Administrimi i kujteses

1. Administrimiikujteses Sistemeshfrytezimi Leksion9 Leksion 10 Iralda Mitro

2. Kujtesa • Kujtesakonsiderohetsinjevektorbytesh, kysecili ka adresen e vet • CPU ikapinstruksionet ne kujtesesipasvleres se regjistritqe ka instruksioni. Me pas behetdekodimiiinstruksionit. • Instruksionikapoperandatdhepasiteekzekutohetinstruksioni, vihetrezultati ne regjistra. Iralda Mitro

3. Programi • Programieshtenjeskedariekzekutueshemqendodhet ne disk (binary executable file) • Per administrimin e kujtesesperdorenskematendryshmedhenjeprocesgjateekzekutimitmundtelevizendermjetdiskutdhekujteses • Bashkesia e tegjitheprogrameveqendodhen ne disk dhepresin per tuvendosur ne kujtesequhetInput queue • Prazgjidhetnje program ngakjorradhedhevendoset ne kujtese per tuekzekutuar. • Programiaksesontedhenatdheekzekutoninstruksionetngakujtesa • Kurperfundonekzekutimi, hapsiralirohetdheperdoret per tevendosurnjeprocestjeter. • Perpara se teekzekutohet, programikalon ne disafazadhe ne secilenprejtyreadresatparaqiten ne menyratendryshme Iralda Mitro

4. Lidhja e instruksionevedhetedhenave me hapsirat e kujteses • Lidhja e adresaveteinstruksionevedhetedhenave me hapsirat e kujteses do tekryhet ne njengaketoetapa: • Compile time: (koha e kompilimit) nqs ne momentin e kompilimitdihet se ne cfarevendi ne kujtese do tevendosetprocesi, atehereadresimi do tebehetqe ne momentin e kompilimit (absolut) • Load time: (koha e ngarkimit) nqsgjatekohes se kompilimitnukdihetvendi se ku do teqendrojeprocesigjateekzekutimittetij ne kujtese, kjopercaktohetgjatekohes se ngarkimit • Execution time: (koha e ekzekutimit) nqsprocesi do televizenganje vend ne tjetrin ne kujtese, atehereadresimi do tebehetgjate fazes se ekzekutimit Iralda Mitro

5. Procesimiinjeprogramiperdoruesi Iralda Mitro

6. Adresalogjike/fizike • Konceptiihapsires se adresavelogjikeqelidhen me njehapsiretevecantefizikeeshteteper e rendesishme ne administriminkorrekttekujteses • Adresat e gjeneruaranga CPU janeadresalogjike(ndrysheadresavirtuale) • Adresatqeshehnjesia e kujtesesjaneadresafizike • Adresatlogjikedhefizikejanetenjejta ne skemat e adresimittekohes se kompilimitdhetengarkimit (etapa 1+2) • Adresatlogjikedhefizike do tendryshojne ne skemen e adresimittekohes se ekzekutimit (etapa 3) Iralda Mitro

7. Memory-Management Unit (MMU) • Bashkesia e tegjithaadresavelogjikeqegjeneronprocesi do tequhetHapsira e adresimitlogjik. • Bashkesia e adresavefizikeqeireferohetketyreadresave do tequhetHapsira e adresimitfizik. Njesia e administrimittekujteses • Do tekryejelidhjen midis adreseslogjikedhefizike • Kjopajisjemundteperdoreskematendryshme per terealizuarketelidhje Iralda Mitro

8. Adresimidinamik duke perdorurrelocation register • Ne skemen e MMU, vlerabaze e ruajtur ne regjistrin e alokimit do tishtohetcdoadresetegjeneruarnganjeprocesperdoruesi, kurdergohet ne kujtese • Programiperdoruesmerret me adresatlogjike; ainukishikonkurreadresatfizike Iralda Mitro

9. Ngarkimidinamik • Rutinatnukngarkohenderisaatotetherriten • Kjoofronnjeperdorim me te mire tekujteses, pasirutinat e paperdoruranukngarkohenkurre • E nevojshmekurkemisasitemedhakodi per tetrajtuarrasteqendodhinjoshumeshpesh • Nuk ka suporttevecantengasistemiioperimit Iralda Mitro

