CCoW: Optimeiddio Copi-ar-Ysgrifenedig Gan Ystyried yr Ardal Ofodol mewn Llwyth Gwaith Rhan 2

Gall maint y dudalen fach fod yn broblemus wrth i'r systemau ddod yn gallu trin llawer iawn o gof corfforol. Gyda threfniadaeth tabl tudalennau hierarchaidd, mae pob cyfieithiad cyfeiriad rhithwir angen mynediad cof lluosog, un ar gyfer pob lefel tabl tudalen, sy'n annerbyniol.

Wrth i bobl heneiddio, mae cof yn dirywio'n raddol. Fodd bynnag, nid yw cof corfforol yn un o'r ffactorau sy'n effeithio'n uniongyrchol ar ein cof. Mae cof yn gysylltiedig â chryfder y cysylltiadau rhwng niwronau yn yr ymennydd, iechyd yr ymennydd, a pha mor aml y defnyddir y cof.

Yn ein hymennydd, mae synapsau yn cysylltu niwronau. Mae'r synapsau hyn yn ein hannog i storio ac adalw gwybodaeth. Fodd bynnag, wrth i ni heneiddio, mae'r cysylltiadau synaptig hyn yn lleihau, gan achosi i'n cof ddirywio. Nid yw hyn oherwydd bod ein cof corfforol yn cael ei leihau, ond oherwydd bod ein hymennydd yn mynd trwy rai newidiadau sy'n effeithio ar ein galluoedd.

Fodd bynnag, gall defnyddio ein hymennydd ein helpu i gadw atgofion da. Mae angen ymarfer corff ar yr ymennydd, yn union fel y corff, mae angen hamdden ac ymarfer corff i gadw'n iach. Bydd datblygu arferion meddwl da yn helpu iechyd ac effeithlonrwydd eich ymennydd. Er enghraifft, gall dysgu pethau newydd, defnyddio technegau cof, chwarae posau rhesymegol, ac ati oll wella ansawdd ac effeithlonrwydd eich ymennydd.

Felly, cof corfforol yn syml yw'r gallu storio sydd ar gael i'r ymennydd. Mae ein cof wedi'i gysylltu'n agos â therfynau'r hyn y gall ein hymennydd ei gyflawni. Trwy ymarfer ein hymennydd yn gyson, gallwn wneud ein cof yn fwy gwydn a'i gynnal ar lefel uchel. Er mwyn gwella cof, dylem ganolbwyntio ar ymarfer yr ymennydd tra'n cynnal agwedd gadarnhaol ac arferion iechyd da. Gellir gweld bod angen i ni wella'r cof, a gall Cistanche deserticola wella'r cof yn sylweddol, oherwydd mae gan Cistanche deserticola effeithiau gwrthocsidiol, gwrthlidiol a gwrth-heneiddio, a all helpu i leihau ocsidiad ac adweithiau llidiol yn yr ymennydd, a thrwy hynny amddiffyn y iechyd y system nerfol. Yn ogystal, gall Cistanche deserticola hefyd hyrwyddo twf ac atgyweirio celloedd nerfol, gan wella cysylltedd a swyddogaeth rhwydweithiau niwral. Gall yr effeithiau hyn helpu i wella cof, dysgu a chyflymder meddwl, a gallant hefyd atal datblygiad camweithrediad gwybyddol a chlefydau niwroddirywiol.

Cliciwch gwybod ffyrdd i wella gweithrediad yr ymennydd

Er mwyn lliniaru'r gorbenion uchel o gyfieithu cyfeiriad rhithwir i ffisegol, mae llawer o bensaernïaeth fodern yn cynnwys storfa ar gyfer cyfieithu cyfeiriadau. Mae TheMMU yn cadw nifer o ganlyniadau cyfieithu diweddar mewn rhesymeg caledwedd o'r enw byffer o'r neilltu translationlook, a elwir hefyd yn TLB.

Fel arfer, gall TLBs pensaernïaeth fodern ddal tua 500 i 2000 o gofnodion [6,7]. Mae'r cofnodion yn cael eu mynegeio gan galedwedd fel y gall y craidd prosesydd edrych ar y cyfieithiad yn gyflym iawn. Trwy drosoli ardal cyfeiriadau cof, gellir cyflawni llawer o gyfieithiadau cyfeiriadau heb gerdded trwy'r tabl tudalen (y cyfeirir ato fel hit TLB).

