170278. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés virtuális cimzésű adatfeldolgozó rendszer főtárolójának cimzésére

3 170278 4 amely közvetlenül felhasználható a főtároló elérésére. Abban az esetben, amikor a kívánt virtuális cím és a megfelelő valóságos cím nem található meg a címfordító egységben, a központi egység egy rutint indít, amely a főtárolóban levő címtáblázatok végigkeresése révén határozza meg a kívánt virtuális cím és a megfelelő valóságos cím helyét. A kívánt virtuális cím megtalálása után az annak megfelelő valóságos cím kerül kiolvasására a főtároló elérése céljából. Abban az esetben, ha a főtároló táblázataiban nem található megfelelkezés, behívásra kerül egy „lapozó" felügyeleti program (supervisor) abból a célból, hogy megtalálja a meghatározott adatokat a lemeztárolón, és belapozza azokat a főtárolóba. Általában egy algoritmus szolgál arra, hogy a nagy sebességű címfordító egységben csak a legutóbb használt virtuális-valóságos címeket tartsa meg. Tehát, amikor nem található megfelelkezés a címfordító egységben és ezután egy megfelelkezés található a főtárolóban, a kikeresett virtuális és valóságos címek a viszonylag legrégebben használt virtuális és a megfelelő valóságos címekre kerülnek át. Valahányszor a főtároló egy érvényes lapja érvénytelenítésre kerül, az egész címfordító egység nullázásra kerül, hogy helyet adjon az új program virtuális és megfelelő valóságos címei számára, mihelyt azok hivatkozásra kerülnek. Jelentős mennyiségű központi egység rezsiidő (végrehajtási idő) kerül felhasználásra a táblázatoknak a főtárolóba és a címfordító egységbe történő betöltésekor. A találmány szerinti megoldás ezt a végrehajtási időt csökkenti. A jelenlegi ismert adatfeldolgozó rendszerekben a főtároló alacsonyabb című része (vagy valamilyen más kijelölt területe) az operációs rendszer részei számára van fenntartva, így például a felügyeleti program részére. A főtároló eme részében van hely fenntartva ezenkívül a rendszersorok, a rendszer rögzített adatbeviteli és kiviteli rutinjai, a pufferterületek és az operációs rendszer tranziens területe számára. Ezenkívül a virtuális memória elvét alkalmazó rendszerekben, ahol a főtároló eléréséhez a virtuális címet át kell alakítani valóságos címre, a főtároló alsó részében (magjában) tárolt adatok megcímzéséhez àzt a virtuális címet rendelik hozzá, amely megegyezik a megfelelő valóságos címmel. Ennek ellenére ugyanaz a címfordítási folyamat zajlik le a főtároló ezen alsó részének megcímzésekor. A találmánnyal az volt a célunk, hogy jelentősen csökkentsük azt a virtuálisról valóságos címre történő címfordítási rezsiidőt, ami a főtároló ezen alsó részével kapcsolatos azáltal, hogy egy meghatározott határcím alatt (azaz a főtároló egy meghatározott részén belül) kiküszöböljük a fordítást és a virtuális címet használjuk a főtároló elérésére. Megállapítottuk, hogy a fordítási rezsüdő jelentős hányada a főtároló ezen alsó részére vonatkozó virtuális címek fordításával kapcsolatos. Ez a terület igen nagy felhasználási gyakoriságú adatokat tartalmaz. Például a felügyeleti program nagy része gyakran felhasznált utasításokból áll. Ezenfelül azt is megállapítottuk, hogy a találmány révén jelentősen csökken az asszociatív tárolóban levő aktuális címek karbantartásával kapcsolatos betöltések száma. Ez részben annak a következménye, hogy így nincs szükség azoknak a virtuális és kapcsolódó valóságos címeknek az asszociatív tárolóba való betöltésére, amelyek a főtároló ezen alsó részének eléréséhez szükségesek. Ezért a viszonylag legrégebben használt címek kicserélési gyakorisága csökken. Ezenfelül 5 az alacsonyabb terület bizonyos részeire történő hivatkozás olyan kihelyezési és kicserélési beírásokat hozna létre az asszociatív tárolóban, amelyek redundáns hivatkozásokat jelentenek a főtároló laptáblázataira. 10 Vizsgálataink azt mutatták, hogy a fordítási rezsiidőben váratlanul 15—25%-os javulás érhető el azon egyszerű intézkedés révén, hogy a tároló egy kiválasztott alsó részében maga a virtuális cím szolgál a tároló elérésére. 15 Ezt a találmány szerint úgy érjük el, hogy a főtároló ama határcímének nagyobb helyi értékű bitjeit, amely felett címfordítást kell végezni, egy regiszterben tároljuk. A központi egység által kiadott, a határcím alatti virtuális címek közvetlenül beírásra 20 kerülnek a főtároló címregiszterébe. Amikor a központi egységből egy virtuális cím kerül továbbításra a címfordító egységbe annak megállapítására, hogy abban a virtuális cím és a megfelelő valóságos cím a címfordítás elvégzéséhez megtalálható-e, a virtuális 25 cím nagyobb helyi értékű bitjei egyben összehasonlításra kerülnek az említett regiszterben tárolt határcímmel. Ha a virtuális cím kisebb a határcímnél, a virtuális cím egy kapuáramkörön át a főtároló címregiszterébe kerül. Ilyenkor a címfordító egység kime-30 nete hatástalanítva van. Abban az esetben, ha a kiadott virtuális cím az említett regiszterben tárolt határcímmel egyenlő vagy annál nagyobb, a címfordító egység önmagában ismert módon végrehajtja a címfordítást és kimenetén kiadja a valóságos címet, ha 35 a kiadott virtuális címet a címfordító egység tartalmazza. A találmány tehát kapcsolási elrendezés virtuális címzésű adatfeldolgozó rendszer főtárolójának címzésére, amely kapcsolási elrendezésnek a főtárolót 40 megcímző címregisztere, a virtuális címet tároló regisztere és címfordító egysége van. A találmányt az jellemzi, hogy a főtároló címfordítást nem igénylő tárolóterületének határcímét tároló regisztere van, a virtuális címet tároló regiszter kimenete és a határcí-45 met tároló regiszter kimenete összehasonlító egység egy-egy bemenetére van kapcsolva, amely összehasonlító egységnek az összehasonlítás eredményét jelző legalább egy kimenete van, továbbá a címfordító egység kimenete és a címregiszter bemenete közé első 50 kapuáramkör van beiktatva, amely első kapuáramkör vezérlő bemenete az összehasonlító egység kimenetére van csatlakoztatva és a virtuális címet tároló regiszter kimenete és a címregiszter bemenete közé második kapuáramkör van beiktatva, amely második kapu-55 áramkörök vezérlő bemenete az összehasonlító egység > kimenetére van csatlakoztatva. 'A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzokon szemléltetett kiviteli alak alapján ismertetjük részletesebben. 60 Az 1. ábra egy olyan adatfeldolgozó rendszer részletének tömbvázlata, amely tartalmazza a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy előnyös kiviteli alakját. A 2/A ábra folyamatábrával szemlélteti a címfor-65 ditási és lapozási folyamat egy előnyös kivitelét, 2