Single, Centralized System Cache So

Single, Centralized System Cache Some operating systems rely on each individual file system to cache data, a practice that results either in duplicated caching and memory management code in the operating system or in limitations on the kinds of data that can be cached. In contrast, Windows offers a centralized caching facility that caches all externally stored data, whether on local hard disks, floppy disks, network file servers, or CD-ROMs. Any data can be cached, whether it’s user data streams (the contents of a file and the ongoing read and write activity to that file) or file system metadata (such as directory and file headers). As you’ll discover in this chapter, the method Windows uses to access the cache depends on the type of data being cached.
The Memory Manager
One unusual aspect of the cache manager is that it never knows how much cached data is actually in physical memory. This statement might sound strange because the purpose of a cache is to keep a subset of frequently accessed data in physical memory as a way to improve I/O performance. The rea- son the cache manager doesn’t know how much data is in physical memory is that it accesses data by mapping views of files into system virtual address spaces, using standard section objects (file mapping objects in Windows API terminology). (Section objects are the basic primitive of the memory manager and are explained in detail in Chapter 10, “Memory Management.”) As addresses in these mapped views are accessed, the memory manager pages in blocks that aren’t in physical memory. And when memory demands dictate, the memory manager unmaps these pages out of the cache and, if the data has changed, pages the data back to the files.
By caching on the basis of a virtual address space using mapped files, the cache manager avoids generating read or write I/O request packets (IRPs) to access the data for files it’s caching. Instead, it simply copies data to or from the virtual addresses where the portion of the cached file is mapped and relies on the memory manager to fault in (or out) the data into (or out of) memory as needed. This process allows the memory manager to make global trade-offs on how much memory to give to the system cache versus how much to give to user processes. (The cache manager also initiates I/O, such as lazy writing, which is described later in this chapter; however, it calls the memory manager to write the pages.) Also, as you’ll learn in the next section, this design makes it possible for processes that open cached files to see the same data as do processes that are mapping the same files into their user address spaces.
Cache Coherency
One important function of a cache manager is to ensure that any process accessing cached data will get the most recent version of that data. A problem can arise when one process opens a file (and hence the file is cached) while another process maps the file into its address space directly (using the Windows MapViewOfFile function). This potential problem doesn’t occur under Windows because both the cache manager and the user applications that map files into their address spaces use the same memory management file mapping services. Because the memory manager guarantees that it

Kết quả (Việt) 1:

