مقاله مدیریت حافظه برای سیستم های چند رشته ای نرم افزار SDSM

توضیحات

  مقاله مدیریت حافظه برای سیستم های چند رشته ای نرم افزار SDSM دارای 26 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله مدیریت حافظه برای سیستم های چند رشته ای نرم افزار SDSM  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله مدیریت حافظه برای سیستم های چند رشته ای نرم افزار SDSM،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله مدیریت حافظه برای سیستم های چند رشته ای نرم افزار SDSM :

خلاصه:
زمانیكه سیستم های حافظه اشتراكی گسترده نرم افزار (SDSM) چند رشته ای را با بهره برداری از چند پردازشگرهای متقارن فراهم می آورد، اعتراض كردن چگونگی حفظ سازگاری حافظه سازگاری حافظه در راه ایمن است، كه به عنوان “ مسئله روز آمد صفحه اتمی” شناخته شده است. در این مقاله، نشان می دهیم كه در این مسئله می تواند از طریق خلق دو راه قابل دستیابی مستقل به صفحه فیزیكی و از طریق نسبت دادن مجوزهای متفاوت دستیابی به آنها تجزیه شود. به ویژه، ماسه روشن جدید را با كاربرد سیستم ارتباطی درون پردازشی حافظه اشتراكی V، فراخوانی سیستم جدید molupo و فراخوانی سیستم دو شاخه D علاوه بر كاربرد روش شناخته شده نقشه پردازی فایل پیشنهاد می دهیم. سهم اصلی از این مقاله معرفی راه حلهای متنوع به مسئله روز آمد صفحه اتمی و مقایسه مشخصه هایشان است. تجربیات و آزمایشات برای دسته ای بر پایاه لینوكس SMPS و سیستم ثابت IBM sP Hawk انجام می شود و نشان می دهد كه روشهای پیشنهاد شده بر عقب كشی های از روش طراحی قایل غالب میگردد مثل هزینه بالای ارزشدهی آغازین و پاكسازی قطرنها نگاهی میانگیر اضافی به ویژه، روش كاربردی فراخوانی سیستم دو شاخه O فضای كلی نشان را به كاربرد عملی حفظ می كند.
1-    مقدمه
سیستم های حافظه اشتراكی گسترده نرم افزار سكوی قدرتی شده است تا فضای نشانی اشتراكی را روی معماریهای حافظه اشتراكی فراهم گردد. سیستم های اولیه SDSM مثل IVY [1] ، طریقه واسطه ای [2]، [3]  Munin، و Treadmark[4] گروه های غیر پردازش را می پذیرند، بنابراین تنها یك رشته را در جریان روی گره مجاز میگرداند به طور رایج، جنس ریر پردازنده های خارج از قفسه و تركیبات شبكه به طور گسترده به عنوان بلوكهای ساختمای برای كامپیوترهای موازی به كار برده می شود. این روند سیستم های دسته ای را شكامل چند پردازشگر متناسب سكوهای جذاب برای محاسبه عملكرد بالا ساخته است. به هر حال، سیستم های اولیه تك رشته ای شده خیلی محدود به بهره داراست چند پردازشگر در رشته های SMP می شوند. نسل بعدی سیستم های SDSM مصل Quark[5]، [6] Brazos ، رشته های DSM[7]، Murk[8] آگاه از چند پردازشگرهایی هستند كه آنها بوسیله چند پردازشگر یا چند رشته بهره برداری می گردد. به طور كلی، سیستم های بر پایه پردازش ساده و طبیعی ظرفیت بالای كلید زنی و تأخیرر رابطه ای اضافی درون پردازش را در یك گروه تجربه و آزمایش می كنند، بنابراین تمركز، در این مقاله سیستم های چند رشته ای SDSM است.
