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研究生:李照賢
研究生(外文):Lee, Chao-Hsien
論文名稱:應用程式導引之虛擬記憶體管理系統
論文名稱(外文):Application-Navigated Virtual-Memory Management System
指導教授:張瑞川張瑞川引用關係
指導教授(外文):Reui-Chuan Chang
學位類別:博士
校院名稱:國立交通大學
系所名稱:資訊科學學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1997
畢業學年度:86
語文別:中文
論文頁數:2
中文關鍵詞:虛擬記憶體作業系統解譯緩衝記憶體置換微核心
外文關鍵詞:virtual memoryoperating systeminterpretationmemory cachereplacementmicrokernel
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傳統作業系統在檔案系統及虛擬記憶體系統上﹐使用了緩衝記憶體技術
﹐ 以縮短硬碟和微處理機執行效能上差距過大的問題。但由於系統核心
軟體無法 預知應用程式存取資料的模式﹐傳統的緩衝記憶體管理技術﹐
並不能適用所有 的應用程式﹐進而導致應用程式本身及整體電腦系統效
能的低落。 有鑑於此﹐本篇論文提出並實作完成新的虛擬記憶體管理機
制﹐以有效地 提升應用程式本身的效能﹐及增加整體電腦系統的單位時
間工作量。本篇論文 的最主要貢獻﹐在於將虛擬記憶體管理機制分成二
部分: 核心程式只管理記憶體 的配置﹐而其餘管理的方法﹐則交由應用
程式來導引執行。在實作上﹐主要可 分為二個部份﹕第一為核心內策略
解譯器﹐用以支援應用程式端的記憶體管理﹐ 並具有系統保護機制,用以
保護整個系統不受應用程式的破壞或獨佔﹐第二為系 統記憶體回收演算
法﹐以便讓應用程式可以公平地共享記憶體。除此之外﹐尚 有兩個系統
輔助工具﹐用以幫助應用程式設計者能夠了解他們所設計的應用程 式之
存取特色﹐進而能夠最有效地調整虛擬記憶體管理策略﹐以滿足應用程式
的需要。實驗證明﹐不論應用程式或系統整體效能都因此新的虛擬記憶體
管理 系統而大幅提昇.
To bridge the performance gap between disks and
microprocessors, conventional operating systems employed memory
cache in file systems and virtual memory management systems.
However, since the system kernels do not know applications''
access patterns, the fixed memory-cache management scheme cannot
meet all applications'' needs. Application performance and system
throughout are thus degraded. This dissertation proposes a new
virtual memory management system, the hipec system, to
effectively increase the application performance and system
throughout. Hipec partitions the conventional virtual memory
management scheme into two levels: the kernel only handles the
allocations of memory cache, while the user applications are
responsible for managing the allocated cache. Hipec includes
two major implementations. The first is the in-kernel strategy
interpreter for supporting application-navigated virtual memory
management. The strategy interpreter also protects the system
from misbehaved or malicious applications. The second is the
kernel page-frame allocation policy, which can fairly share page
frames among all running applications. In addition, in order to
help application designers to observe the application access
patterns, two auxiliary tools are implemented. Application
designers, therefore, can tune the caching strategies to meet
applications'' specific needs. From empirical evaluations, hipec
can improve the application performance and system throughput.
cover
Abstract (in Chinese)
Abstract (in English)
Acknowledgement
Contents
List of Tables
List of Figures
1 INTRODUCTION
1.1 Motivation
1.2 Traditional Virtual-Memory Cache Management
1.3 Problems and Opportunities
1.4 Incoupotating Applications Knowledge
1.5 Contributions
1.6 Organization of the Dissertation
2 RELATED WORK
2.1 Memory Cache Allocation Technologies
2.2 System Extension
2.3 Application-Controlled File Cache
3 IN-KERNEL STRATEGY INTERPRETATION
3.1 Introduction
3.2 Hipec Commands
3.3 Hipec Container
3.4 Application-Specific Caching Strategies
3.5 Overhead of Strategy Interpretation
3.6 System Safety
3.7 Compare with Other Techniques
4 GLOBAL PAGE FRAME ALLOCATION
4.1 Introduction
4.2 FIFO2-MR Allocation Policy
4.3 Theoretical Analysis
5 AUXILIARY TOOLS
5.1 Hipec Profiler
5.2 Hipec Translator
6 PERFORMANCE EVALUATIONS
6.1 Hipec System Overhead
6.2 Domain Crossing Overhead
6.3 Performance Improvements Yielded by Strategy Interpretation
6.4 Recovery Scheme Overhead
6.5 Performance Improvements of Privileged Applications
6.6 Overall Improvements in System Performance
6.7 III-advised Applications
7 CONCLUDING REMARKS
7.1 Summary
7.2 Future Work
Bibliography
Vita
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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