Duy nhất, tập trung hệ thống bộ nhớ Cache một số hệ điều hành dựa trên mỗi hệ thống cá nhân tập tin dữ liệu bộ nhớ cache, một thực tế mà kết quả trong nhân đôi bộ nhớ đệm và bộ nhớ quản lý mã trong hệ điều hành hoặc giới hạn về các loại dữ liệu có thể được lưu trữ. Ngược lại, Windows cung cấp một thiết bị bộ nhớ đệm tập trung mà lưu trữ tất cả các dữ liệu được lưu trữ bên ngoài, cho dù trên đĩa cứng, đĩa mềm, mạng máy chủ tập tin hoặc đĩa CD-ROM. Bất kỳ dữ liệu có thể được lưu trữ, cho dù đó là luồng dữ liệu người dùng (các nội dung của một tập tin và liên tục đọc và viết hoạt động đến tập tin đó) hoặc tập tin hệ thống siêu dữ liệu (chẳng hạn như tiêu đề thư mục và tập tin). Như bạn sẽ khám phá trong chương này, phương pháp Windows sử dụng để truy cập vào bộ nhớ cache phụ thuộc vào loại dữ liệu được lưu trữ.Quản lý bộ nhớ Một khía cạnh khác thường của người quản lý bộ nhớ cache là rằng nó không bao giờ biết bao nhiêu dữ liệu lưu trữ là thực sự trong bộ nhớ vật lý. Tuyên bố này có thể âm thanh lạ vì mục đích của một bộ nhớ cache là để giữ cho một tập hợp con của thường xuyên truy cập dữ liệu trong bộ nhớ vật lý như là một cách để cải thiện hiệu suất I/O. Rea-con người quản lý bộ nhớ cache không biết bao nhiêu dữ liệu là trong bộ nhớ vật lý là nó truy cập dữ liệu bằng cách ánh xạ quan điểm của tập tin vào hệ thống địa chỉ ảo spaces, bằng cách sử dụng các đối tượng mục tiêu chuẩn (tập tin bản đồ đối tượng trong thuật ngữ Windows API). (Phần đối tượng là nguyên thủy cơ bản của quản lý bộ nhớ và được giải thích chi tiết trong chương 10, "Quản lý bộ nhớ.") Khi các địa chỉ trong những quan điểm được ánh xạ được truy cập, các trang trình quản lý bộ nhớ trong khối mà không phải là trong bộ nhớ vật lý. Và khi bộ nhớ yêu cầu dictate, quản lý bộ nhớ unmaps các trang trong bộ nhớ cache và nếu dữ liệu đã thay đổi, trang dữ liệu về các tập tin. Bởi bộ nhớ đệm trên cơ sở một không gian địa chỉ ảo bằng cách sử dụng được ánh xạ tập tin, người quản lý bộ nhớ cache tránh tạo đọc hoặc ghi I/O yêu cầu gói (IRPs) để truy cập dữ liệu cho các tập tin đó bộ nhớ đệm. Thay vào đó, nó chỉ đơn giản là sao chép dữ liệu đến hoặc từ các địa chỉ ảo nơi phần của các tập tin lưu trữ là ánh xạ và dựa vào trình quản lý bộ nhớ lỗi (hoặc thu) bộ nhớ dữ liệu vào (hoặc trong số) khi cần thiết. Quá trình này cho phép bộ nhớ quản lý để làm cho toàn cầu thương mại-offs trên bao nhiêu bộ nhớ để cung cấp cho bộ nhớ cache của hệ thống so với bao nhiêu để cung cấp cho người sử dụng quy trình. (Trình quản lý bộ nhớ cache cũng đưa ra các I/O, chẳng hạn như văn bản lười biếng, được mô tả sau này trong chương này; tuy nhiên, nó gọi bộ nhớ quản lý để viết các trang.) Ngoài ra, như bạn sẽ học trong phần tiếp theo, thiết kế này làm cho nó có thể cho các quy trình mở các tập tin lưu trữ để xem các dữ liệu tương tự như quy trình lập bản đồ các tập tin cùng vào không gian địa chỉ người dùng của họ.Sự liên lạc bộ nhớ cache Một chức năng quan trọng của một người quản lý bộ nhớ cache là để đảm bảo rằng bất kỳ quá trình truy cập vào dữ liệu lưu trữ sẽ nhận được phiên bản mới nhất của dữ liệu đó. Một vấn đề có thể phát sinh khi một quá trình mở một tập tin (và do đó tập tin là cache) trong khi một quá trình bản đồ các tập tin vào không gian địa chỉ của mình trực tiếp (sử dụng các chức năng Windows MapViewOfFile). Vấn đề tiềm năng này không xảy ra trong Windows vì người quản lý bộ nhớ cache và các ứng dụng người dùng bản đồ tập tin vào không gian địa chỉ của họ sử dụng cùng một tập tin quản lý bộ nhớ lập bản đồ Dịch vụ. Bởi vì quản lý bộ nhớ đảm bảo rằng nó

Kết quả (Việt) 2:

