第5章 Linux存储器管理
106250-操作系统(第5版)-3-《操作系统教程》(5版)教学计划说明全
可编辑修改精选全文完整版<<操作系统教程>>(第5版)教学计划说明各学校和学院在教学计划、教学要求、课程设置、学时安排、教学大纲，乃至学生程度等方面存在种种差异，采用本教材授课时，应酌情对内容进行取舍。
课时充分时，可考虑讲授全部内容，否则，突出基本内容，简化实例，重点讲述原理。
(1)共安排54学时(每周3学时×(18)周)讲课，期中和期末测验另行安排时间。
(2)许多院校每学期讲课时间少于18周或有更多学时，则有些章节可以适当减少或增加学时，有些内容可精简不讲或略讲。
同时可以安排课堂讨论，采用分组研讨，课堂汇报，集体评论的形式。
“讨论题”可在电子资料中找到。
(3)采用ppt配合讲课，每次讲授的信息量较大，讲课速度可以提高，ppt讲稿可供学生下载，便于课后复习。
(4)第8章可略去部分或全部，以压缩课时，或者作为一次学术讲座。
(5)操作系统是一门实践性、应用性很强的课程，如果仅仅学习理论知识是很难达到理想教学效果的，必须配合上机实验，既可以单独开课，也可作为课程的一部份。
南京大学在原理教学部分--设计了“模拟类实验”配合原理教学同步进行，可参考本书网站。
实验教学部分—包含了“内核类和应用类实验”，请参考由高教育出版社出版的配套教材<<Linux操作系统实验教程>>。
(6)考试范围重点放在基本概念、基本原理和基本技术方面，实例及涉及具体操作系统细节的内容可以不作为考试范围和要求的重点。
(7)学生成绩考核采取综合评定方式，由以下部分组成：作业10-15%、上机实习20%、课程测验10-15%、期终考试60-50%。
各校可根据具体情况调整比例(实验课也可单独开设，另计学分)。
(8)由于习题较多，思考题由学生自行选做，作业仅布置应用题，每学期拟做50题左右。
注意“应用题参考答案”及“考研真题和参考答案”仅供给选择本教材院校的老师参考，不直接提供给学生使用，每学期均有多所院校学生来函索求答案，我们都会婉言拒绝。
参考答案 操作系统教程 (陈向群 杨芙清 著) 北京大学出版社 课后答案
我们发展操作系统的目标就是：充分利用硬件，提供更好的服务。 13.请作一个调查，看看各种计算机的应用领域都在使用什么样的操作系统，他们分别是 什么类型的操作系统，调查的内容应该涵概现代操作系统的主要类别. 14.现有一下应用计算机的场合，请为其选择适当的操作系统。1）航天航空，核变研究； 2）国家统计局数据处理中心；3）学校学生上机学习编程 4）高炉炉温控制；5）民航定 票系统，6）发送电子邮件（在两个地区之间） 答：1)航天航空，核变研究：嵌入式操作系统
第三章 用户接口与作业管理 1.阐述程序，作业，作业步和进程之间的联系和区别。 答：
(1）作业 用户在一次计算过程中，或者一次事务处理过程中，要求计算机系统所做工作的总称 （2）作业步 一个作业可划分成若干部分，称为一个作业步 典型的作业控制过程： “编译”、“连接装配”、“运行” 2.一个具有分时兼批处理功能的操作系统应该怎样调度和管理作业？为什么？ 品
计算机系统由硬件子系统和软件子系统组成。 计算机系统的构成包括：如图 1.2 计算机硬件系统的构成：如图 1.4 2.从功能以及程序涉设计的角度说明计算机系统中软件系统是如何构成的？ 答：分为系统软件，支撑软件和应用软件三层。 3.什么是操作系统？请举例说明操作系统在计算机系统中的重要地位。 答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是一些程序模块的集合。 