操作系統(tǒng)原理與Linux實例設計--第三章

1、 3.1 存儲管理子系統(tǒng)概述存儲器包括：寄存器，片內(nèi)Cache，片外Cache，主存，外存存儲管理的功能包括：1.存儲分配分配基本內(nèi)存空間；增加新空間；回收內(nèi)存空間。2.地址映射程序地址和物理地址。靜態(tài)映射；動態(tài)映射。3. 存儲保護防止地址越界，防止操作越權(quán)。4. 存儲共享一段程序共享。5. 存儲擴充計算機內(nèi)部的半導體存儲器不夠，需要借助于外部其它類型的存儲器。3.2簡單存儲管理技術簡單存儲分區(qū)技術固定分區(qū)（）等長分區(qū)（）異長分區(qū)動態(tài)分區(qū)技術根據(jù)程序的執(zhí)行情況動態(tài)改變其占用空間大小。（）首次適應算法（）下次適應算法（）最佳適應算法固定分區(qū)與可變分區(qū)的結(jié)合：伙伴系統(tǒng) 簡單存儲分頁技術一般地，葉比

2、區(qū)小。基本原理特殊的分區(qū)方法。邏輯地址包括:頁號和頁內(nèi)偏移量。2. 分頁系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及地址變換地址變換過程：根據(jù)邏輯地址，計算頁號和頁內(nèi)偏移量；用頁號檢索頁表，查找指定頁面對應的頁框號。根據(jù)頁框號和頁內(nèi)偏移量，計算物理地址。3. 兩級和多級頁表4. 反置頁表5. 快表類似于系統(tǒng)中的高速Cache.6. 頁面與頁框大小頁面與頁框大小相等。頁面針對于程序，頁框針對于計算機硬件。7. 對分頁存儲管理的評價消了外零頭，有內(nèi)零頭，但不超過一頁。不便于程序的動態(tài)鏈接。3.2.3簡單存儲分段技術基本原理將程序分成若干段。當然，這是系統(tǒng)在對應用程序編譯鏈接時自動執(zhí)行的，編程人員并不知情。邏輯地址：段號，段內(nèi)

3、偏移量。顯然，區(qū)段頁分段系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及地址變換根據(jù)段號檢索進程段表，獲得指定段的段表項；判斷是否地址越界；把邏輯地址中的段內(nèi)偏移量與段表表項中的段基址相加，得到物理地址。對分段系統(tǒng)的評價消除了內(nèi)零頭，利用率高，便于調(diào)試程序。簡單存儲段頁式技術段頁式存儲管理的實現(xiàn)段內(nèi)分頁。邏輯地址：段號，段內(nèi)頁號，頁內(nèi)偏移量。2. 對段頁式存儲管理方式的評價3.3 虛擬存儲管理技術3.3.1 虛擬存儲技術概述虛擬存儲技術的理論依據(jù)局部性原理。2. 實現(xiàn)虛擬存儲的一般過程1.一部分程序調(diào)入內(nèi)存，發(fā)生缺頁，再從外存中調(diào)用。3. 虛擬存儲概念用戶察覺不到，以為所有程序已在內(nèi)存運行。內(nèi)存和部分外存稱為虛擬存儲器。

4、4. 實現(xiàn)虛擬存儲技術所需的技術支持硬件；軟件（指操作系統(tǒng)）。5. 虛擬存儲所用的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)頁表項，段表項，標示有未修改，其他控制。6. 虛擬存儲的優(yōu)缺點能運行大程序，多道程序。管理難度加大，要額外花費一些資源，可能出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。3.3.2 虛擬分頁技術判斷缺頁及缺頁中斷處理過程。3.3.3虛擬存儲分段技術3.3.虛擬存儲段頁式技術虛擬存儲系統(tǒng)的軟件策略駐留集管理 到底該保留進程的那些頁面。2. 頁面放置策略放在什么樣的物理頁框。3. 頁面獲取策略1.怎樣從外存調(diào)入頁面。請求調(diào)頁，預調(diào)頁。4. 頁面置換策略需要將哪些頁面置換出來。置換算法：最佳置換算法；（理論上的說法，即置換出永遠不再使用的

5、頁面。）最近最少使用置換法；先進先出置換算法；時鐘置換算法；（調(diào)入若干頁面后，察看使用位，判斷是否用過，若沒用，則換出）5. 頁面清除策略有簡單清除，即調(diào)入頁面沒有被修改，不需要寫回外存。當經(jīng)過修改的頁面需要被置換時，需要寫回外存?？梢赃m時寫，也可以集中寫。6. 負載控制判斷需要多少進程執(zhí)行合理，從而調(diào)入或調(diào)出頁面。當需要減少進程時，可以考慮以下幾方面：優(yōu)先級最低；缺頁進程；最后被激活的進程；駐留集最小的進程；最大的進程；剩余執(zhí)行時間最多的進程。3.4 Linux的虛擬內(nèi)存管理3.4.1分段機制在系統(tǒng)中的實現(xiàn)系統(tǒng)的段描述符包含用戶描述符和系統(tǒng)描述符。用戶描述符系統(tǒng)描述符門描述符門是用來控制訪問目標代碼的入口點。.描述符表3.4.分頁機制在系統(tǒng)中的實現(xiàn)Linux 虛擬內(nèi)存管理的實現(xiàn)源代碼分布LINUX的內(nèi)核空間和用戶空間 用戶空間03G，L