10. Lidhjadinamike • Lidhjashtyhetderi ne kohen e ekzekutimit • Njepjesez e vogelkodi do teperdoret per telokalizuarlibrarine e duhurterutines ne memorje • Dynamic linking eshte e nevojshmesidomos ne perdorimin e librarive Iralda Mitro

11. Swapping • Njeprocesmundtehiqetperkohesishtngakujtesadhemundtevendosetserish me pas, per tevazhduarekzekutimin • Psh: njesistemMultiProgramming me algoritem R-R • Kur quantum perfundon, procesinderpritetdhehiqetngakujtesa • Njeprocestjetervendoset ne vend tetij • Gjatekohesqebehetkyshkembim, perzgjedhesi do teperzgjedhenjeprocestjeter • Procesiiperzgjedhjesduhettejeteishpejte, nukmundtezgjasepafund • Quantumiduhettejeteaqsatemundtekryhetedheshkembimiiproceseve Iralda Mitro

12. Swapping • E njejtaskememundteperdoretedhetekalgoritmi me prioritet. Psh: • Kur ne sistemfutetnjeproces me prioritet me telarte, dhe ne kujtesenuk ka vend, do tehiqetngakujtesanjeproces me prioritet me teulet • Kurmbaronprocesi me prioritet me telarte, ai me prioritet me teuletrivendosetdhevazhdonekzekutimin Iralda Mitro

13. Swapping • Kurhiqetnjeproces, do nevojitetnje vend kutembahetperkohesishtprocesiihequr • Ky vend mundtejetedisku, dherradhagati do teperbehetngaprocesetqendodhen ne kujtese, procesetqendodhen ne disk ne pritje per tuvendosur ne kujtese. • Sa here qezgjidhet 1 proces per tuekzekutuar do tekontrollohetfillimishtkujtesa, a ndodhetapojo ne kujtese • Nqsnukeshte ne kujtese, por ne disk, dhe ne kujtesenuk ka vend te lire, do tehiqetnjengaproceset me qellimqetevendosetprocesiizgjedhurngaperzgjedhesi Iralda Mitro

14. Pamjeskematike e Swapping Iralda Mitro

15. Huazimiikujteses me 1 particiontevetem • Kodidhetedhenat e sistemitteoperimitduhettembrohenngaprogramet e perdoruesitdheprogramet e perdoruesitduhettembrohennganjeri-tjetri • Kjoskeme do teperdore 2 regjistra: 1 bazedhe 1 limit • Regjistribazembanadresen me tevogel – adresenfizikekuvendosetprocesi ne kujtese. MMU do taperdoreketevlere per tegjeneruaradresenfizike • Regjistri limit mbankufirin e sipermteadresavelogjikedhecdoadreselogjike e gjeneruarnga CPU duhettejete me e vogel se vlera e ketijregjistri. • Kurperzgjedhesii CPU zgjedhnjeprocestjeter, pervecnderrimittekontekstit do terivendosenedhevlerat e ketyre 2 regjistrave. Iralda Mitro

16. Skeme per percaktimin e adreseslogjikenepermjetregjistravebazedhe limit Iralda Mitro

17. Mbrojtja e adreses se HW me regjistrabazedhe limit Iralda Mitro

18. Huazimiikujteses me particioneteshumefishte • Kujtesa do tendahet ne disaparticione, dhecdoparticion do tembajenjeproces • Nese ka 1 particionte lire, do tezgjidhet 1 procesngarradha per tuvendosur ne particionin e lire • Kurprocesiteperfundoje, particioni do tembetet bosh dheaty do tevendosetnjeprocestjeter OS OS OS OS process 5 process 5 process 5 process 5 process 9 process 9 process 8 process 10 process 2 process 2 process 2 process 2 Iralda Mitro