خیلی از سیستم های تك رشته ای SDSM در سطح كاربر از طریق كاربرد مكانیزم گرداندن خرابی صفحه تكمیل و اجرا می شوند این نوع از SDSM دسترسی كاربرد غیر ممتاز را به صفحه اشتراكی از طریق گرفتن علامت SIGSEGV و كاربرد تعیین شده گرداننده علامتی روز آمد را در صفحه غیر معتبر آشكار می گرداند. از نقطه نظر كاربرد، این صفحه روز آمد اتمی است زمانیكه كنترل صفحه به كاربردی تنها بعد از گرداندن علامت برگردانده می شود و كاری روی خرابی تكمیل می كند. به هر حال، جریان گرداندن خطای قرار دادی در محیط های چند رشته ای موفق نخواهد شد زیرا دیگر رشته ها احتمالاً سعی در دستیابی صفحه معین در طی دوره روزآمد دارند. سیستم SDSM با برهانی روبرو می گردد زمانیكه چندین رشته با دستیابی به صفحه غیر معتبر در فاصله كوتاه كامل می گردد. در دستیابی اول به صفحه غیر معتبر، سیستم باید صفحه قابل نوشتن را با جایگزینی مورد معتبر برقرار گرداند. متأسفانه این تغییر همچنین رشته های كاربردی دیگر را به دستیابی صفحه معین مجاز می گرداند. این پدیده به عنوان صفحه ای روز آمد شناخته شده است و مسئله صحیح(7) یا حوزه شرایط mmapo تغییر می گردد. به طور خلاصه، با این مسئله روز آمد صفحه اتمی را فرا می خوانیم راه حل معروفی به این مسئله از طریق سیستم های چند رشته ای SDSM عمده مثل Treadmark[9] ، [6]Brazos وstnings[10] منطبق می شود كه طراحی فایل به دو نشانی متفاوت واقعی است. حتی از طریق روش نقشه برداری محیط كاری احتمالاً تحت تأثیر عملكرد این سیستم ها است. روش نقشه برداری فایل به طور ضعیف در برخی موردها اجرا می گردد و برای مثال، سیستم IBMSP Night  Hawk  با ویرایش Aix 4.3.3PssP این مشاهده تحقیق دیگر راه حل ها را به مسئله روز آمد صفحه اتمی موجب می گردد. به هر حال، نقشه برداری فایل هزینه ارزش دهی بالای آغازین را دارد و فضای قابل دسترسی را كاهش می دهد زیرا SDSM و بخش عمل فضای نشانی است.
ما علت مسئله روزآمد صفحه اتمی را ذكر می كنیم كه SDSM و بخش عملی همان صفحه نشانی است. زمانیكه تغییرات SDSM صفحه قابل نوشتن است، صفحه همچنین به كاربرد قابل دسترسی است. راه حل كلی به این مسئله جداسازی فضای نشانی كاربردی از فضای نشانی سیستم برای حافظه فیزیكی است و مجوز دستیابی متفاوتی تكمیل می شود، نشانیهای مهارتی متفاوت احتمالاً مجوز دستیابی متفاوتی دارند حتی اگر آنها به صفح فیزیكی یكسان رجوع كنند. سپس، سیستم می تواند روزآمد بودن صفحه اتمی را از طریق تغییر مجوز دستیابی از صفحه مهارتی در فضای نشانی كاربرد ضمانت كند بعد از اینكه آن روز آمد بودن صفحه را از طریق فضای نشانی سیستم تكمیل می كند. در این مقاله، ما سه راه حل جدید را با كاربرد سیستم ارتباطی درون حافظه اشتراكی، فراخوانی سیسستم mdupo جدید برای نسخه برداری فهرست صفحه، و فراخوانی دو شاخه سیستم O علاوه بر راه حل شناخته شده با كاربرد نقشه برداری قایل پیشنهاد می دهیم. سهم عمده از این مقاله ارائه راه حلهای متنوع به مسئله روز آمد صفحه اتمی است كه با مشخصه هایشان مقایسه میگردد. به هر حال، آن مشاهده شده است كه آن همیشه ممكن است تا همه آنها را در سیستم دسته SMP در نتیجه محدودیت های متنوع سیستم اجرایی تكمیل گردد.  آزمایشاتی روی دسته ای براساس سینوكس ورودی دستگاه IBM SP2 نشان می دهد كه روشهای پیشنهاد شده بر عقب كشی هایی از روش نقشه برداری فایل غالب می گردد مثل ارزش دهی آغازین بالای اضافی و پاك زنی و حافظه نگاهی میانگیر اضافی. بویژه، كاربرد روش فراخوانی سیستم شاخه ای o فضای كلی نشانی را به كاربرد نگه می دارد.
