در سیستمی با مکانیزم صفحه بندی، برای دسترسی به یک صفحه:

۱/ابتدا باید ادرس مجازی را به آدرس فیزیکی تبدیل نمود.
این کارت از طریق "جدول صفحه" صورت می گیرد،
که هر صفحه از برنامه را به یک "قاب" در حافظه نگاشت می نماید.

۲/با بدست آوردن آدرس فیزیکی، می توان به حافظه مراجعه و به صفحه مورد نظر دسترسی داشت.

------------------------------

توجه کنید که با این مکانیزم، برای دسترسی به صفحه مورد نظر، ۲ بار باید به حافظه مراجعه کنیم:
یکبار برای دستری به جدول صفحه و یکبار برای دسترسی به خود صفحه.

---------------------------

در حالت اول که TLB نداریم، در هر دسترسی ۲ بار به حافظه مراجعه می کنیم و
با توجه به اینکه هر مراجعه به حافظه ۱۰۰ns زمان می برد،
در نهایت دسترسی به هر صفحه ۲۰۰ns زمان خواهد برد و در نتیجه ۱۰۰۰ = ۲۰۰ * ۵

----------------------

در حالت دوم که TLB داریم، زمان دسترسی به خود صفحه در حافظه تغییری نخواهد داشت
اما برای بدست آوردن آدرس صفحه، ابتدا به TLB مراجعه میکنیم، در صورتی که
آدرس فیزیکی صفحه مورد نظر در TLB یافت شود، با زمان ۲۰ns آدرس را یافته ایم
و در صورتی که در TLB یافت نشود، باید با زمان ۱۰۰ns به حافظه مراجعه و آدرس فیزیکی را بدست آوریم.
---------------------
حالا، در ۳ دسترسی اول(از آنجایی که در ابتدا TLB خالی است)
آدرس فیزیکی (یا شماره قاب صفحه) را در TLB نمی یابیم، و
با زمان ۱۰۰ns به حافظه مراجعه می کنیم: ۳۰۰ = ۱۰۰ * ۳
( دقت کنید که مکانیزم کار این است که وقتی به TLB مراجعه شد و آدرس فیزیکی صفحه ای در آن یافت نشد،
پس از یافتن آن در حافظه، در TLB نیز قرار میگیرد تا در مراجعه های بعدی استفاده شود)

اما در ۲ دسترسی آخر، بدلیل اینکه قبلا به آن صفحات مراجعه شده و در TLB موجود هستند،
با زمان ۲۰ns به آدرس فیزیکی دسترسی پیدا میکنیم. در نتیجه: ۴۰ = ۲۰ * ۲

پس زمان بدست آوردن آدرس های فیزیکی صفحه ها برابر است با: ۳۴۰ = ۴۰ + ۳۰۰
و زمان دسترسی به خود صفحه ها پس از بدست آوردن آدرس فیزیکی: ۵۰۰ = ۱۰۰ * ۵

و در مجموع در حالت دوم داریم: ۸۴۰ = ۳۴۰ + ۵۰۰

و در نهایت:
زمان دسترسی کل در حالت اول: ۱۰۰۰ns
زمان دسترسی کل در حالت دوم: ۸۴۰ns
درصد افزایش کارایی در حالت دوم نسبت به حالت اول:
محاسبه ساده ی ریاضی است، به چند روش میتوان حساب کرد، مثلا:
۸۴۰ تقسیم بر ۱۰۰۰ یعنی حالت دوم ۰/۸۴ حالت اول زمان مصرف کرده،
۸۴ صدم، یعنی ۱۶ صدم سریعتر بوده که ضرب در ۱۰۰ می شود ۱۶ درصد !!!!!!

-----------------------------------------------------------------------

پی نوشت:
پاسخ بالا با این فرض بود که از miss penalty در TLB صرف نظر کنیم.
یا اینکه به جدول صفحه موجود در حافظه و TLB به صورت موازی دسترسی داشته باشیم.

