196523. lajstromszámú szabadalom • Tetszőlegesen bővíthető operatív memória egységgel rendelkező rendszervezérlő berendezés virtuális táras számítógépek virtuális tárkezelésre alkalmassá tételéhez
3 190523 4 A találmány tárgya tetszőlegesen bővíthető operativ memória egységgel rendelkező rendszervezórlö berendezés, amely virtuális cimek valós címekké történő nagysebességű lefordítására alkalmas. Előnyösen alkalmazható a találmány szerinti berendezés a virtuális tárkezclésre alkalmatlan számitógépek virtuális tárkezelésre alkalmassá tételéhez. Ismeretes, hogy a virtuális tárkezeléssel működő számítógépeknél a virtuális tár a ténylegesen rendelkezésre álló (valós) tárnál sokszorosan' nagyobb lehet, amelyet a program úgy .lát", mintha az létezne. A program a virtuális tárra virtuális címmel hivatkozik. Ezt a virtuális címet le kell fordítani tényleges (valósi címekké. A címforditáshoz kétféle táblázatot használnak. A virtuális tár és a valós tár is un. lapokra van felosztva. A virtuális tár lapjait ezen felül még szegmensekbe csoportosítják. A címforditáshoz használt táblázatok közül az egyik táblázat a szegmensekre, a másik a szegmenseken belüli lapokra vonatkozik. Az általánosan ismert (IBM ill. ESZR) számítógépek a címforditás során először kiolvassák a virtuális címmel megjelölt szegmenshez tartozó tábiázatelcmet a szegmens táblából, majd e táblázatclem által megjelölt laptáblából a virtuális cím által kijelölt virtuális lapnak megfelelő laptábla elemet. Ez a laptábla elem megadja a virtuális lapnak a valós térbeli kezdőcímét. A virtuális cim alsó 11 bitje pedig, amely változatlanul kerül át a lefordított, un. valós címbe, a lapon belüli relativ címet adja meg. Látható, hogy a cimforditásnak ez a módja, melyet minden egyes memóriaműveletnél végre kell hajtani, meglehetősen lassú. Az ismert számítógépekben e folyamat gyorsítására egy tartalom szerint címezhető belső gyorstárat alkalmaznak, melyben a szegmens- és laptábla utoljára használt néhány (általában 16 v. 32) elemét tárolják. Ha a laptábla elem itt megtalálható, akkor innen veszi a gép a címfordításkor, ha nem található meg, akkor a memóriában lévő táblázatokból, a már ismertetett módon és beírva ebbe a gyorsmemóriába is, hogy a következő esetben már innen vehesse a gép. Ez a megoldás egyrészt számos problémát vet fel, ami bonyolult áramköri megoldásokat igényel, másrészt hatékonysága erősen korlátozott és nagyban függ a programok tulajdonságaitól. A virtuális tárkezelésre nem alkalmas számítógépek ismeretesen nagy hátránya a programok számára hozzáférhető memóriatartomány erősen korlátozott volta. Hátrányuk továbbá, hogy a memóriában a programok számára lefoglalt területek egy része nem használt, vagyis a memória kihasználtsága rossz, így az egyidejűleg futó programok száma, ennek megfelelően a gép áteresztőképessége a gép elméleti teljesítményéhez képest rossz. A találmány célja az ismertetett megoldások hátrányainak kiküszöbölése olyan tetszőlegesen bővíthető operatív- memória egységgel rendelkező rendszervezórlö berendezéssel, amely egyszerű módon biztosítja a virtuális címek valós címekké történő nagysebességű lefordítását, úgy, hogy a cimforditás két lépésben történő folyamatát egyetlen lépésre redukálja, továbbá a virtuális tárkezelés nélküli számitógép központi egységéhez csatlakozókon keresztül, kábelek segítségével csatlakoztatva a berendezést, a számítógép virtuális tárkezelésre alkalmassá váljon. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy virtuális cimek valós címekké történő nagysebességű lefordításra, előnyösen nem virtuális táras számítógépek virtuális tárkezelésre alkalmassá tételéhez olyan tetszőlegesen bővíthető operativ memória egységgel rendelkező rendszervczérló berendezést hoztunk létre, amely a számítógép központi egységéhez bemenő és kimenő adat-, cim- és vezcrlőbusszal, valamint megszakitási vonalakkal kapcsolódik és amelynek berendezésvezérló egysége, ehhez valós cimbusszal és címzés vezérlő busszal kapcsolódó tetszőlegesen bővíthető operativ memória egysége, a berendezésvezérlő egységhez időmérő vezérlő vonalakkal és az operatív memória egységhez memória adatbusszal, valamint memória vezérlő vezetékkel kapcsolódó időmérő, egysége van, amelyet az jellemez, hogy a berendezés vezérlő egységnek a központi egységből kiindulóan mikrocimbusszal csatlakozó - önmagában ismert - mikroprogramozott vezérlő részegysége, virtuális cimbusszal csatlakozó dinamikus címforditó részegysége, - ugyancsak önmagában ismert - adatforgalom vezérlő részegysége, csatorna közvetett adatcímző részegysége van és az adatforgalom vezérlő részegység első címzés vezérlő vezetékekkel, a mikroprogramozott vezérlő részegység pedig második címzés vezérlő vezetékekkel a dinamikus cimforditó részegységre, a csatorna közvetett adatcímző részegységre és az operatív memória egységre csatlakozik, valamint a mikroprogramozott vezérló részegység a második címzés vezérlő vezetékekkel az adatforgalom vezérlő részegységre van kötve, a dinamikus címfordító részegység címfigyelő áramkörből, multiplexerből és lapmemóriából áll, a lapmemória bemenetelre memória bemenő adatbusz, első és második címzés vezérlő vezetékek és kimeneteivel multiplexeren keresztül első és második lapmemória cimbusszal és érvényesítő vonallal cimfigyelö áramkör csatlakozik, a multiplexerre lapindex busz és érvényesítő vonal, a lapmemória egyik kimenete byte-index buszhoz, másik kimenete kimenő vezérlőbusszal a központi egységhez kapcsolódik, továbbá a cimfigyelö áramkör egyik bemenetére virtuális cimbusz, a másik bemenetére és az operatív memória egységre háromállapotú valós cimbusz van kötve, mely háromállapotú valós cimbuszra az adatforgalom vezérlő részegységből, a dinamikus cimforditó részegységből a byte-index 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