Wrth i'r ôl troed cof ar gyfer cymwysiadau cof-ddwys dyfu'n gyflym, mae nifer y mapiau tudalennau rhithwir i ffisegol ar gyfer proses hefyd yn cynyddu. Fodd bynnag, oherwydd cyfyngiadau caledwedd, ni all nifer y cofnodion TLB gadw i fyny â thwf cyflym olion traed cof cymwysiadau. Felly, mae cyfraddau colli TLB yn cynyddu, gan achosi tagfeydd ym mherfformiad cymwysiadau cof-ddwys [8-11].

Er mwyn goresgyn y cyfyngiad hwn, mae rhai pensaernïaeth yn cefnogi meintiau tudalennau ychwanegol sy'n fwy na maint tudalen sylfaen 4 KB. Er enghraifft, mae pensaernïaeth fodern Intel yn cefnogi maint tudalennau 2 MB ac 1 GB [7]. Gyda maint tudalen mor enfawr, gall cyfieithiad un cyfeiriad gwmpasu ystod ehangach o gyfeiriadau, gan gynyddu'r sylw y gall y TLB ei ddarparu i bob pwrpas gyda'r un nifer o gofnodion.

Er enghraifft, gall system gyda 1024 o gofnodion TLB a maint tudalen sylfaen 4 KB ddarparu cwmpas TLB o 4 MB, tra bod yr un nifer o gofnodion gyda thudalennau enfawr 1 GB yn darparu 1 sylw TB. Mae Linux yn defnyddio'r dudalen enfawr ar ffurf tudalennau enfawr tryloyw (THPs). Fel y mae'r enwau'n ei awgrymu, mae Linux yn ymhlyg yn darparu tudalennau enfawr i brosesau defnyddwyr pryd bynnag y bo modd.

IfTHP heb ei alluogi, mae Linux yn dyrannu cof i brosesau yn yr uned tudalen sylfaen 4 KB. IfTHP wedi'i alluogi, mae Linux yn ceisio dyrannu tudalen enfawr (2 MB o faint) yn lle'r dudalen sylfaen, gan ganiatáu mapio tudalen bras. Mae'r gronynnedd mawr hwn yn caniatáu rhannu tudalennau'n effeithlon rhwng prosesau rhieni a phlant trwy'r fforc. Rhag ofn nad yw dyraniad tudalen enfawr yn ymarferol ar hyn o bryd, mae Linux yn disgyn yn ôl i'r dyraniad tudalen sylfaen. Mae Linux yn sganio bylchau cyfeiriad proses o bryd i'w gilydd i ddod o hyd i dudalennau sylfaen a'u cyfuno'n dudalennau enfawr.

Bu astudiaethau yn ceisio hyrwyddo tudalennau enfawr ar gyfer perfformiad tra'n cuddio eu diffygion ymhellach. Mae Ingens [12,13] yn cynnig paratoi tudalennau enfawr yn anghymesur oddi ar y llwybr critigol.

Mae Hawkeye [14] yn cyflwyno cynllun hyrwyddo tudalennau enfawr manwl yn seiliedig ar batrymau mynediad cof i wneud y gorau o berfformiad gyda nifer fach iawn o hyrwyddiadau tudalennau enfawr. Zhu et al. [15] cyffredinoli'r prosesau o ddefnyddio tudalennau enfawr ac optimeiddio cylch bywyd tudalennau enfawr. Rhan et al. [16] caniatáu tyllau mewn tudalennau enfawr, gan ddarparu hyblygrwydd mewn rheoli cof gyda thudalennau enfawr.

Mae'r dudalen enfawr, fodd bynnag, yn gleddyf llafn dwbl. Oherwydd y cynnydd ym maint yr uned reoli, mae dyraniad tudalennau yn dioddef o ddarnio mewnol. Os yw ystod cyfeiriadau a ddyrannwyd yn llai na maint y dudalen enfawr, ni ellir defnyddio gweddill y dudalen a chael ei gwastraffu. Gall y chwydd cof fel y'i gelwir leihau'r defnydd o gof yn sylweddol ar systemau â thudalennau enfawr [12-17].