در صورت در نظر نگرفتن دو فرض فوق و محاسبه miss penalty در TLB خواهیم داشت :

در ۳ دسترسی اول(از آنجایی که در ابتدا TLB خالی است)
ابتدا با زمان ۲۰ns به TLB مراجعه و آدرس فیزیکی (یا شماره قاب صفحه) را نمی یابیم،
و سپس با زمان ۱۰۰ns به حافظه مراجعه می کنیم: ۳۶۰ = (۲۰ + ۱۰۰)* ۳
(توجه کنید که ۲۰ns برای TLB و سپس ۱۰۰ns برای حافظه صرف کرده ایم: ۱۰۰ + ۲۰ )

در ۲ دسترسی آخر با زمان ۲۰ns به آدرس فیزیکی دسترسی پیدا میکنیم. در نتیجه: ۴۰ = ۲۰ * ۲
پس زمان بدست آوردن آدرس های فیزیکی صفحه ها برابر است با: ۴۰۰ = ۴۰ + ۳۶۰

که با این مفروضات در نهایت جواب نهایی می شود ۱۰ درصد. که در گزینه ها نیست اما اولی هست!
---------------------------------------

طراح سوال باید این موضوع را اعلام می کرد،
البته وقتی اعلام نمی کنند، هر دو راه حل را بررسی می کنیم و با گزینه ها مقایسه میکنیم!

موفق باشید.

(۱۵ دى ۱۳۹۲ ۰۶:۵۳ ق.ظ)AI. نوشته شده توسط:  طراح سوال باید این موضوع را اعلام می کرد،
البته وقتی اعلام نمی کنند، هر دو راه حل را بررسی می کنیم و با گزینه ها مقایسه میکنیم!

موفق باشید.

دمت گرم داداش. حقیقت باید بیاد پیشت لنگ پهن کنه. خیلی خوب گفتی. منم دست آخر به این نتیجه رسیدم که اگه جواب با فرضیات بدیهی نبود باید فرضیات دیگه ای که طراح نگفته رو در نظر گرفت

نه مشخصه غلط حل شده این سوال.بهتره بگم معلومات مسئله کامل نیس، و با فرضیات نرمال نمیشه حلش کرد

توو تمام کتابای فرمول cache مشخصه مثلا بوضوح دیدیم که تو کتاب معماری
Taccess=Hit*Tcache+ (1-hit)(Tcache+Tmemory) .......m
که با ساده سازی میشه
Taccess=Tcache+(1-hit)*Tmemory

حالا یا باید از فرمول اول استفاده بشه یا دومی.خب این الان هردو رو ترکیب کرده :-D
البته یه تفسیر دیگه هم داریم،اگر حافظه بتونه مستقیم به پردازنده داده بده، دیگع زمان نوشت روی Tlb یا همون cache رو نداریم یعنی
اگر توی کش باشه،پس باید خونده بشه و در غیر اینصورت میتونه مستقیم از حافظه بگیرش که فرمول میشه
Hit*Tcache + (1-Hit)*Tmemory

که اگر طراح سوال اینجور فرض کرده باشه که پردازنده مستقیم به حافظه دسترسی داره، پس جواب صحیحه
و در اخرم بگم که اگر سوالات(که معمولا فصل حافظه سیستم همین مشکلو داره) مفروضاتو کامل اعلام نکرده،شما باید بصورت نرمال و شرایط عادی برای مسئله یه فرضایی بگیری. در این سوال به هیچوجه به ذهن ادم نمیرسه که شاید توی ذهن طراح سوال این بوده باشه،چون معمولا وقتی صفحه ای توی کش نیس،حتما برای دسترسی های بعدی به کش منتقل میشه

(۱۴ دى ۱۳۹۲ ۰۳:۰۴ ب.ظ)jahanmanesh نوشته شده توسط:  نه مشخصه غلط حل شده این سوال.بهتره بگم معلومات مسئله کامل نیس، و با فرضیات نرمال نمیشه حلش کرد

درست میفرمایید. انگار اون موقع که تو کتاب پارسه میخواسته حل کنه یه چیزایی در نظر گرفته و تو این آزمون یه چیزایی دیگه
در کل به این نتیجه رسیدم که اگه با مفروضات اصلی جواب نبود باید مثل اینجا یه مفروضات دیگه ای در نظر بگیرم

حالا من این قسمت رو متوجه شدم چون طبق گفته آقای اجلالی وقتی بخوایم از حافظه بخونیم به موازاتی که داده رو به پردازنده میدیم در کش هم مینویسیم یعنی نیاز نیست زمان نوشتن در کش رو هم حساب کرد
من آخر کار ۸۴۰ رو به ۱۰۰۰ تقسیم کردم که تو گزینه ها نبود چرا صورت کسر رو ۱۰۰۰-۸۴۰ گرفته من اینو متوجه نمیشم!

