Begreper & formler
Alle nøkkelbegrepene og formlene fra Virtuelt minne, page faults og sideerstatning, samlet på én side. Bruk denne som oppslag når du leser, øver flashcards eller tar quiz.
Begreper
Sentrale begreper fra kapittelet med korte definisjoner.
Hendelsen der en prosess refererer til en side som ikke er i fysisk minne.
Regelen som avgjør hvilken side som ofres når en ny side må inn og minnet er fullt.
Least Recently Used; prøver å fjerne siden som ikke har vært brukt på lengst tid.
Tilstanden der systemet bruker mesteparten av tiden på page faults og disk-I/O i stedet for nyttig arbeid.
Teoretisk «orakel»-policy: erstatter den siden som vil bli brukt sist i fremtiden. Praktisk umulig (krever fremtidsviten), men brukes som referanse for å måle hvor god en ekte policy er.
Erstatter siden som ikke har vært brukt lengst. Approksimerer OPTIMAL ved antakelse om temporal locality. Krever bokføring av hver tilgang — ekte LRU er dyrt, derfor brukes klokke-/aging-approksimasjoner.
Erstatter siden som har ligget lengst i minnet. Enkelt, men kan vise Belady-anomali — flere rammer kan gi flere page faults.
Fenomen der antall page faults øker når antall rammer øker, observert i FIFO. OPTIMAL og LRU har stack-egenskap og lider ikke av dette.
Hit: siden ligger i fysisk minne, oppslaget er raskt. Miss (page fault): siden må hentes fra disk, koster millisekunder. Stor forskjell driver designet av VM-policy.
Settet av sider en prosess aktivt bruker innenfor et gitt tidsvindu. Hvis working set ikke får plass i RAM → thrashing.
Tilstand der systemet bruker mer tid på å laste inn/ut sider enn på å kjøre faktisk kode. Nesten alle minneaksesser blir page faults. Symptom: CPU-utnyttelse stuper, disk-aktivitet skyhøy.
Sider lastes fra disk inn i RAM først når de faktisk aksesseres (på page fault), ikke ved prosessoppstart. Sparer minne og oppstartstid.
Formler
Hver formel: hva den heter, hvordan den ser ut, og hva symbolene betyr.
Effektiv tilgangstid med page faults
Selv en liten fault-rate kan dominere hvis `T_fault` er mange størrelsesordener dyrere enn et vanlig minneoppslag.
Working-set-idé
Gir et begrepsmessig mål på hvor mye fysisk minne en prosess egentlig trenger for å unngå thrashing.
Fault pressure
Når samlet aktivt behov overstiger fysisk kapasitet, kollapser ofte ytelsen.
Effektiv minnetilgangstid (EMAT)
p er page fault rate (0..1). Et lite p kan bli stort i EMAT fordi t_pagefault ≈ ms mens t_minne ≈ ns — tusenfold forskjell.
Hit ratio og miss ratio
Hovedmål for hvor god en policy er på en gitt referansestrøm.
Trade-off i sidestørrelse
Generisk regel: 4 KB er kompromisset for de fleste systemer.
Læringsmål
Hva du skal kunne etter å ha lest kapittelet.
- 01Forklare hva som skjer ved en page fault og hvorfor kostnaden dominerer EMAT selv ved lav fault-rate
- 02Sammenligne FIFO, LRU og klokke-algoritmen og forklare hvorfor LRU approksimeres i praksis
- 03Beskrive working set og hvordan thrashing oppstår når summen av working sets overgår fysisk minne
- 04Begrunne valget av 4 KB sidestørrelse ut fra trade-offen mellom TLB-trykk, fragmentering og fault-håndtering