它们能以尽量有效、合理的方式组织和管理计算机的软硬件资源，合理的组织计算机的工 作流程，控制程序的执行并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效的 使用计算机，使整个计算机系统能安全高效地运行 4.请举一个实际的例子来说明操作系统的功能。 答：你能用用操作系统管理很多资源 5.为什么说“操作系统是控制硬件的软件”的说法不确切？ 答：操作系统不仅能够控制硬件，也可以控制各种软件资源。 6.操作系统的基本特征是什么？说明他们之间的关系。 答：1.并发性 2.共享性
操作系统原理第5章 存储管理
• ⑶最佳适应算法
• 最佳适应算法的空闲链是按空闲区从小到大顺序排 列。为进程选择分区时总是寻找其大小最接近进程 所要求的存储区域。所谓“最佳”是指每次为进程 分配内存时，总是把能满足要求、又是最小的空闲 分区分配给进程，避免“大材小用”。
• 因为每次分配后所切割下来的剩余部分总是最小的， 这样将加速碎片的形成。
• ①如果被回收空闲分区没有空闲伙伴分区，那么保留该分区为一 个独立的空闲分区，否则执行②；
• ②合并回收分区及其伙伴分区，从而得到一个尺寸（2I+1）更大的 回收空闲分区，转移到①；
一个伙伴系统内存分配与回收的例子
• 伙伴系统克服了固定分区和动态分区存储管理技术的缺陷。但是伙伴 系统存在一个问题，即内存空间需要不断地进行分裂和合并，频繁的 伙伴分区合并操作会浪费很多时间。
• ③内存分配原则，以页帧为单位来分配内存，将进程若干个逻辑上连续的 页面装入若干个离散的页帧中，由页表提供进程的页号到存储空间帧号的 映射。
5.2.4伙伴系统
• 其实现原理如下： • 一个伙伴系统内存的用户可用空间为2U。进程申请存储空间时，
系统总是为其分配大小为2I的一个空闲分区。其中S≤I≤U，2S是系 统允许的最小分区尺寸。在实际操作系统中，最小分区尺寸一般 为212。 • 如果进程申请的存储空间大小为K，且2I-1<K≤2I，则将整个2I大小的 分区分配给该进程；否则，该分区被分割成两个大小相等的伙伴 分区，大小为2I-1；再判断K是否满足条件：2I-2<K≤2I-1，若满足条件， 则将两个伙伴中的任何一个分配给该进程。否则，将其中一个伙 伴又分成两个大小相等的伙伴分区；此过程一直继续进行，直到 产生的分区满足条件I-J≥S并2I-J-1<K≤2I-J，将2I-J大小的分区分配给该 进程；当I-J-1<S时，系统不再分割成两个大小相等的伙伴分区，将 2S大小的分区分配给该进程。 • 当进程执行完毕，释放一个尺寸为2I的分区时，系统用下面的算法 回收该分区。
Linux课程介绍-第五章(1)
2．进程系统堆栈 每个进程都有一个系统堆栈，用来保存中断现场信息和进 程进入内核模式后执行子程序（函数）嵌套调用的返回现 场信息。 每个进程的系统堆栈和task_struct数据结构之间存在 紧密联系，因而二者物理存储空间也连在一起 系统堆栈的大小静态确定，用户堆栈可在运行时动态扩展
5.2.3 对进程的操作 1．进程的创建 各个进程构成了树形的进程族系 内核在引导并完成了基本的初始化以后，就有 了系统的第一个进程（即初始化进程，实际上 是内核线程）。除此之外，所有其他的进程和 内核线程都由这个原始进程或其子孙进程所创 建。 除初始化进程外，其他进程都是用系统调用 fork( )和clone( )创建的。 fork( )是全部复制 ，而clone( ) 有选择地 复制
●进程控制系统用于进程管理、进程同步、进程通 信、进程调度和内存管理等。 ●内存管理控制内存分配与回收。
