait. Til tiden (g) er A swappet ind igen.

10 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester10 Memory management. Håndtering af optaget memory: Bitmap eller linket liste.

11 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester11 Memory management. Hvilket hul skal jeg vælge ? First fit: Find det første hul som er stort nok. Next fit: Som First fit dog startes fra sidst allocerede plads. Best fit: Find det mindste hul som er stort nok. Worst fit: Tag det største hul. Quick fit: Som Best fit men med et søgesystem med indexerede typiske hulstørrelser. Ingen er ideelle. First fit, Next fit og Best fit giver mange små ubrugelige huller. Worst fit: Ødelægger de store huller.

12 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester12 Memory management. Indtil nu en lang ørkenvandring af problemer........ Løsning: Virtuel memory Kræver ekstra Hardware nemlig: Memory Management Unit (MMU) Alle alm. CPU’ere har en tilhørende MMU. Pentium/Core xx. M68XXX Sparc

13 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester13 Virtuel memory.

14 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester14 Virtuel memory: Paging. Oversættelse fra Virtuelle adresser til Fysiske adresser findes i en: Page tabel.

15 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester15

16 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester16 Multi level page tabel. Second-level page tables Top-level page table

17 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester17 Typisk Page tabel element.

18 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester18 Linux’s virtuelle adr.område. Kernel space User space 0x0000 0000 0xFFFF FFFF 1 GB 2 GB 0xC000 0000

19 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester19 Linux’s måde. Virtuel adr. 32 bit. PD offset 10 bit PF offset 10 bit Frame offset 12 bit cr3 PD tabel + + + Fysisk adresse.

20 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester20 MMU tabel. TLBs – Translation Lookaside Buffers

21 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester21

22 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester22 Page fault. Problem: Hvis den fysiske memory er fuld hvem skal så fjernes. Fjern ikke en side der skal bruges hurtigt igen. Modificerede sider skal gemmes. Ikke modificerede sider kan blot overskrives. Metode: Page Replacement Algoritmer.....

23 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester23 Page Replacement Algoritmer. Den optimale algoritme: Fjern den side, som det vare længst, inden den skal bruges. --- Kan ikke realiseres....

24 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester24 Page Replacement Algoritmer. NRU – Not Recently used. Hver side har en Reference bit, Modified bit Siderne klasificeres således: 1. Ikke refereret, ikke modificeret 2. Ikke refereret, modificeret 3. Refereret, ikke modificeret 4. Refereret, modificeret NRU Fjern en tilfældig side fra den laveste ikke tomme klasse.

25 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester25 Page Replacement Algoritmer. FIFO – First-in first-out. Vedligehold en liste over sider i memory. Sæt nye ind i den en ende, så vil den ældste være i den anden ende. Det er langt fra altid det er den ældste der bruges mindst.

26 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester26 Page Replacement Algoritmer. Second change. Som FIFO dog hvis R bitten er sat får den en ny changse med R- bitten slættet.

27 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester27 Page Replacement Algoritmer. The Clock Page Replacement Algorithm

28 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester28 Page Replacement Algoritmer. LRU Least Recently Used. Smid den side ud som har været brugt mindst på det sidste. Vedligehold en liste over sider i memory. Ved acces af siden sættes den ind først. Eller: En fældes instruktionstæller. Hver page entry har en tællerværdi. Tællerværdin sættes til instruktionstæller når sider bruges. Den side med den mindste tæller smides ud.

29 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester29 Page Replacement Algoritmer. Aging. En tilnærmelse til LRU.

30 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester30 Page Replacement Algoritmer. The Working Set Page Replacement Algorithm

31 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester31 Page Replacement Algoritmer. The WSClock Page Replacement Algorithm

32 Per P. MadsenStyresystemer og tjenester32 Page Replacement Algoritmer.