操作系统基础39-FIFO页面置换

2021-01-04 01:25·重学IT的老猫

进程运行时，若其访问的页面不在内存而需将其调入，但内存已无空闲空间时，就需要从内存中调出一页程序或数据，送入磁盘的对换区，其中选择调出页面的算法就称为页面置换算法。

操作系统基础38-写时复制技术

2021-01-03 17:04·重学IT的老猫

前面学习一个进程如何采用请求调页，仅调入包括第一条指令的页面，从而能够很 快开始执行。然而，通过系统调用 fork() 的进程创建最初可以通过使用类似于页面共享的技术，绕过请求调页的需要。这种技术提供了快速的进程创建，并最小化必须分配给新创建进程的新页面的数量

操作系统基础37-请求调页的性能

2020-12-29 01:08·重学IT的老猫

请求调页可以显著影响计算机系统的性能。为了说明起见，下面计算一下请求调页内存的有效访问时间。 对大多数计算机系统而言，内存访问时间(用ma表示)的范围为10〜200ns。只要没有出现缺页错误，有效访问时间就等于内存访问时间。然而，如果出现缺页错误，那么就应先从磁盘中读入相关页面，再访问所需要的字。 设 p 为缺页错误的概率(0≤p≤1)。希望p接近于0，即缺页错误很少。那么有效访问时间为：

操作系统基础36-请求页面调度概念

2020-12-28 10:54·重学IT的老猫

如何从磁盘加载可执行程序到内存? 一种选择是在程序执行时将整个程序加载到物理内存，这种方法的问题是最初可能不需要整个程序都处于内存。假设程序开始时带有一组用户可选的选项。加载整个程序会导致所有选项的执行代码都加载到内存中，而不管这些选项是否最终使用。 另一种策略是仅在需要时才加载页面。这种技术被称为请求调页，常常用于虚拟内存系统。对于请求调页的虚拟内存，页面只有在程序执行期间被请求时才被加载。因此，从未访问的那些页从不加载到物理内存中。 请求调页系统类似于具有交换的分页系统，如下图所示，这里进程驻留在外存上（通常为磁盘）。当进程需要执行时，它被交换到内存中。不过，不是将整个进程交换到内存中，而是采用惰性交换器。惰性交换器除非需要某个页面，否则从不将它交换到内存中。

操作系统基础35-什么是虚拟内存

2020-12-27 15:32·重学IT的老猫

分页，分段这些策略都有相同的目标，就是同时将多个进程保存在内存中，以便允许多道程序。然而，这些策略都倾向于要求每个进程在执行之前应完全处于内存中。

操作系统基础34-页表结构

2020-12-24 13:01·重学IT的老猫

下面将探讨组织页表的一些最常用技术，包括分层分页、哈希页表和倒置页表。

分层分页

大多数现代计算机系统支持大逻辑地址空间（2^32〜2^64）。在这种情况下，页表本身可以非常大。例如，假设具有 32 位逻辑地址空间的一个计算机系统。如果系统的页大小为4KB（2^12），那么页表可以多达 100万的条目（2^32/2^12）。假设每个条目有4字节，那么每个进程需要4MB 物理地址空间来存储页表本身。显然，我们并不想在内存中连续地分配这个页表。这个问题的一个简单解决方法是将页表划分为更小的块。完成这种划分有多个方法。

操作系统基础33-内存管理-分页

2020-12-21 12:10·重学IT的老猫

分段允许进程的物理地址空间是非连续的。分页是提供这种优势的另一种内存管理方案。然而，分页避免了外部碎片和紧缩，而分段不可以。分页还避免了将不同大小的内存块匹配到交换空间的问题，在分页引入之前采用的内存管理方案都有这个问题。由于比早期方法更加优越，各种形式的分页为大多数操作系统采用，包括大型机的和智能手机的操作系统。实现分页需要操作系统和计算机硬件的协作。

操作系统基础32-内存管理-分段

2020-12-20 03:27·重学IT的老猫

通过前面的学习我们知道，用户的内存视图与实际的物理内存不一样。这同样适用于程序员的内存视图。

事实上，对操作系统和程序员来说，按物理性质来处理内存是不方便的。如果硬件可以提供内存机制，以便将程序员的内存视图映射到实际的物理内存，系统将有更多的自由来管理内存，而程序员将有一个更自然的编程环境。分段提供了这种机制。