●文件系统管理文件、分配文件空间、管理空闲空 间、控制对文件的访问并为用户检索数据。 ●Linux系统支持三种类型的硬件设备：字符设备、 块设备和网络设备。 ●核心底层的硬件控制负责处理中断以及与机器通 信。
• 内核所在的地址空间称作内核空间 • 其他应用程序称为外部管理程序，大部分是对外围设 备进行管理和界面操作，外部管理程序和用户进程所 占据的地址空间成为外部空间
Linux内核概述
Unix内核用C语言写成 单一内核：所有的操作系统功能均被封装 在内核中，与外部程序处于不同的地址空 间。外部程序智能通过功能调用来访问内 核 微内核：内核只提供最基本、最核心的一 部分操作，如创建和删除任务、中断管理、 进程管理、存储器管理、进程间通信等， 而其他功能如文件系统、网络协议栈则在 内核外操作。
3．进程的终止
操作系统课程设计
操作系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解操作系统的基本概念、功能、类型和结构，掌握操作系统的五大核心功能模块（处理器管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口）；2. 掌握操作系统的发展历程、主要操作系统（如Windows、Linux、Mac OS）的特点及应用场景；3. 了解操作系统的设计与实现原理，包括进程管理、内存管理、设备管理、文件系统等关键技术；4. 学会使用操作系统提供的命令行或图形界面进行基本的系统操作与维护。
技能目标：1. 培养学生对操作系统的实际操作能力，能够熟练使用至少一种操作系统进行日常管理与维护；2. 培养学生运用操作系统原理解决实际问题的能力，如分析系统性能、诊断故障、优化配置等；3. 提高学生的编程能力，使其能够编写简单的系统程序或脚本，实现特定功能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对操作系统的兴趣，激发学生学习计算机科学的热情；2. 培养学生的团队合作意识，使其在讨论、分析、解决问题的过程中学会倾听、交流、协作；3. 培养学生具备良好的信息素养，关注操作系统领域的最新发展，增强信息安全意识。
课程性质：本课程为计算机科学与技术专业（或相关领域）的必修课，具有较强的理论性和实践性。
学生特点：学生已具备一定的计算机基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力，但可能对操作系统原理的理解和应用尚有不足。
教学要求：注重理论与实践相结合，以案例驱动、任务导向的方式进行教学，注重培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握操作系统的基本原理，提高实际应用水平，为后续专业课程学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 操作系统概述：介绍操作系统的基本概念、功能、类型，比较不同操作系统的特点，分析操作系统的发展趋势。
教材章节：第一章 操作系统概述2. 进程与线程管理：讲解进程与线程的概念、状态与转换，进程调度算法，同步与互斥，死锁与饥饿问题。
教材章节：第二章 进程管理3. 存储管理：介绍内存分配与回收策略，虚拟内存技术，页面置换算法，内存保护机制。
嵌入式系统习题查根龙
嵌入式系统温习第一章嵌入式系统基础一、嵌入式系统的概念？二、嵌入式系统的组成？3、嵌入式系统的特点？4、嵌入式系统的应用？五、嵌入式处置器的分类，常见的嵌入式处置器有哪些？六、什么是嵌入式操作系统？嵌入式操作系统有哪些类型？7、什么是实时操作系统？实时操作系统的组成和特点。
