CCoW: Optimeiddio Copi-ar-Ysgrifen yn Ystyried yr Ardal Ofodol mewn Llwyth Gwaith Rhan 3

3. Dylunio CCoW

Yn yr adran hon, rydym yn gyntaf yn cyflwyno ein cymhelliant y tu ôl i wella'r copi-ar-ysgrifennu ac yn esbonio'r cysyniad sylfaenol o'r copi-ar-ysgrifen yn seiliedig ar sylw (CCoW). Yna byddwn yn esbonio'r ffordd y mae CCoW yn dal yr ardal o dan wahanol senarios a'r optimeiddio i ddal yr ardal ar orbenion isel.

Cof yw gallu pobl i gaffael, storio, ac adalw gwybodaeth. Bydd atgofion pobl hefyd yn wahanol mewn gwahanol senarios. Yn yr erthygl hon, byddwn yn archwilio'r berthynas rhwng cof mewn gwahanol senarios.

Y cyntaf yw'r senario dysgu. Mae dysgu yn ffordd bwysig i fodau dynol ennill gwybodaeth a sgiliau. Yn y broses ddysgu, mae cof yn chwarae rhan hanfodol. Os oes gennych chi gof cryf, gallwch chi feistroli gwybodaeth newydd yn gyflymach a chadw gwybodaeth ddysgedig yn haws. Felly, mewn senarios dysgu, mae angen inni gadw ein meddwl yn glir ac yn canolbwyntio, er mwyn gwella cof yn well.

Yr ail yw'r olygfa dwristiaeth. Mae teithio yn ein galluogi i brofi gwahanol ddiwylliannau ac amgylcheddau, gan gyfoethogi ein gorwelion yn fawr. Yn ystod teithio, gallwn gael gwybodaeth ddiwylliannol gyfoethog trwy gofio lleoliadau daearyddol, pobl, arferion, a gwybodaeth arall. Felly, yn yr olygfa deithio, mae angen inni arsylwi'n ofalus a'i brofi'n weithredol, er mwyn gwella ein cof yn well.

Unwaith eto, mae'n olygfa waith. Yn y gwaith, mae angen inni drin llawer iawn o wybodaeth, megis data, cysylltiadau, tasgau, cynlluniau, ac ati Os nad yw ein cof yn ddigon cryf, bydd yn effeithio ar ein heffeithlonrwydd a'n cyflawniadau gwaith. Felly, mewn senarios gwaith, mae angen inni wneud gwaith da o gofnodi a threfnu a cheisio lleihau rhychwant "cysylltiad gwybodaeth" cymaint â phosibl. Yn y modd hwn, gallwn wella ein cof yn well.

Yn olaf, mae golygfeydd bywyd. Mae angen i fodau dynol gofio llawer o bethau dyddiol, fel cyfeiriadau, rhifau ffôn, tasgau'r dydd, ac ati. Os nad yw ein cof yn ddigon da, bydd llawer o broblemau mewn bywyd yn codi. Felly, mewn golygfeydd bywyd, mae angen inni arfer ein gallu cof. Gallwn wella ein cof trwy adeiladu meddwl cysylltiadol ac ailadrodd yn dawel.

I grynhoi, mae cof mewn gwahanol senarios yn perthyn yn agos. Gallwn wella ein cof a chyflawni perfformiad gwell mewn amrywiol senarios trwy ymarfer bwriadol a chanolbwyntio. Gadewch inni ddilyn bywyd a gyrfa well gydag agwedd optimistaidd. Gellir gweld bod angen i ni wella cof, a gall Cistanche deserticola wella cof yn sylweddol, oherwydd gall Cistanche deserticola hefyd reoleiddio cydbwysedd niwrodrosglwyddyddion, megis cynyddu lefelau acetylcholine a ffactorau twf. Mae'r sylweddau hyn yn bwysig iawn ar gyfer cof a dysgu. Yn ogystal, gall Cistanche deserticola hefyd wella llif y gwaed a hyrwyddo cyflenwad ocsigen, a all sicrhau bod yr ymennydd yn derbyn digon o faetholion ac egni, a thrwy hynny wella bywiogrwydd a dygnwch yr ymennydd.

Cliciwch gwybod atchwanegiadau i wella cof

3.1. Cymhelliad

Fel y trafodwyd yn gynharach, mae'r mecanwaith copi-ar-ysgrifennu yn chwarae rhan allweddol wrth weithredu nodweddion cof rhithwir mewn OSau modern. Fodd bynnag, mae ei fanteision o ran gofod wedi bod yn lleihau mewn amgylcheddau cyfrifiadura modern a llwythi gwaith ysgrifennu-ddwys, sy'n gyffredin mewn canolfannau data [21,22].