19. Huazimiikujteses me particioneteshumefishte • Sistemiioperimit ka njetabelekumbahentedhenatnese 1 particioneshtei lire apoizene • Fillimisht e gjithekujtesaeshte e lire, ne dispozicionteperdoruesit • Kurnjeproceszgjidhet, do tekerkohet per njeparticionqe ka madhesitemjaftueshme per tembajturketeproces. • Procesihuazonvetemaqkujtesesainevojitet, ndersapjesatjetermbetet bosh • Hole (vrime)– bllokkujtese bosh; ketoblloqejaneshperndarenepertegjithekujtesen Iralda Mitro

20. Problemiihuazimitdinamiktekujteses • Si do tezgjidhenparticionetnesendeshemi me madhesitepamjaftueshme? • First-fit: huazoparticionin e pare bosh qeeshteimjaftueshem per kerkesen e procesit • Best-fit: zgjidhetparticioni me ivogelporimjaftueshem per kerkesen e procesit • Duhettekerkojetegjithe listen, pervecrastitkurlistaeshte e renditursipasmadhesise. Prodhonparticionet me tevoglatelena bosh • Worst-fit: zgjidhetparticioni me imadh • Duhettekerkojetegjithe listen, pervecrastitkurlistaeshte e renditursipasmadhesise. Prodhonparticionet me temedhatelena bosh • First-fit dhe best-fit jane me te mire se worst-fit per saiperketshpejtesisedheperdorimitte mire tekujteses Iralda Mitro

21. Fragmentimi • External Fragmentation(I jashtem)– rastetkurshuma e particionevete lira eshte e mjaftueshme per tekenaqurkerkesen e njeprocesi, pornukjanetevazhdueshme (tengjitura) • Internal Fragmentation(I brendshem)– kujtesa e huazuarmundtejeteshumepak me e madhesesaajo e kerkuar, ndajkjohapsire e paperdorurqendronbrendaparticionitpornukperdoretngaprocesi • Pshprocesit I nevojiten 16288 b, porekzistonvetemnjeparticion me 16290 b. Ne keterastprocesitijepenedhe 2 b shtese, meqekosto per ketoeshte e vogel Iralda Mitro

22. Kompaktesimi • Zgjidhje per fragmentimin e jashtemeshtecompaction • Proceset do tezhvendosen ne kujtese, ne menyretetilleqeparticionet e lira tebashkohen ne njeparticiontevetem • Kompaktesimieshteimundurvetemnesehuazimieshtedinamikdheeshteberegjateetapes 3 – kohes se ekzekutimit. Iralda Mitro

23. Paging (faqezimi) • Kujtesafizike do tendahet ne blloqe me madhesifikseqequhenframe(madhesiaeshtefuqi e 2, nga 512 ne 8192 byte) • Kujtesalogjike do tendahet ne blloqeqequhenfaqe • Madhesia e faqes = madhesine e frame • Mbahetinformacion per tegjitha frame-t e lira • Per teekzekutuarnje program me madhesi n-faqe, duhettegjeni n frame te lira dhetengarkoniprogramin Iralda Mitro

24. Skema e perkthimitteadresave • Cdoadrese e gjeneruarnga CPU ndahet ne: • Page number(p) – perdoretsiindeksper tekpagetable. • Page offset(d) – zhvendosjabrendafaqes, e cilakombinohet me adresenbaze per tepercaktuaradresenfizikeqeijepetnjesise se kujteses • Page table mbanadresatbaze per cdo page ne kujtesenfizike (f), e cila do tekombinohet me offsetinbrendafaqes (d), per tegjeneruaradresenfizike Iralda Mitro

25. Arkitektura e perkthimitteadresave Iralda Mitro

26. Shembull - Paging Iralda Mitro

27. Shembull - Paging • Nuk ka fragmentimtejashtem, sepsecdo frame huazohetsinjenjesi e vetme • Gjithashtunjeprocesnukmundteaksesojezonakujteseqenukiperkasin. Ketegjenuk e lejontabela e faqeve • Sa here qehyn ne sistemnjeproces, do teekzaminohetmadhesia e procesit ne 1 faqe • Sistemi do teruajeinformacion per tegjithe frame-t e kujteses, nesejaneteokupuarapojo. • Nqs frame eshteiokupuar do teruhetinformacioni se ciliproces e ka okupuardhecilatfaqet Iralda Mitro