它有哪些特征？八、常见的嵌入式操作系统有哪些？九、实时操作系统常常利用的任务调试算法有哪几种？10、用什么方式解决优先级反转问题？1一、单片机是不是嵌入式系统？它与ARM嵌入式系统有何异同？1二、嵌入式系统与通用运算机之间的区别。
第二章嵌入式系统开发流程一、嵌入式系统开发进程分为哪几个阶段？每一个阶段的特点是什么？二、嵌入式软件开发流程。
3、嵌入式系统有哪几种调试方式？此刻最流行的是哪一种？利用什么接口？4、什么是板级支持包？它一般应完成哪些工作？第三章ARM的体系结构一、ARM的英文命名是什么？AMR处置器有人材特点？二、运算机中的两种典型体系结构是什么，各自的特点是什么？3、试比较RISC体系结构和CISC体系结构的特点。
4、ARM支持哪些数据类型？五、ARM处置器支持的数据类型有哪些？六、画出别离采用小端格式和大端格式寄存0x的存储器示用意。
设存储器的初始地址为0x4000。
7、在ARM处置器的存储空间中，有一段存储空间中存储的数据如下所示：①假设，存储空间中的数据是以大端存储的，那么地址0x8000中存储的一个字是什么？地址0x8000中存储的一个半字是什么？地址0x8003中存储的一个字节是什么？②若是，存储空间中的数据是小端存储的，上述问题的答案别离是什么？八、在ARM处置器的存储空间中，有一段存储空间中存储的数据如下所示：假设，存储空间中的数据是以小端存储的，R0中的值为0x8000。
回答以下问题：①执行完LDR R1，[R0]后，R1的值是多少？②执行完LDR R1，[R0]，#4后，R1的值是多少？③执行完LDR R1，[R0，#2]后，R1的值是多少？④执行完LDMIA R0，｛R1-R4｝后，R0中的值如何转变？⑤执行完LDR R0，[R1，R2，LSL #3]后，R1的值如何转变？九、ARM处置器一共有几种中工作模式，别离是？那种模式下，专业寄放器最多。
LINUX虚拟存储浅析
内偏移 ｊ ｆ ｅ。物理地址 ｉＰ ＥＰ （Ｇ （ｐ ｄ）ｊ ｍ ）ｊ ｔ ＋． ｓｔ ．ｓ ｏ ｔ ＝ Ｔ （ＭＤ Ｐ Ｄｊ ｇ ） ． ｄ＋．ｅ ｊ ｆｅ。 ． ＋ｐ ｐ） ｏ ｉ８ ３６的情 况 是特 殊 的 ， 由于 ｉ８ ３ ６系列 的历 史 演变 过 程 ， 它对 页 式存 储 管 理 的支 持 ， 在其 段 式存 储 管 是
映射、 公平 的物理 内存 分配等．文章介绍 了虚拟存储相 关机制的部分知识 ．
关键词 ： 虚拟地 址； 虚拟存储 ： 页； 请 交换 ； 共享 内存
中图分类号： Ｐ １ Ｔ ３６
文献标识码： Ａ
文章鳊号 ：６ １９９ （ ０ ６ ０ －０ ７ ３ １７ －８ １ ２０ ） ２０ ５ － ０
换空 间 中 ， 程 准 备执 行 这 些信 息 。为 了取得 第 一条 指 令 ， 程 需要 引 用包 含 该 程 序 的入 口地 址 的虚 拟 地 进 进 址空 间 部分 。如 果 进程 引用 的页还 没 有装 入 主存 ， 么会 产 生一 个缺 页 中断 ， 储 管理 程 序 将 该 页 从辅 存 那 存
理 已经 存 在 了相 当长 的 时 间 以后才 发展 起 来 的 ，ｉ８Ｃ Ｕ 中 的 内存 管 理 单元 （ ３６ Ｐ ＭＭＵ） 定 的对程 序 中使 规 用 的地 址 先 进 行 段 式 映射 ， 然后 才 能进 行 页 式 映 射 ， 际上 ＬＮ Ｘ 内核 所 采 取 的方 法 是 使段 式 映射 的过 实 ＩＵ 程 不起 什 么 作用 。对 于其 它 的处 理 器 ， Ｍ６Ｋ、ｏ ｅ Ｃ等 ， 根本 不 存 在段 式 映 射这 一层 。与 段式 存 储 如 ８ Ｐｗｒ Ｐ 就 管理 相 比， 式 存储 管 理有 很 多好 处 。 先 ， 面都 是 固 定大 小 的 ， 于 管理 。 重 要 的是 ， 页 首 页 便 更 当要 将 一部 分物 理 空 间 的 内容 换 出到 磁 盘 上 时 ， 段 式 存 储 管 理 中 要将 整 个 段 （ 常 都 很 大 ） 换 出， 在 页 式 存 储 管 理 在 通 都 而 中则 按 页进 行 ， 率 显然 要 高得 多 ｕ 效 】 。