Mae technolegau cof sy'n dod i'r amlwg fel cof storio (SCM) a chof parhaus yn galluogi mwy o ddwysedd data ar gyfer modiwlau cof tra'n gostwng y gost fesul uned o ddata.

Y dyddiau hyn mae adeiladu nod gyda llawer iawn o gof yn y raddfa terabyte wedi dod yn rhatach nag erioed. Yn ogystal, mae darparwyr gwasanaethau cwmwl wedi nodi bod y nodau mewn canolfannau data yn dioddef o ddefnydd cof isel, gan adael 40-50% o'r cof heb ei ddefnyddio [23-26]. Yn y sefyllfa hon, mae'n dod yn ymarferol i fasnachu gofod cof ar gyfer perfformiad mewn systemau perfformiad-gritigol [27]. Mae'r manteision o ran perfformiad wedi bod yn lleihau hefyd.

Gellir nodweddu budd perfformiad copi-ar-ysgrifen gan amlder a pherfformiad trin namau tudalen. Wrth silio proses plentyn, mae'r caniatâd ysgrifennu i bob tudalen yn cael ei ollwng. O safbwynt cywirdeb, mae hyn yn anochel; fodd bynnag, mae'n arwain at ddiffygion tudalen aml ar ôl y fforc, wrth wasanaethu pob cais ysgrifennu. Mae'r storm hon o ddiffygion tudalen ysgrifennu nid yn unig yn digwydd i brosesau plentyn ond hefyd i'r broses rhiant.

I'w wneud yn waeth, nid yw'r amser trin namau tudalen wedi gwella'n ddiweddar ond mae'n tueddu i fod yn hir oherwydd rhesymau diogelwch. Yn y gorffennol, roedd y gofod cyfeiriad cnewyllyn cyfan yn cael ei fapio'n barhaus i ran o ofod cyfeiriad proses y defnyddiwr.

Fodd bynnag, mae'r gosodiad gofod cyfeiriad hwn yn caniatáu i brosesau defnyddwyr maleisus ddarllen y data hanfodol yn anuniongyrchol yn y gofod cyfeiriad cnewyllyn trwy fanteisio ar y gweithrediad hapfasnachol yn y proseswyr [28,29].

Er mwyn lliniaru bregusrwydd diogelwch critigol o'r fath, mae OSau modern yn defnyddio ynysu tabl tudalen cnewyllyn (KPTI). Yn gyffredinol, dim ond cyfran gyfyngedig o'r gofod cyfeiriad cnewyllyn sy'n cael ei fapio i ofod cyfeiriad y broses, ac mae gweddill y gofod cyfeiriad cnewyllyn wedi'i fapio'n ddeinamig a heb ei fapio yn ystod yr ymyrraeth a thrin galwadau system. Rhaid i hyn gynnwys fflysio TLB, a all ddiraddio perfformiad y system yn sylweddol.

Yn y gwaith hwn, ein nod yw lleihau gorbenion copi-ar-ysgrifen trwy ddefnyddio ardal ofodol cyfeiriadau cof. Ar hyn o bryd, mae'r copi-ar-ysgrifennu yn digwydd fesul tudalen, a phob tro y bydd nam ar dudalen yn digwydd, dylai'r OS gymryd rhan. Ein syniad allweddol yw lleihau amlder ymglymiad OS trwy drosoli lleoliad gofodol mynediadau cof. Os bydd tudalen yn cael ei chyrchu ar gyfer ysgrifennu, mae tudalennau cyfagos hefyd yn debygol o gael eu cyrchu ar gyfer ysgrifennu yn fuan.

Felly, os byddwn yn perfformio'r copi-ar-ysgrifennu nid yn unig ar gyfer y dudalen ddiffygiol ond hefyd ar gyfer tudalennau cyfagos gyda'i gilydd (hy, rhag-gopïo tudalennau cyfagos), gallwn amorteiddio'r gorbenion ar gyfer y copi-ar-ysgrifennu wrth drin nam ar y dudalen. Dylem, fodd bynnag, fod yn ofalus, i beidio â chopïo'r holl dudalennau cyfagos yn ddall bob amser.

Os bydd y tudalennau a gopïwyd yn cael eu hysgrifennu'n ddiweddarach, bydd y gorbenion ar gyfer y rhag-gopi yn cael ei ad-dalu. Fodd bynnag, os nad yw'r tudalennau a gopïwyd yn cael eu hysgrifennu wedyn, dim ond o ran amser a gofod y mae'r rhag-gopi'n mynd i mewn i orbenion ychwanegol.