این مقاله به شرح ذیل سازماندهی می شود. در بخش دوم، ما از مسئله روز آ,د صفحه اتمی بحث می كنیم. ما به طور خلاصه سیستم SDSM خودمان را در بخش سوم معرفی می كنیم و چهار روش را ارائه می دهیم كه مسئله را در بخش چهارم حل می كند چهار روش را از طریق كاربرد نشانه معیار ریز بررسی می كنیم و نتایج آزمایش را با چندین كاربرد در بخش s ارائه می دهیم. بخش 6 خلاصه ای از مقاله است.
2-    مسئله روز آمد صفحه اتمی
جریان گرداندن خطای صفحه واقعی از SDSM بر پایه صفحه قراردادی در شكل 1 روشن می شود. به طور كلی این نوع از كاربردهای SDSM و SIGIO و علامتهای SIGSESV برای تكمیل پروتكولهای سازگاری حافظه است. زمانیكه عملكرد صفحه غیر معتبر اشاره شده از طریق A قابل دستیابی است، سیستم عملی علامت SIGSEGV و دسته هایی روی كنترل برنامه به SDSM از طریق راه انداختن برنامه در حافظه با كارانداز كاربر تعیین شده SIGSEGV تولید می گردد. درون كارانداز، سیستم صفحه قابل نوشتنی از طریق خلق متحرك صفحه بی نام یا از طریق بازیابی كردن صفحه از مخزن حافظه اشتراكی اختصاص می دهد كه در مرحله ارزش آغازین آماده می شود. سپس سیستم بیشترین صفحه روز آمد را از گروه جزئی درخواست می كند و منتظر صفحه می گردد. زمانیكه درخواست صفحه به گروه جزئی میرسد، سیستم اجرایی جزئی علامت SIGIO  و راه انداز كاربر تعریف شده SIGIO كه به درخواست كمك می كند تولید می گردد. بعد از آن، SDSM محلی صفحه غیر معتبری به مورد جدید جایگزین می كند و صفحه خوانا را با كاربرد فراخوانی سیستم mprotecto بر قرار می كند.
در سیستم تك رشته ای، این صفحه روز آمد با توجه به كاربرد عملی اتمی است زمانیكه مجموعه هایی از عملیات را اجرا می كند. از لحاظ اتمی. به هر حال، تضمین نشده است زمانیكه چندین رشته دسترسی را كامل می گرداند. به منظور ضمانت صفحه روز آمد اتمی، رشته های دیگر باید از دستیابی به صفحه جلوگیری شود در حالیكه رشته در انتظار صفحه معتبر است. چندین راه حل ممكن می تواند به طریق زیر طبقه بندی شود:
•     معلق نگه داشتن همه رشته های كاربردی زمانیكه سیستم به صورت روزآمد صفحه غیر معتبر پایان می یابد.
•     اصلاح فهرست گر os كه رشته هایی را فهرسست بندی نمی كند كه احتمالاً قابل دستیابی به صفحه غیر معتبر است
•    تكمیل بسته رشته جدید (7و5)
•    نقشه كشی یك فایل به دو نشانی مهارتی و تعیین حواز متفاوت دستیابی به آنها.