linux下寄存器详解
ebp和esp是32位的SP，BPesp是堆栈指针ebp是基址指针ESP与SP的关系就象AX与AL，AH的关系.32位CPU所含有的寄存器有：4个数据寄存器(EAX、EBX、ECX和EDX)2个变址和指针寄存器(ESI和EDI) 2个指针寄存器(ESP和EBP)6个段寄存器(ES、CS、SS、DS、FS和GS)1个指令指针寄存器(EIP) 1个标志寄存器(EFlags)1、数据寄存器数据寄存器主要用来保存操作数和运算结果等信息，从而节省读取操作数所需占用总线和访问存储器的时间。
32位CPU有4个32位的通用寄存器EAX、EBX、ECX和EDX。
对低16位数据的存取，不会影响高16位的数据。
这些低16位寄存器分别命名为：AX、BX、CX和DX，它和先前的CPU中的寄存器相一致。
4个16位寄存器又可分割成8个独立的8位寄存器(AX：AH-AL、BX：BH-BL、CX：CH-CL、DX：DH-DL)，每个寄存器都有自己的名称，可独立存取。
程序员可利用数据寄存器的这种“可分可合”的特性，灵活地处理字/字节的信息。
寄存器AX和AL通常称为累加器(Accumulator)，用累加器进行的操作可能需要更少时间。
累加器可用于乘、除、输入/输出等操作，它们的使用频率很高；寄存器BX称为基地址寄存器(Base Register)。
它可作为存储器指针来使用；寄存器CX称为计数寄存器(Count Register)。
在循环和字符串操作时，要用它来控制循环次数；在位操作中，当移多位时，要用CL来指明移位的位数；寄存器DX称为数据寄存器(Data Register)。
在进行乘、除运算时，它可作为默认的操作数参与运算，也可用于存放I/O的端口地址。
在16位CPU中，AX、BX、CX和DX不能作为基址和变址寄存器来存放存储单元的地址，但在32位CPU中，其32位寄存器EAX、EBX、ECX和EDX不仅可传送数据、暂存数据保存算术逻辑运算结果，而且也可作为指针寄存器，所以，这些32位寄存器更具有通用性。
操作系统原理及应用(Linux)第5章 文件管理
Addr[11]
Addr[12] 一次间接
…
Addr[13] 二次间接
Addr[14] 三次间接
…
物理块
… …
… …
混合索引表
假设1个磁盘块4KB，一个索引表项占4B, 直接索引表引出磁盘块 12个
12*4KB=48KB 一级索引表引出文件磁盘块的数量
4KB/4B=1K个 支持的文件长度 1K*4KB=4MB 二级索引表引出文件磁盘块的数量1K*1K 支持的文件长度 1K*1K*4KB=4GB 三级索引表引出文件磁盘块的数量1K*1K*1K 支持的文件长度 >1K*1K*1K*4KB=4TB
…… ……
666 7771
文 索引表指针
件 说 明
索引表
逻辑 块号
0
1 2 3
物理 块号
26
文 件
索引表指针
说
明
索引表
逻辑 块号
0
1 2 3
4
物理 块号
NULL
27
优点：既能方便迅速地实现随机存取，又能满足文件动态 增长的需要。 缺点：增加了索引表带来的存储空间开销。
2．多级索引（类似多级页表）
1．数据项 数据项是描述一个对象的某种属性的字符集，是数据组织中可以命名的最 小逻辑数据单位。 2．记录 记录是一组相关数据项的集合，用于描述一个对象在某方面的属性。 3．文件 文件是由创建者定义的、具有文件名的一组相关信息的集合。