(۱۴ دى ۱۳۹۲ ۰۵:۱۳ ب.ظ)maryam.raz نوشته شده توسط:  حالا من این قسمت رو متوجه شدم چون طبق گفته آقای اجلالی وقتی بخوایم از حافظه بخونیم به موازاتی که داده رو به پردازنده میدیم در کش هم مینویسیم یعنی نیاز نیست زمان نوشتن در کش رو هم حساب کرد
من آخر کار ۸۴۰ رو به ۱۰۰۰ تقسیم کردم که تو گزینه ها نبود چرا صورت کسر رو ۱۰۰۰-۸۴۰ گرفته من اینو متوجه نمیشم!

خودمم یادم نیست اینو کجا دیدم ولی وقتی میگه درصد افزایش کارایی باید در صورت کسر "زمان بعد از بهبودی" را از "زمان قبل از بهبودی"
کم کنیم و بعد تقسیم به "زمان قبل از بهبودی" کنیم.
ولی اگه گفته بود تسریع فقط باید زمان قبل از بهبودی را تقسیم به زمان بعد از بهبودی کرد و فکر کنم کارایی هم عکس این کسر باشه اگه اشتباه نکنم

(۱۴ دى ۱۳۹۲ ۰۶:۱۲ ب.ظ)masoud67 نوشته شده توسط:  

(14 دى ۱۳۹۲ ۰۵:۱۳ ب.ظ)maryam.raz نوشته شده توسط:  حالا من این قسمت رو متوجه شدم چون طبق گفته آقای اجلالی وقتی بخوایم از حافظه بخونیم به موازاتی که داده رو به پردازنده میدیم در کش هم مینویسیم یعنی نیاز نیست زمان نوشتن در کش رو هم حساب کرد
من آخر کار ۸۴۰ رو به ۱۰۰۰ تقسیم کردم که تو گزینه ها نبود چرا صورت کسر رو ۱۰۰۰-۸۴۰ گرفته من اینو متوجه نمیشم!

خودمم یادم نیست اینو کجا دیدم ولی وقتی میگه درصد افزایش کارایی باید در صورت کسر "زمان بعد از بهبودی" را از "زمان قبل از بهبودی"
کم کنیم و بعد تقسیم به "زمان قبل از بهبودی" کنیم.
ولی اگه گفته بود تسریع فقط باید زمان قبل از بهبودی را تقسیم به زمان بعد از بهبودی کرد و فکر کنم کارایی هم عکس این کسر باشه اگه اشتباه نکنم

ممنون نکته خوبی بود

تو کتاب معماری افزایش کارایی رو دیدی :دی
در مورد استفاده مستقیم الزاما این طوری نیست که از روی دیسک به در خواست عمل بشه در حالت نرمال (بیشتر سوالای سالهای قبل) ابتدا به TLB میره و از اونجا دوباره خونده میشه
بر اساس فرمولایی که تو کتاب سیستم پارسه هست و توضیحات کتاب سوال سختی نبود این سوال

(۱۴ دى ۱۳۹۲ ۰۸:۱۱ ب.ظ)iammiti نوشته شده توسط:  تو کتاب معماری افزایش کارایی رو دیدی :دی
در مورد استفاده مستقیم الزاما این طوری نیست که از روی دیسک به در خواست عمل بشه در حالت نرمال (بیشتر سوالای سالهای قبل) ابتدا به TLB میره و از اونجا دوباره خونده میشه
بر اساس فرمولایی که تو کتاب سیستم پارسه هست و توضیحات کتاب سوال سختی نبود این سوال

آخه تو کتاب پارسه همین سوال هست که اونجا یه جور حل کرده و اینجا یه جور دیگه. البته منظورم همون قسمت TLB هست.