Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Etkin sayfalar ön belleği (ESÖ) (Translation Lookaside Buffer (TLB)) sanal bellek kullanan işlemcilerde adres dönüştürme işleminin hızlandırılmasını sağlayan bir tekniktir.
Programın belleğe ulaşması önce fiziksel adrese ve daha sonra veriye ulaşmasıyla mümkündür. Bu yüzden başarımın arttırılmasında alanda yerellik özelliğinden yararlanılır. Sanal bir sayfanın adresi dönüştürüldüğünde sayfadaki öbeklere ulaşımın tekrarı ve dolayısıyla o dönüşümün yakın bir zamanda tekrar kullanılma ihtimali yüksektir. Günümüz makineleri yakın zamanda kullanılan sayfa tablosu satırlarını tutan ve adres dönüşümlerinin izini süren bir ön belleğe sahiptir. Bu özel yapıya Etkin sayfalar ön belleği (ESÖ) adı verilir.
Etkin sayfalar ön belleği sadece sayfa tablosu eşleştirmelerini tutan bir ön bellektir. Sayfa bulma olayı gerçekleştiğinde gerçek adres numarası adresin yapılandırılması için kullanılır ve karşılık gelen bit mantıksal bire işaret eder. Eğer ESÖ’de bir sayfa bulamama olayı gerçekleşirse bunun nedeninin bir sayfa hatası mı yoksa sadece ESÖ’den kaynaklanan bir sayfa bulamama (miss) mı olduğuna karar verilmelidir. Eğer sayfa bellekte mevcut ise sorunun ESÖ’de bir dönüştürme hatasından ve eksikliğinden kaynaklandığı anlaşılır. Bu durumda işlemci sayfa tablosundaki adres dönüşümlerini Etkin sayfalar ön belleğine baştan yükleyerek, başvuruyu (reference) tekrar eder. ESÖ sayfa bulamama durumu donanımla veya yazılım kullanılarak halledilebilir. Eğer sayfa bellekte mevcut değil ise gerçek bir sayfa hatası söz konusudur. Bu durumda işlemci, işletim sistemini ile uyarır.
Etkin sayfalar ön belleği, diğer sıradan ön bellekler gibi tam ilişkili, kümeli ilişkili ya da doğrudan eşlemeli olarak tasarlanabilir. Etkin sayfalar ön bellekleri çoğunlukla küçüktür, satır sayısı çok hızlı bilgisayarlarda bile 128-256’yı geçmediğinden bu ön belleklerde karmaşık olan tam ilişkili aramanın masrafı fazla değildir. Çoğu orta düzey işlemcide küçük n yollu kümeli ilişkili düzen kullanılır. ESÖ kullanan bilgisayarlar ön bellek erişimi için gereken çevrim sayısını azaltmak için ön bellek erişimini ESÖ erişimi ile koşut olarak (aynı anda, eşzamanlı) yapar. Bu yöntem ile sanal adreslerin sayfa numaraları ESÖ’de arama işlemi için kullanılırken sayfa eklemesi kısmı ön bellek erişiminde dizin olarak görev yapar.
Eşzamanlı ESÖ ve ön bellek erişiminin sorunları
Eş zamanlı erişim ancak ön belleğe dizin olarak gönderilen bitler sanal adres dönüştürmesi sırasında değişmezse işe yarar. Bu durum küçük ön bellekler, büyük sayfa boyutları ya da yüksek n yollu kümeli ilişkili ön bellekler kullanma gereksinimini doğurur.
Sanal bellek, etkin sayfalar ön belleği (ESÖ) ve ön bellek
En iyi koşullarda bir sanal adres ESÖ tarafından dönüştürülerek ön belleğe yollanır ve ilgili veri bulunur, getirilir ve daha sonra işlemciye geri gönderilir. En kötü durumda ise başvuru (reference) sıradüzendeki bu üç yapıda da; yani ESÖ, sayfa tablosu ve ön bellekte bulunamaz.
MIPS R2000 Etkin Sayfalar Ön belleği (ESÖ) (Translation Lookaside Buffer (TLB))
DECStation 3100’de kullanılan MIPS R2000 her ne kadar basit bir uygulamaya sahip olsa da özyapısı günümüz Etkin sayfalar belleklerininkine çok benzerdir. Bellek sistemi 4-KB sayfalar ve 32-bitlik adres uzayına sahiptir. Dolayısıyla, sanal sayfa numaraları 20 bit uzunluktadır. Sanal adres ile gerçek adres aynı boyutlara sahiptir. Etkin sayfalar ön belleği (ESÖ) 64 kayıt tutabilir ve tam eşlemelidir. ESÖ buyruk ve veri başvuruları tarafından paylaşılır. Her kayıt 64 bit genişliğindedir ve 20 bitlik etikete sahiptir ki bu etiket kaydın ESÖ’de tutulan sanal sayfa numarasıdır. Sanal sayfa numarasına karşılık gelen gerçek sayfa numarası da 20 bit uzunluğundadır ve geçerli bit, kirli bit gibi sayman bitlerine yer verir.