28. Mbrojtja e kujteses • Mbrojtja e kujteses e implementohet duke ibashkengjiturcdoframe nje bit tembrojtjes. • Valid-invalid bit ibashkengjiturcdohyrjeje ne page table: • “valid” percakton se faqjaeshte ne proces, ndajeshtenjefaqe e ligjshme • “invalid” percakton se faqjanukeshte ne hapsiren e adresimitlogjikteprocesit Iralda Mitro

29. Biti Valid (v) ose Invalid (i) ne nje Page Table Iralda Mitro

30. Strukturat e faqezimit - Faqezimihierarkik • Ne rastetkurhapsira e adresimitlogjikeshteshume e madhe, tabela e faqeve do teketeshumeelemente. Rrjedhimisht: • Hapsira e adresimitlogjikndahet ne disa page table. • Njeteknike e thjeshteeshtenje page table me 2 nivele – tabela e faqevendahet ne faqe Iralda Mitro

31. Shembull – Faqezimi me 2 nivele • Njeadreselogjike (ne njemakine 32-bit me madhesitefaqes 4K) ndahet ne: • page number qekonsiston ne 20 bite • page offset qekonsiston ne 12 bite • Meqetabela e faqeveeshtendare, numriifaqevendahet ne: • 10-bit page number • 10-bit page offset • Keshtuqenjeadreselogjikeeshtesi me poshte: kupieshteindeks per ne tabelen e nivelitte pare, dhep2eshtezhvendosja ne tabelen e nivelittedyte page number page offset p2 pi d 10 12 10 Iralda Mitro

32. Skema - Faqezimi me 2 nivele Iralda Mitro

33. Strukturat e faqezimit - Tabela e faqeve inverse • Kjotabele ka nje element per cdo frame tekujtesesfizike • 1 element itabeles do tepermbajeadresenvirtualetefaqesqeeshte e ngarkuar ne ate frame, sidhenumrin e procesitqeiperketkjofaqe • Avantazh: ulmadhesine e kujtesesqenevojitet per teruajturcdo page table • Disavantazh: rritkohen e kerkimit ne tabelekurnevojitetgjetja e references Iralda Mitro

34. Arkitektura - Tabela e faqeve inverse Iralda Mitro

35. Segmentation (Segmentimi) • Skeme e manaxhimittekujtesesqembeshtetpamjen e perdoruesit per kujtesen • Nje program eshtenjebashkesisegmentesh • Nje segment eshtenjenjesilogjike, sipsh: main program, procedure, function, method, object, local variables, global variables, common block, stack, symbol table, arrays Iralda Mitro

36. Pamja e perdoruesit per nje Program Iralda Mitro

37. 1 4 2 3 Pamjalogjike e Segmentimit 1 2 3 4 Hapsira e perdoruesit Hapsirafizike e kujteses Iralda Mitro

38. Arkitektura e segmentimit • Proceset do tendahen ne blloqeqequhensegmente. • Segmentetkanemadhesitendryshme • Cdoproces ka tabelen e segmenteve, e cila ka aqelementesasegmente ka procesi • Tabela e segmenteve– lidhadresatfizike; cdo element I tabeles: • base – mbanadresenfiziketefillimit, kuruhensegmentet ne kujtese • limit – specifikongjatesine e segmentit Iralda Mitro

39. Arkitektura e segmentimit • Disasegmentepercaktohenvetemsitelexueshem • Kjobehet duke ishtuarsecilitprejelementevetetabeles se segmentimitnje Bit, qepercaktonnesesegmentieshteilexueshemosejo. • Sistemiiadministrimittekujteseskontrollonnesejane duke u kryerveprimeshkrimi ne segmentevetemtelexueshem • Nesendeshetnjengjarje e tille, gjenerohetnjegabim. • validation bit = 0  illegal segment Iralda Mitro

40. Arkitektura e perkthimitteadresave Iralda Mitro

41. Shembull - Segmentimi Iralda Mitro

42. Intel 30386 Address Translation • Segmentation with paging for memory management with a two-level paging scheme Iralda Mitro