4
5.1.2 文件系统
文件系统是操作系统中对文件进行管理和操作的软件机构与数据的 集合，即文件管理系统。 1．文件系统的需解决的问题 （1）有效地分配存储器的存储空间。 （2）提供一种组织数据的方法。数据在辅存设备上的分布构成了文件的 物理结构，实现了“按名存取”的功能。 （3）提供合适的存取方法。 （4）提供一组服务，以执行所需要的操作。这些操作包括创建文件、撤 消文件、组织文件、读文件、写文件、传输文件和控制文件的访问权限 等。
linux操作系统5linux的设备管理与文件系统
⑵SPOOLing系统的组成
主要由3部分组成 :
●输入井和输出井
●输入缓冲区和输出缓冲区
输入
●输入进程SPi和输出进程SPo 设备
输出 设备
内存 输入进程SP1 输入进程SPn
输入缓冲区
输出缓冲区
磁盘 输入井
输出井
⑶SPOOLing技术的实例
4、磁盘存储器管理
磁盘存储器不仅容量大，存取速度快，而且可以实现随机存取， 是当前存放大量程序和数据的理想设备，故在现代计算机系统中，都 配置了磁盘存储器，并以它为主来存放文件。
5.6 小结
Linux系统对计算机的所有的外部设备进行统一的分配 和控制，对设备驱动、设备分配和共享等操作等进行统一 的管理。
Linux设备管理主要是从Linux设备的原理、设备的控 制方式和虚拟设备等方面来展开的；无论是哪个类型的设 备，Linux都把它统一当作文件来处理，只要安装了驱动 程序，任何用户都可以像使用文件一样来使用这些设备， 而不必知道它们的具体存在形式。Linux把外部设备当作 文件来处理，并根据数据交换的特性将外部设备分为三 类：字符设备、块设备和网络设备。
主要功能 ●提供和进程管理系统的接口 ●进行设备分配 ●实现设备和设备、设备和CPU等之间的并行操作 ●进行缓冲管理 ●设备控制与驱动
3、设备控制器
为实现设备控制器的功能，大多数设备控制器都由以下三部分组成。
● 设备控制器与处理机的接口
CPU与控制器接口
●设备控制器与设备的接口
●I/O逻辑
数据线
数据寄存器
了脱机输入/输出技术。该技术是利用专门的外围控制机，将低速I/0 设备上的数据传送到高速磁盘上，或者相反。此时的外围操作与CPU 对数据的处理可以同时进行，我们把这种在联机情况下实现的同时外 围操作称为SPOOLing(Simultaneaus Periphemal Operating OnLine)，或称为假脱机操作。
《操作系统》自编作业手册
《操作系统》自编作业手册翟高寿北京交通大学计算机学院2009年2月编修说明《操作系统》自编作业手册综合根据自制电子课件旧版、汤子瀛教科书旧版、汤子瀛教科书新版、自编《系统程式》、参编《操作系统原理》等完成。
第一章 操作系统引论习题1.1 什么是操作系统？用自己的话谈谈你对操作系统概念的认识与理解。
1.2 设想由你自己负责组织一个项目团队来构建操作系统，你应当要求项目成员事先学习和掌握哪些硬件基础知识？并给出你对相关知识的理解与总结。
1.3 什么是输入输出重定向？什么是管道联接？分别加以举例说明。
1.4 试阐述程序接口与用户交互接口（即命令接口和图形化接口）之间的关系？并给出你对系统调用实现机制及处理过程的完整理解与总结。
1.5 谈谈你对脱机I/O和联机I/O的认识与理解。
1.6 试从多个角度来阐述单道/多道批处理系统与分时系统及实时系统的区别。
1.7 谈谈你对操作系统应当具备的资源管理功能（包括所引入的核心概念）的认识与理解。
为保证资源的有效管理与控制，操作系统于是体现出哪些特征？1.8 操作系统的基本设计原则有哪些？谈谈你对操作系统发展历程中所采用的几种结构的认识与理解。