Bir ESÖ sayma bulamama durumu meydana geldiğinde, MIPS donanımı başvurunun sayfa numarasını özel bir yazmaca kaydeder ve üretir. Kural dışı durum işletim sistemini uyararak sorunun yazılım katmanında halledilmesini sağlar. Bulunamayan sayfanın gerçek adresini bulmak için ESÖ sayfa tablosunu sanal adres numarası ve yürürlükte olan sayfa tablosunun başlangıç adresini tutan yazmaç yardımıyla dizinler. Bir takım buyruk kümesi ile etkin sayfalar ön belleği güncellenir. İşletim sistemi sayfa tablosundaki eşlenen gerçek adresleri etkin sayfalar ön belleğine yerleştirir. Eğer geçersiz bir gerçek adresle karşılaşılmışsa hata oluşur. Bir ESÖ’de sayfa bulamama durumu en az 10, ortalama olarak da 16 çevrimlik bir gecikmeye neden olur. Donanım değiştirilmek sayfa için bir önerme dizini tutar ve bu dizinden rastgele bir kayıt seçilir.
ESÖ’de koruma (protection) sağlanması için yazma erişiminin denetimini sağlayan bir bit mevcuttur. Bu özellik, salt okunur sayfaların üzerine yazmayı engeller böyle bir istekle karşılaşıldığında da bir hata üretir.
Kaynakça
Ayrıca bakınız
Dış bağlantılar
- http://oergin.etu.edu.tr/bil361/sanalbellek.pdf[] Oğuz ERGİN BİL 361 – Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu, Sanal Bellek
- John L. Hennessy, David A. Patterson, Computer Architecture, A Quantitative Approach ()
- Operational Characteristics for the Processors for Burroughs
- http://www.multicians.org/multics-vm.html18 Ocak 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde . The Multics Virtual Memory: Concepts and Design
- wikipedia: virtual memory 23 Aralık 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.
- belgeler.org: sanal bellek[]
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Etkin sayfalar on bellegi ESO Translation Lookaside Buffer TLB sanal bellek kullanan islemcilerde adres donusturme isleminin hizlandirilmasini saglayan bir tekniktir Etkin sayfalar on bellegi ESO Translation Lookaside Buffer TLB sayfa tablosu satirlarini tutar ve adres donusumlerinin izini surer Programin bellege ulasmasi once fiziksel adrese ve daha sonra veriye ulasmasiyla mumkundur Bu yuzden basarimin arttirilmasinda alanda yerellik ozelliginden yararlanilir Sanal bir sayfanin adresi donusturuldugunde sayfadaki obeklere ulasimin tekrari ve dolayisiyla o donusumun yakin bir zamanda tekrar kullanilma ihtimali yuksektir Gunumuz makineleri yakin zamanda kullanilan sayfa tablosu satirlarini tutan ve adres donusumlerinin izini suren bir on bellege sahiptir Bu ozel yapiya Etkin sayfalar on bellegi ESO adi verilir Etkin sayfalar on bellegi ESO Translation Lookaside Buffer TLB kullanilarak adres donusumu Etkin sayfalar on bellegi sadece sayfa tablosu eslestirmelerini tutan bir on bellektir Sayfa bulma olayi gerceklestiginde gercek adres numarasi adresin yapilandirilmasi icin kullanilir ve karsilik gelen bit mantiksal bire isaret eder Eger ESO de bir sayfa bulamama olayi gerceklesirse bunun nedeninin bir sayfa hatasi mi yoksa sadece ESO den kaynaklanan bir sayfa bulamama miss mi olduguna karar verilmelidir Eger sayfa bellekte mevcut ise sorunun ESO de bir donusturme hatasindan ve eksikliginden kaynaklandigi anlasilir Bu durumda islemci sayfa tablosundaki adres donusumlerini Etkin sayfalar on bellegine bastan yukleyerek basvuruyu reference tekrar eder ESO sayfa bulamama durumu donanimla veya yazilim kullanilarak halledilebilir Eger sayfa bellekte mevcut degil ise gercek bir sayfa hatasi soz konusudur Bu durumda islemci isletim sistemini ile uyarir Etkin sayfalar on bellegi ESO sayfa tablosunda gercek adreslere eslenen kayitlari tutan bir on bellek islevi gorur Etkin sayfalar on bellegi diger siradan on bellekler gibitam iliskili kumeli iliskili ya da dogrudan eslemeli olarak tasarlanabilir Etkin sayfalar on