Felly, mae'n hanfodol nodi'r tudalennau targed priodol i'w copïo. Defnyddiwyd dulliau tebyg i leihau'r ymdriniaeth â namau tudalen uwchben. Mae Linux yn defnyddio'r nodwedd 'fai o gwmpas' fel y'i gelwir. Wrth drin nam tudalen, mae Linux yn cychwyn trin namau tudalen ar gyfer y tudalennau sydd o amgylch y dudalen ddiffygiol [2]. Fodd bynnag, mae'r nodwedd hon ond yn cael ei chymhwyso i'r diffygion tudalen darllen ar gyfer rhanbarthau cof a gefnogir gan ffeil.

O ystyried bod y syniad arfaethedig yn canolbwyntio ar ysgrifennu gwallau tudalennau ar gyfer tudalennau dienw, gallwn ddadlau bod ein hymagwedd yn wahanol i'r nodwedd namau o gwmpas. tudalennau enfawr yn yr OS.

Mae'r systemau hyn, yn gyffredin, yn cyflwyno cynllun i nodi'r tudalennau ymgeisydd gorau i'w trosi'n dudalennau enfawr ac i hyrwyddo'n effeithlon i (hy, trosi tudalennau sylfaen i dudalen enfawr) neu israddio o (hy, trosi tudalen enfawr yn dudalennau sylfaen) tudalennau enfawr.

Fodd bynnag, waeth beth fo'r cynlluniau arfaethedig, mae copi-ar-ysgrifennu yn cael ei berfformio yn ronynnedd y dudalen sylfaen yn unig, ar ôl torri'r dudalen enfawr yn dudalennau sylfaen os oes angen. Felly, mae nodweddion perfformiad eu copi-ar-ysgrifen yr un fath â'r system Linux ddiofyn gyda'r mecanwaith tudalen enfawr tryloyw (THP). Mewn cyferbyniad, mae ein cynllun arfaethedig yn unigryw gan ei fod yn perfformio copi-ar-ysgrifen ar ronynnedd gwahanol yn unol â mynediadau cof gradd yr ardal.

3.2. Adnabod yr Ardal Ofodol

Er mwyn gwireddu’r cynllun arfaethedig, dylem ystyried dau fater heriol. Yn gyntaf, dylid nodi tudalennau targed yn fanwl gywir ac yn amserol, fel bod y budd mwyaf posibl o'r rhagcopi tra bod gorbenion y rhagcopi yn cael ei leihau.

Unwaith y bydd tudalen wedi'i chopïo gan awdur, ni fydd y dudalen yn achosi unrhyw ddiffygion pellach ar y dudalen. Mae hyn i bob pwrpas yn golygu bod y system wedi colli'r cyfle i optimeiddio'r mynediad ysgrifennu. Felly, dylai'r system allu rhagweld defnydd tudalennau yn y dyfodol i benderfynu pa dudalennau y dylid eu copïo a pha rai nad ydynt. Yn ail, dylai nodi'r tudalennau targed fod â gorbenion isel gan na all OS fforddio prosesu sy'n cymryd llawer o amser yn yr is-system rheoli cof sy'n hanfodol i berfformiad.

Fel y trafodwyd yn Adran 2, mae llawer o nodweddion cof rhithwir mewn OSau modern yn seiliedig ar y mecanwaith copi-ar-ysgrifennu. Felly, gall y gorbenion fod yn drech na budd y copi-ar-ysgrifen wedi'i optimeiddio os nad yw'r gweithrediad cyffredinol yn ddigon effeithlon.

Er mwyn rhagweld dyfodol tudalen, rydym yn gyntaf yn casglu hanes ffyrc ar gyfer prosesau defnyddwyr. Yn benodol, mae'r OS yn monitro nifer y ffyrc y mae pob proses yn eu galw. Mae cyfrif isel ar gyfer proses yn awgrymu nad oes llawer o gyfle i fanteisio ar y broses, ac nid oes angen i'r OS olrhain y diffygion tudalen ysgrifennu ar gyfer y broses hon yn llawn.

Mewn cyferbyniad, pan fydd proses yn galw'r system fforch yn galw mwy na throthwy, gall y system ddisgwyl y cyfle optimeiddio. Mae hyn yn digwydd gyda Redis, sy'n galw ffyrc o bryd i'w gilydd i gymryd lluniau cof, neu gyda'r sgript gragen sy'n fforchio gorchmynion llinell orchymyn lluosog. Mewn ymateb, mae'r system yn dechrau olrhain diffygion y dudalen ar gyfer y broses.

