Лекция № 11 (17.05.12) Адресация внутренней памяти.
Различают 3 базовых типа адресных пространств (Address Space AS) и соответствующие их типы адресов:
абсолютные. Абсолютный адрес однозначно соответствует номеру байта физической памяти.
реальные. Р.А. используется в многопроцессорных системах и определяет адрес байта, который преобразуется в абсолютный путем префиксации.
виртуальные. В.А. формируются процессором при выполнении программ и транслируются посредством динамического преобразования адресов (dynamic address translatium – DAT).
Адрес операнда, вычисляемый в машинной команде называется логическим адресом:
где X и B – содержимое индексного и базового регистров, а D – смещение в байтах.
Логический адрес м.б. реальным, если DAT отключен, или виртуальным.
В регистре префикса (8 Кбайт) находится адресный префикс, который ставится перед реальным адресом и получается абсолютный адрес.
Динамическая трансляция адреса
Виртуальное адресное
пространство имеет объем
.
Память делится на блоки по 4 Кбайта
(указывается область и страница)
64-ти битный виртуальный адрес
Для адресации виртуальной памяти требуется 5 уровней таблиц трансляции:
таблицы областей памяти 1,2,3 уровня (region tables) R1T, R2T, R3T, таблицы сегментов SGT и страниц PGT.
Индексы задают номера строк в соответствующих таблицах. В строках таблиц находится ссылка на таблицу нижнего уровня, а в таблицах страниц – адрес начала страницы в реальной памяти. Поле байт указывает смещение байта в реальной памяти относительно начала страницы. Имеется бит в таблице страниц, который указывает размещение страницы в реальной памяти. Если этот бит равен 1 – то страница не размещена в ОП. В этом случае DAT вызывает программное прерывание, чтобы необходимая страница была прочитана из внешней памяти. DAT может потребовать до 5 обращений в таблицы и время преобразования может быть слишком большим. Для уменьшения этого времени в DAT вводится буфер быстрого преобразования TLB (translation –Lookaside Buffer). В литературе такой буфер иногда называют кэш-памятью адресов. Каждый процессор имеет свой буфер TLB. Процессор обращается к таблице DAT только при первом преобразовании виртуального адреса. Полученные из таблицы атрибуты (строки индекса и адреса записываются в строках TLB). При последующих обращениях с теми же атрибутами выполняется обращение в TLB без обращений в ОП.
Подсистемы ввода/вывода Назначение и компоненты системы в/в
Назначение подсистемы – выполнение операции в/в, включающих процедуры настройки и управления периферийными устройства (ПУ) для обмена информацией между ними и ОП сервером.
Z-Series – это подсистема называется канальной подсистемой Channel Subsystem – CSS. Основу CSS составляют каналы, выполняющие в/в под управлением канальных программ. CSS освобождает ЦП от рутинных операций и функционирует параллельно с ними.
Основные компоненты CSS:
внешнее запоминающее устройство
устройство в/в
Номер устройства задается 16 разрядным кодом и допускается до 65 тысяч и допускается до 536 устройств.
Устройства управления (контроллеры) CU – обеспечивают адаптацию типовых процедур к конкретным особенностям устройств. Контроллер принимает команды от CSS, дешифрирует и вырабатывает управляющие сигналы для ПУ.