bellekleri cogunlukla kucuktur satir sayisi cok hizli bilgisayarlarda bile 128 256 yi gecmediginden bu on belleklerde karmasik olan tam iliskili aramanin masrafi fazla degildir Cogu orta duzey islemcide kucuk n yollu kumeli iliskili duzen kullanilir ESO kullanan bilgisayarlar on bellek erisimi icin gereken cevrim sayisini azaltmak icin on bellek erisimini ESO erisimi ile kosut olarak ayni anda eszamanli yapar Bu yontem ile sanal adreslerin sayfa numaralari ESO de arama islemi icin kullanilirken sayfa eklemesi kismi on bellek erisiminde dizin olarak gorev yapar Eszamanli ESO ve on bellek erisiminin sorunlari Es zamanli erisim ancak on bellege dizin olarak gonderilen bitler sanal adres donusturmesi sirasinda degismezse ise yarar Bu durum kucuk on bellekler buyuk sayfa boyutlari ya da yuksek n yollu kumeli iliskili on bellekler kullanma gereksinimini dogurur Sanal bellek etkin sayfalar on bellegi ESO ve on bellek En iyi kosullarda bir sanal adres ESO tarafindan donusturulerek on bellege yollanir ve ilgili veri bulunur getirilir ve daha sonra islemciye geri gonderilir En kotu durumda ise basvuru reference siraduzendeki bu uc yapida da yani ESO sayfa tablosu ve on bellekte bulunamaz MIPS R2000 Etkin Sayfalar On bellegi ESO Translation Lookaside Buffer TLB DECStation3100 Etkin sayfalar on bellegi ESO ve on belleginde cache gerceklestirilen okuma yazma isleminin adimlari DECStation 3100 de kullanilan MIPS R2000 her ne kadar basit bir uygulamaya sahip olsa da ozyapisi gunumuz Etkin sayfalar belleklerininkine cok benzerdir Bellek sistemi 4 KB sayfalar ve 32 bitlik adres uzayina sahiptir Dolayisiyla sanal sayfa numaralari 20 bit uzunluktadir Sanal adres ile gercek adres ayni boyutlara sahiptir Etkin sayfalar on bellegi ESO 64 kayit tutabilir ve tam eslemelidir ESO buyruk ve veri basvurulari tarafindan paylasilir Her kayit 64 bit genisligindedir ve 20 bitlik etikete sahiptir ki bu etiket kaydin ESO de tutulan sanal sayfa numarasidir Sanal sayfa numarasina karsilik gelen gercek sayfa numarasi da 20 bit uzunlugundadir ve gecerli bit kirli bit gibi sayman bitlerine yer verir Bir ESO sayma bulamama durumu meydana geldiginde MIPS donanimi basvurunun sayfa numarasini ozel bir yazmaca kaydeder ve uretir Kural disi durum isletim sistemini uyararak sorunun yazilim katmaninda halledilmesini saglar Bulunamayan sayfanin gercek adresini bulmak icin ESO sayfa tablosunu sanal adres numarasi ve yururlukte olan sayfa tablosunun baslangic adresini tutan yazmac yardimiyla dizinler Bir takim buyruk kumesi ile etkin sayfalar on bellegi guncellenir Isletim sistemi sayfa tablosundaki eslenen gercek adresleri etkin sayfalar on bellegine yerlestirir Eger gecersiz bir gercek adresle karsilasilmissa hata olusur Bir ESO de sayfa bulamama durumu en az 10 ortalama olarak da 16 cevrimlik bir gecikmeye neden olur Donanim degistirilmek sayfa icin bir onerme dizini tutar ve bu dizinden rastgele bir kayit secilir ESO de koruma protection saglanmasi icin yazma erisiminin denetimini saglayan bir bit mevcuttur Bu ozellik salt okunur sayfalarin uzerine yazmayi engeller boyle bir istekle karsilasildiginda da bir hata uretir KaynakcaAyrica bakinizSanal bellekDis baglantilarhttp oergin etu edu tr bil361 sanalbellek pdf olu kirik baglanti Oguz ERGIN BIL 361 Bilgisayar Mimarisi ve Organizasyonu Sanal Bellek John L Hennessy David A Patterson Computer Architecture A Quantitative Approach ISBN 1 55860 724 2 Operational Characteristics for the Processors for Burroughs http www multicians org multics vm html18 Ocak 2010 tarihinde Wayback Machine sitesinde The Multics Virtual Memory Concepts and Design wikipedia virtual memory 23 Aralik 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arsivlendi belgeler org sanal bellek olu kirik baglanti