Nesaf, rydym yn cynnig dull i ragweld y cyfle optimeiddio o'r hanes, gan dybio nad yw ymddygiad cyffredinol cymwysiadau yn newid yn sylweddol. I'r perwyl hwn, rydym yn rhannu gofod cyfeiriad y broses yn ranbarthau maint sefydlog. Mae pob rhanbarth yn cynnal map didau, lle mae pob did yn cyfateb i dudalen yn y rhanbarth. Mae proses yn cael ei silio gyda'r holl fapiau didau wedi'u clirio, yn yr un modd ag ar gyfer ardaloedd cof rhithwir (VMAs). Pan fydd rhanwr cyfan VMA heb ei fapio, mae'r mapiau didau yn yr ystod cyfeiriadau cyfatebol hefyd yn cael eu rhyddhau.

Dyrennir y map didau yn unig ar gyfer y rhannau o VMA sydd wedi'u poblogi, a chrynhoir gwybodaeth tudalen 14 KB yn un did. Felly, mae'r gofod uwchben ar gyfer y didfapsis tua 0.003% o'r gofod cyfeiriad poblog. I ddechrau, caiff ysgrifenniadau eu prosesu trwy'r copi-ar-ysgrifennu fel y mae.

Mae mynediad ysgrifennu yn cael ei ddal i driniwr namau'r dudalen, lle mae'r cofnod didfap cyfatebol yn cael ei osod. Dros amser, mae'r map didau yn dal y mynediad i'r rhanbarth i bob pwrpas, a gallwn fesur graddau'r sylw. Mae cwmpas rhanbarth yn cael ei gyfrifo fel canran y tudalennau copi-ar-ysgrifenedig o bob tudalen yn y rhanbarth, fel a ganlyn:

Tybiwch fod system yn defnyddio 4 tudalen KB ac mae'r gofod cyfeiriad wedi'i rannu'n 2 ranbarth MB.

Yna mae gan bob rhanbarth 512 4 tudalen KB. Os caiff 300 o dudalennau eu copïo ar ysgrifau, 300/512 × 100=58 yw'r sylw a roddir i'r rhan honno. Mae'r wybodaeth hon am sylw'n cael ei chario dros y fforc a'i defnyddio fel metrig i bennu budd copïo tudalennau cyfagos.

Yn benodol, os oes gan ranbarth cofeb sylw uchel, mae'r tudalennau yn y rhanbarth yn debygol o fod yn gopi-ar-ysgrifenedig yn y pen draw. Felly, byddai'n fuddiol rhag-gopïo tudalennau eraill yn y rhanbarth wrth brosesu nam tudalen ysgrifennu ar gyfer tudalen. Tra, nid yw'r cyfle optimeiddio mewn tudalennau rhag-gopïo yn fawr os yw'r sylw'n isel. Felly, dim ond y dudalen ddiffygiol sy'n cael ei chopïo ar-lein gan y sawl sy'n trin y dudalen fai.

O hyn ymlaen, byddwn yn cyfeirio at y cynllun hwn fel copi-ar-ysgrifen seiliedig ar sylw neuCCoW ar gyfer gweddill y papur. Mae Ffigur 1 yn dangos y cysyniad o CCoW. Mae dau ranbarth, sef rhanbarthau 0 ac 1, gyda chwe thudalen ar bob un. 

Mae'r tudalennau â lliw gwyrdd yn cynnwys copi-ar-write.Pan fydd y broses yn galw'r system fforchio, ysgrifennwch ganiatâd i ollwng pob tudalen, gan gynnwys y rhai gwyrdd, yn ystod y fforc. Gadewch i ni dybio mai'r trothwy ar gyfer pennu'r rhanbarth ardal uchel yw 60%. Yn rhanbarth 0, roedd pedair tudalen (tudalennau 1, 2, 3, a 4) wedi'u copïo'n ysgrifenedig cyn y fforc, gan roi sylw i 4/{6=66%.

Felly, ystyrir bod gan y rhanbarth hwn leoliad gofodol uchel, a chaiff pob tudalen ei chopïo i drin y nam ar y dudalen ar gyfer tudalen 3, wedi'i arlliwio mewn coch. Tra, mae'r rhanbarth isaf yn darparu cwmpas o 33% gan fod dwy dudalen o chwe tudalen wedi'u copi-ar-ysgrifen cyn y fforc.

Felly, mae gan y rhanbarth hwn orchudd is na'r trothwy, sy'n awgrymu'r ardal ofodol isel yn y rhanbarth. Felly, pan fydd tudalen 9 yn cael ei chyrchu ar gyfer ysgrifennu, dim ond y dudalen ddiffygiol sy'n cael ei chopïo ar ysgrifennu yn y triniwr nam ar y dudalen, yn union fel y weithdrefn copi-ar-write arferol.

For more information:1950477648nn@gmail.com