روش اولیه قدرت مدارانه همه رشته های كاربردی را به طور موقتی از طریق پخش علامت SIGSTOP در طی دوره روزآمد كردن صفحه به طور معلق حفظ می گردد و رشته هایی مجدداً بعد از روز آمد كردن صفحه بر میانگیزد تا كامل شود. این روش خیلی ساده است اما آن حتی اجرای رشته های غیر مربوطه را به صفحه مسدود می گرداند در نتیجه، این روش بهره برداری cpu را به طور متنوع كاهش میدهد و برتری مورد انتظار ضعیف است. نگرش ثانوی اصلاح شالوده os است تا تنها رشته هایی را فهرست بندی كند كه قابل دسترسی صفحه یكسان نیست. Murks[8] این نوع از سیستم است حتی این نگرش مؤثر است، و آن به محل پذیری سیستم صدمه می زند. مورد سوم تكمیل بسته رشته جدید برای كنترل فهرست بندی رشته در سطح كاربر است. رشته های DSm[7] و كوآكس(5) دو سیستم شناخته شده هستند اما آنها محل پذیری ندارند.
روش آخری نقشه كشی یك فایل به دو نشانی مهارتی است و دو راه دستیابی مستقلی به فایل بوجود می آورد. یكی برای كاربرد و دیگری برای SDSM سیستم می تواند با فایل از طریق نشانی مجازی طراحی شده به آن روزآمد گردد در حالیكه دستیابی از رشته كاربردی از طریق پروتكول سازگاری حافظه كنترل می شود. ازنقطه نظر سیستم اجرای، نقشه كشی قایل به صفحه های فیزیكی ضمیمه می گردد،‌ و به عنوان حافظه نها نگاهی برای قیل، به فضای نشانی مجازی پردازش به كار برده
می شود. زمانیكه یك فایل به دو نشانی مجازی نقشه برداری می شود، هر صفحه فیزیكی از طریق دو صفحه ورودی فهرست اشاره می شود و مجوز دستیابی متفاوتی می تواند به نشانیهای مجازی متفاوت نسبت داده شود. در نتیجه، سیستم SDSM روزآمد صفحه اتمی با توجه به همه رشته های كاربردی از طریق تغییر مجوز دستیابی از صفحه های مجازی طراحی شده برای كاربرد ضمانت میگردد تنها بعد از اینكه آن صفحه های فیزیكی از طریق نشانی محازی نقشه برداری شده برای سیستم روزآمد میگردند. به ویژه، ما به روش آخری توجه می كنیم. نقطه كلیدی نقشه برداری فایل بوجود آوردن هر راه دستیابی مستقل به صفحه فیزیكی است. زمانیكه رشته عملی سعی در دستیابی صفحه غیر معتبر اشاره شده از طریق A دارد، SDSM صفحه غیر معتبری یا صفحه روزآمد از طریق نشانی سیستم اشاره شده از طریق S روزآمد میگردد بعد از اینكه روزآمدی صفلحه كامل شد، سیستم در صفحه A و در فضای خوانای نشانی عمل تغییر می گردد و به كنترل برنامه به رشته عملی مجدداً كمك می كند. اگر رشته دیگری سعی در دستیابی صفحه همانند در طی دوره روزآمد دارد، آن به نظر می رسد كه صفحه هنوز غیر معتبر است و داخل راه انداز SIGSEGV مسدود می شود. زمانیكه روزآمدی صفحه كامل شود، راه انداز علامت در همه رشته ها در انتظار صفحه برانگیخته میگردد.
نقشه برداری، به هر حال، تنها راه خلق چندین راههای دستیابی به صفحه فیزیكی نیست. ما برای متعوی رشته های دیگر هدف یكسانی را بدون تنزل عملكرد بدست می آوریم. در این مقاله، ما سه روش بیشتری پیشنهاد داده و مشخصه هایشان را مقایسه می كنیم.
3-    سیستم ParADE
SDSM تركیبی از محیط برنامه ریزی موازی بر پایه ‌MP باز برای دسته های SMP به نام Par ADE است. AP باز استاندارد با اصل برای طرح برنامه ریزی فضای نشانی اشتراكی شده است. علاوه بر سهولت برنامه ریزی ذاتی در طرح فضای نشانی اشتراكی، پیش بینی های MP باز از عملكرد بالا در كاربردهای علمی است. حتی معماری با هدف كلی از MP باز گره چند پردازشگر تنها است، این طرح قابل اجرا با دسته ای از چند پردازشگر است. راه غیر استدلای توسعه MP باز به دسته ای از چند زیر پردازشگری است كه سیستم چند رشته ای SDSM را به كار می برد.