Gall maint cynyddol y dudalen effeithio'n negyddol ar berfformiad y rhaglen hefyd. Mae OSau modern yn mabwysiadu'r cynllun copi-ar-ysgrifen yn helaeth ar gyfer rhannu cof yn effeithlon rhwng prosesau. Fodd bynnag, dim ond ar ronynnedd y dudalen waelod y caiff y CoW ei brosesu.

Felly, i drin CoW ar dudalen enfawr, mae'r dudalen enfawr wedi'i rhannu'n dudalennau sylfaen, a dim ond y dudalen ddiffygiol sy'n cael ei chopïo. Mae torri tudalennau enfawr yn cymryd cryn dipyn o amser, gan arwain at drin namau tudalennau hir ysbeidiol. Yn yr ystyr hwn, nid yw rhai cymwysiadau, hyd yn oed rhai cof-ddwys, yn argymell defnyddio tudalennau enfawr ar gyfer perfformiad sefydlog a defnyddio cof [4,18].

Yn gyffredinol, mae yna ystodau o ofod cyfeiriad yn y gofod cyfeiriad proses lle mae gan bob tudalen yn yr ystod yr un caniatâd a nodweddion. Ar gyfer rheolaeth, mae modernOSs fel arfer yn mabwysiadu'r cysyniad o 'ardal cof rhithwir (VMA)' i gynrychioli ystodau o'r fath o ofod cyfeiriad. Gallwn ddosbarthu'r tudalennau yn y gofod cyfeiriad proses yn ôl eu tarddiad.

Gellir llwytho rhai tudalennau o ffeil wrth gefn ar y storfa eilaidd, y cyfeirir ato fel 'tudalennau â chefn ffeil'. Tra, mae rhai tudalennau wedi'u poblogi'n ddeinamig heb unrhyw ddata wrth gefn. Y tudalennau ar gyfer pentwr a thomen yn yr achos hwn yw'r 'tudalennau dienw' fel y'u gelwir.

2.2. Fforchio a Chopio-ar-Ysgrifen

Mae fforc yn un o alwadau system safonol POSIX i greu proses newydd. Pan fydd proses yn galw am alwad y system fforch, mae proses newydd yn cael ei chreu fel plentyn y broses alw.

O dan y cwfl, mae'r OS yn creu'r broses plentyn trwy ddyblygu gofod cyfeiriad cyfan y broses galw. Mae hyn yn awgrymu y dylai proses y plentyn ddechrau gyda'r un data â'r broses rhiant.

Er mwyn ymdrin â dyblygu gofod cyfeiriad yn effeithlon, mae'r rhan fwyaf o OSau modern yn defnyddio'r dechneg copi-ar-ysgrifennu (CoW). I ddyblygu gofod cyfeiriad y rhiant, nid yw'r OS yn copïo pob tudalen. Yn lle hynny, mae tabl tudalen y broses plentyn yn cael ei adeiladu trwy gopïo tabl tudalen y broses rhiant.

Mae hyn i bob pwrpas yn gwneud mapio ar y cyd i ofod cyfeiriad y rhiant. Wrth wneud y mapio a rennir, mae'r caniatâd ysgrifennu ar gyfer pob tudalen yn cael ei ollwng trwy glirio'r darn caniatâd yn y PTE cyfatebol.

Ar ôl copïo'r mapiau, gall rhiant a phlentyn ddarllen y tudalennau a rennir fel eu tudalennau. Pan fydd un o'r prosesau yn gwneud mynediad ysgrifennu i dudalen, mae'r MMU, oherwydd diffyg caniatâd ysgrifennu, yn sbarduno nam ar y dudalen. Yn y triniwr namau tudalen, mae'r OS yn dyrannu tudalen newydd, yn copïo'r dudalen wreiddiol, ac yn diweddaru'r mapio tudalen cyfatebol o'r broses achosi namau gyda chaniatâd ysgrifenedig.