Độc thân, tập trung hệ thống cache Một số hệ điều hành dựa trên mỗi hệ thống tập tin cá nhân để lưu trữ dữ liệu, một thực tế mà kết quả hoặc trong bộ nhớ đệm trùng lặp và mã số quản lý bộ nhớ trong hệ điều hành hoặc trong giới hạn về loại dữ liệu có thể được lưu trữ. Ngược lại, Windows cung cấp một cơ sở bộ nhớ đệm lưu trữ dữ liệu tập trung mà tất cả được lưu trữ bên ngoài, cho dù trên đĩa cứng, đĩa mềm, máy chủ tập tin mạng, hoặc CD-ROM. Bất kỳ dữ liệu có thể được lưu trữ, cho dù đó là các dòng dữ liệu người dùng (các nội dung của một tập tin và đọc liên tục và hoạt động viết vào tập tin đó) hoặc siêu dữ liệu hệ thống tập tin (chẳng hạn như thư mục và tập tin tiêu đề). Như bạn sẽ khám phá trong chương này, các phương pháp Windows sử dụng để truy cập vào bộ nhớ cache phụ thuộc vào loại dữ liệu được lưu trữ.
Các quản lý bộ nhớ
Một khía cạnh khác thường của người quản lý bộ nhớ cache là nó không bao giờ biết làm thế nào dữ liệu lưu trữ nhiều thực sự là trong bộ nhớ vật lý . Tuyên bố này nghe có vẻ kỳ lạ bởi vì mục đích của một bộ nhớ cache là để giữ cho một tập hợp các dữ liệu thường xuyên truy cập vào bộ nhớ vật lý như là một cách để cải thiện I / O thực hiện. Các nguyên nhân khiến họ quản lý bộ nhớ cache không biết bao nhiêu dữ liệu trong bộ nhớ vật lý là nó truy cập dữ liệu bằng cách xem bản đồ các tập tin vào hệ thống không gian địa chỉ ảo, sử dụng đối tượng mục tiêu chuẩn (đối tượng lập bản đồ tập tin trong Windows ngữ API). (Đối tượng mục là nguyên thủy cơ bản của người quản lý bộ nhớ và được giải thích chi tiết trong Chương 10, "Quản lý bộ nhớ.") Là địa chỉ trong những quan điểm bản đồ đã được truy cập, các trang quản lý bộ nhớ trong khối mà không có trong bộ nhớ vật lý. Và khi nhu cầu bộ nhớ ra lệnh, quản lý bộ nhớ unmaps các trang này ra khỏi bộ nhớ cache và, nếu dữ liệu đã thay đổi, các trang dữ liệu trở lại các tập tin.
Bởi bộ nhớ đệm trên cơ sở của một không gian địa chỉ ảo bằng cách sử dụng các tập tin ánh xạ, các nhà quản lý tránh bộ nhớ cache tạo ra đọc hoặc viết I / O gói tin yêu cầu (IRPs) để truy cập dữ liệu cho các tập tin đó là bộ nhớ đệm. Thay vào đó, nó chỉ đơn giản là bản sao dữ liệu đến hoặc từ địa chỉ ảo, nơi các phần của tập tin lưu trữ được ánh xạ và dựa trên quản lý bộ nhớ đến lỗi trong (hoặc ra) dữ liệu vào (hoặc ra) bộ nhớ khi cần thiết. Quá trình này cho phép người quản lý bộ nhớ để làm cho thương mại-off toàn cầu về bao nhiêu bộ nhớ để cung cấp cho bộ nhớ cache hệ thống so với bao nhiêu để cung cấp cho quá trình sử dụng. (Người quản lý bộ nhớ cache cũng khởi đầu I / O, chẳng hạn như viết lười biếng, được mô tả trong chương này;. Tuy nhiên, nó gọi quản lý bộ nhớ để viết các trang) Ngoài ra, như bạn sẽ tìm hiểu trong phần tiếp theo, thiết kế này làm cho nó có thể cho quá trình mở lưu trữ tập tin để xem cùng một dữ liệu cũng như quy trình được lập bản đồ các tập tin tương tự vào không gian địa chỉ người dùng của họ.
cache sự liên lạc
Một chức năng quan trọng của người quản lý bộ nhớ cache là để đảm bảo rằng bất kỳ quá trình truy cập dữ liệu lưu trữ sẽ nhận được hầu hết các phiên bản gần đây của dữ liệu đó. Một vấn đề có thể phát sinh khi một quá trình mở một tập tin (và do đó các tập tin được lưu trữ) trong khi một quá trình bản đồ các tập tin vào không gian địa chỉ của nó trực tiếp (bằng cách sử dụng chức năng Windows MapViewOfFile). Vấn đề tiềm năng này không xảy ra trong Windows bởi vì cả hai người quản lý bộ nhớ cache và các ứng dụng người dùng rằng bản đồ tập tin vào không gian địa chỉ của họ sử dụng quản lý bộ nhớ dịch vụ bản đồ cùng một tập tin. Bởi vì quản lý bộ nhớ đảm bảo rằng nó