در تركیب كلید Par ADE سیستم گردش زمان Par ADE و انتقال دهنده MP باز هستند. SDSM چند رشته ای و كتابخانه ای با قبول شدن پیام متشكل از سیستم گردش زمان است. برای فراهم آوری ارتباط سالم رشته، ما زیر مجموع MPI را برای معماری واسطه مجازی تكمیل می كنیم. سیستم SDSM، سازگارهای سازی بر پایه مكان تنبلی با مكان مهاجرتی به كشف مكان جغرافیایی داده فراهم می كند. در این ضمن، ناقل MP باز برنامه MP باز را به برنامه چند رشته ای تبدیل می كند. برای اطلاعات بیشتر درباره Par ADE به (11) رجوع كنید.
4-    چهار روش روزآمد صفحه اتمی
در این بخش، چهار روش ارائه می دهم كه چندین راههای دستیابی را به صفحه فیزیكی فراهم می آورد. نقشه برداری فایل، سیستم حافظه اشتراكی      IP,V فراخوانی سیستم جدید mdupo و فراخوانی سیستم چند شاخه ایO هممه روشها به جز روش mdupo در سطح كاربر تكمیل می شوند.
1-4 نقشه برداری فایل
فراخوانی سیستم mmapo جریانی برای دستیابی فایل از طریق عملكرد های حافظه از طریق نقشه برداری فایل به فضای نشانی جریان قادر می گرداند. این مكانیزم به عنوان حافظه نقشه برداری I/o شناخته می شود. چنین نقشه برداری تناظر یك به یكی بین داده در فایل و داده در حوزه ها نظر نقشه برداری شده بوجود می آورد. به هر حال فراخوانی سیستن با نشانه های MAP-SHARED یك فایلی را قادر می گرداند تا به پردازش چندین باره نقشه برداری شود.
نقشه برداری فایل خیلی حمل پذیر (پرتابل) است و عملكرد كاربردی SDSM با كاربرد این روش خوب است. با وجود این، این روش چندین برگشت دارد. اولاً اندازه فضای نشانی اشتراكی باید كوچكتر از اندازه فایل باشد. زمانیكه ناحیه در آنسوی اندازه فایل قابل دستیابی می باشد، و همچنین علامتهای سیستم اجرای یك خط برای اجتناب از این خطای غیر منتظره، سیستمSDSM باید فایل منظم بزرگی را به قدر كافی به وجود آورد كه شامل صفحات اشتراكی است یا به آن باید به طور متحرك اندازه فایل را از طریق كاربرد واضح با نوشتن o یا عملكردهای Ftrun cateo توسعه یابد. غیر از این، این هزینه ارزش دهی آغازین جزئی نیست.
برگشت دیگر دیسك غیر لازم است كه در زمان جریان می نویسد. اگر چه Free BSD از نشانه های MAP- NoyNC حمایت می كند و از صفحات كثیف اجتناب می كند كه باید در دیسك ریخته شود و خیلی از سیستم های اجرای حافظه ها نگاهی میانگیر را به دیسك به طور منظم جاری می سازد،  یا زمانیكه فراخوانی سیستم munmapo برانگیخته می شود تا نقشه برداری را كاهش دهد. نوشتن دیسك عملكرد هزینه ای است كه ان احتمالاً ضرر می رساند. در نتیجه، عملكرد سیستم بر پایه روشن نقشه كشی فایل وابسته به اندازه حافظه نگاهی میانگر و طرح حافظه نها نگاهی میانگر است. آزمایشاتی روی سیستم Ibmsp Night Hawk با ویرایش AIX4.3.3PssP 3.2 كنترل عملكرد قابل ملاحظه ای را آشكار كرد زمانیكه دستگاه به طور كلی به SDSM مختص نمی شود.

برای دریافت اینجا کلیک کنید