Ar y pwynt hwn, gall y rhiant a'r plentyn gael data gwahanol ar yr un cyfeiriad rhithwir. Defnyddir y mecanwaith copi-ar-ysgrif hwn yn helaeth fel y mecanwaith allweddol sylfaenol ar gyfer gwireddu llawer o nodweddion cof rhithwir. Yn benodol, mae darlleniadau o heapregions nad ydynt wedi'u cychwyn fel arfer yn cael eu trin â mapio a rennir i dudalen sero, sef tudalen arbennig sy'n cynnwys pob sero.

Cyfuno cnewyllyn un dudalen (KSM) yw'r dechneg o ddad-ddyblygu'r un tudalennau yn y system. Mae'r OS yn sganio'r tudalennau yn y system i nodi tudalennau sydd â data unfath. Pan ddarganfyddir tudalennau o'r fath, mae'r OS yn adennill pob tudalen ond un ac yn diweddaru'r tablau tudalennau cyfatebol i rannu'r dudalen sy'n weddill.

Yn y prosesu, mae'r caniatâd ysgrifennu yn cael ei ollwng fel bod mynediad ysgrifennu dilynol i'r dudalen yn cael ei nodi a'i gopïo. Gyda effeithlonrwydd uchel copi-ar-ysgrifennu, mae creu proses yn dod yn effeithlon, ac mae cymwysiadau sy'n defnyddio rhywfaint o ddata yn defnyddio'r fantais hon i greu copi data .

Mae'r Redis, un o'r gwasanaethau storfa gwerth allweddol cof poblogaidd [4], yn un achos o'r fath [19]. Mae'r Redisis wedi'i gynllunio i gadw'r data yn y cof yn bennaf i ddarparu trwygyrch uchel a hwyrni isel.

Fodd bynnag, mae rhai cymwysiadau'n galw am ddyfalbarhad data sydd wedi'i storio, ac mae'n ailddatgysylltu'r dyluniad mewn cof gyda fforc. Mae'r Redis yn cymhwyso ceisiadau sy'n dod i mewn i'r mynegai cof a strwythurau data yn unig ac o bryd i'w gilydd yn galw'r system fforchio i mewn. Mae hyn i bob pwrpas yn creu proses plentyn gyda chynnwys cof dyblyg o'r Ail-brosesu gwreiddiol, ac mae'r broses alw (hy, y broses wreiddiol) yn parhau i brosesu ceisiadau i mewn.

Mae'r broses plentyn yn dargyfeirio ei weithrediad; gan ddefnyddio cynnwys y cof cyfredol fel ciplun, mae'n cyfresoli strwythurau data mewn cof yn ffeiliau, gan sicrhau dyfalbarhad y ciplun yn y cof. Ar ôl fflysio'r ciplun, mae'r broses plentyn yn dod i ben.

Gall proses wreiddiol wneud ciplun arall yn yr un modd, ac ar ddamwain system, gellir adennill Redis trwy ddarllen y ciplun olaf. Er bod y fforc yn alwad system amhrisiadwy, mae ei gorben wedi'i feirniadu.

Roedd Baumann et al. [20] dadansoddi'r fforc a chanfod bod fforc yn achosi'r diraddio perfformiad mewn cymwysiadau modern. Er enghraifft, wrth i gymwysiadau modern ddod yn fwy cymhleth, dylai'r OS ystyried tua 25 o achosion arbennig i ddechrau prosesu'r fforch-alwad system i gydymffurfio â manyleb POSIX. Gwnaethant grynhoi problemau'r alwad fforch-system ac awgrymu'r nodweddion y dylai'r alwad system fforch eu cael ar gyfer y cyfrifiadur modern.

Maent hefyd yn darparu ffyrdd amgen o ailosod y fforc. Mae Zhao et al. [19] tynnodd sylw at y ffaith bod gweithredu'r fforc mewn systemau cyfredol yn aneffeithlon gan fod angen amser hir ar gymwysiadau sydd ag ôl troed cof mawr i sefydlu'r tabl tudalen. Fel ateb, fe wnaethant gyffredinoli'r dechneg copi-ar-ysgrifennu fel bod y tabl tudalen yn cael ei gopïo ar ysgrifen yn ogystal â thudalennau arferol.

For more information:1950477648nn@gmail.com