TLB и виртуальная память для высокопроизводительных систем

Буфер просмотра переводов (TLB) - это кэш памяти, в котором хранятся последние переводы из виртуальной памяти в физическую. Он используется для сокращения времени, затрачиваемого на доступ к пользовательской ячейке памяти. Это можно назвать кэшем преобразования адресов, часть блока управления памятью чипа (MMU). TLB может находиться между центральным процессором и кэшем центрального процессора, между кэшем центрального процессора и основной памятью или между различными уровнями многоуровневого кэша. Большинство настольных компьютеров, ноутбуков и серверных процессоров включают один или несколько TLB в аппаратное обеспечение для управления памятью, и оно почти всегда присутствует в любом процессоре, использующем подкачанную или сегментированную виртуальную память. Актуальность: ассоциативная память используется для решения задач поиска, маршрутизации, распознавания в режиме реального времени и находит применение в высокопроизводительных системах потоковой обработки данных, в том числе в сетевом, телекоммуникационном оборудовании и в составе микропроцессоров. В ближайшие годы прогнозируется рост сетевого трафика. Цель работы: дать описание основ TLB и виртуальная память для высокопроизводительных систем. Задачи: 1.

---

Если вам необходимо заказать написание курсовой работы по трудовому праву. Обращайтесь в нашу компанию. Work5 уже более 15 лет помогаем студентам с написанием курсовых работ!

---

Изучить основные функции буфера ассоциативной трансляции. 2. Изучить базовый алгоритм TLB. 3. Дать подробное описание доступа к элементам массива. 4. Выделить основные недостатки и особенности TLB. Реферат имеет в составе четыре главы: буфер ассоциативной трансляции, базовый алгоритм TLB, доступ к элементам массива, основные недостатки и особенности TLB.

Процессор хранит использованные элементы страничных таблиц во входящем в состав микросхемы кеше, который называется буфером ассоциативной трансляции, или TLB. Большая часть подкачки страниц выполняется на базе содержимого TLB. Циклы шины для обращения к страничным таблицам затрачиваются только при использовании новых страниц. TLB невидим для прикладных программ, но видим для операционной системы. TLB используется всеми современными процессорами с поддержкой страничной организации памяти. TLB содержит фиксированный набор записей (от 8 до 4096) и является ассоциативной памятью. Каждая запись содержит соответствие адреса страницы виртуальной памяти адресу физической памяти. Если адрес отсутствует в TLB, процессор обходит таблицы страниц и сохраняет полученный адрес в TLB, что занимает в 10—60 раз больше времени, чем получение адреса из записи, уже закэшированной TLB. Вероятность промаха TLB невысока и составляет в среднем от 0,01 % до 1 %. Аппаратное обеспечение может помочь сделать трансляцию адресов быстрее. Поставляя маленький, отдельный TLB на чипе как кеш для трансляций адресов, большинство ссылок на память будут обрабатываться без доступа к таблице страниц в основной памяти. Таким образом, в общем случае производительность программы будет почти такой же, как если бы память вообще не виртуализировалась, что является отличным достижением для операционной системы. В представленном реферате были разобраны ключевые вопросы о физическом смысле, структура, базовых алгоритмах TLB. Реферат состоит из четырех глав: буфер ассоциативной трансляции, базовый алгоритм TLB, доступ к элементам массива, основные недостатки и особенности TLB.

Список использованных источников 1. Ассемблер. Учебник для вузов. 2-е изд. / В.И. Юров - СПб.: Питер, 2013. – 42 с. 2. Ассемблер. Учимся программировать/ Калашников О.А.-СПб.: БХВ-Питербург, 2016. – 89 с. 3. Новиков Ю. В. Основы локальных сетей. Курс лекций: учебное пособие / Ю. В. Новиков, С. В. Кондратенко. – М.: Интернет – Ун-т Информ. Технологий, 2014. – 337 с. 4. Операционные системы / А.В. Гордеев-СПб; Питер, 2019 – 144 с. 5. Сетевые операционные системы / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер-СПб.: Питер, 2020. – 351 с. 6. Системное программирование в среде Windows, 3-е издание / Харт, Джонсон, М.: Издательский дом «Вильямс», 2015. – 58 с