自选实验1编程和替换Linux命令解释程序ShellI. 自己选取和设计一组联机命令，可通过调用系统内核过程加以实现或仅仅在屏幕上显示命令自身（算是虚化实现），至少一条命令如文件拷贝的处理牵涉到系统调用；II. 设计和构建命令解释程序并替换原Linux命令解释程序Shell启动系统和运行测试；III. 撰写实验报告，阐述实验目的、实验目标、实验步骤、技术难点及解决方案、关键数据结构和算法流程、测试方案与过程及运行效果、结论与体会等。
自选实验2利用C和汇编混合编程实现最简操作系统I. 实现二次装入引导过程；II. 以嵌入式汇编指令实现的C程序内核可非常简单（注意可执行程序格式）；III. 撰写实验报告，阐述实验目的、实验目标、实验步骤、技术难点及解决方案、关键数据结构和算法流程、测试方案与过程及运行效果、结论与体会等。
操作系统课程教案修订版
《操作系统》课程教案一、课程定位操作系统课程是计算机应用技术专业基础课程，属于必修课程。
在课程设置上起着承上启下的作用，其特点是概念多、抽象和涉及面广。
主要任务是：使学生掌握计算机操作系统的基本原理及组成；计算机操作系统的概念和相关新概念、名词及术语；了解计算机操作系统的发展特点、设计技巧和方法；对常用计算机操作系统会进行基本的操作使用。
按照新专业人才培养方案，该课程开设在第三学期。
本课程的先导课程为《计算机组成原理》，《微机原理》，《数据结构》和《高级语言程序设计》；后续课程为《数据库系统原理》、《计算机网络》。
二、课程总目标通过本课程的学习，使学生理解操作系统基本原理，并在此基础上培养学生实际动手编程能力。
（一）知识目标1.理解操作系统的概念、操作系统的发展历史、类型、特征以及结构设计。
2.掌握进程和线程。
3.掌握死锁的预防、避免、检测和恢复。
4.掌握作业调度、进程调度、调度准则、调度算法、线程调度等。
5.掌握存储管理中的分区法、分页技术、分段技术、段页式技术等。
6.掌握文件系统的功能和结构、目录结构和目录查询、文件和目录操作。
7.掌握输入/输出管理、用户接口服务、嵌入式操作系统、分布式操作系统。
（二）素质目标1.熟练使用计算机操作系统。
2.能够解决一些简单的应用问题。
3.了解计算机操作系统设计技巧。
（三）职业能力培养目标1 .初步具备辩证思维的能力。
2 .具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识，创新精神。
三、课程设计（一）设计理念以职业能力培养为导向，进行课程开发与设计。
按照人才培养目标要求来确定课程的内容、教学组织、教学方法和手段，注重培养学生分析问题、解决问题的能力、计算机思维能力、自学能力和从业能力。
（二）设计思路1.以“够用、适用、实用”为目标设计课程教学内容。
2.考虑后序课程需要，突出重点，强化专业应用。
3.注重课堂教学互动，教师为主导，学生为主体，引导学生积极思维，培养学生的学习能力。
操作系统填空、名词解释、简答题题库完整
填空题1.操作系统的特征是（并发）,（共享）和（异步性）还有（虚拟）.2.按照用户界面的使用环境和功能特征的不同,一般可以把操作系统分为三种基本类型,即:（批处理系统）,（分时系统）和实时系统.3. 软件系统分为系统软件,（支撑软件）和（应用软件）.4.多数计算机系统将处理器的工作状态划分为（管态）和目态.后者一般指用户程序运行时的状态,又称为普通态或（用户态）.5. 存储器一般分成高速缓冲器,（内存）和（外存）三个层次,其中高速缓冲器是造价最高,存取速度最快.6.文件的物理结构有:顺序结构,（链接结构）和（索引结构）.8. 在单CPU系统中有n(n>1)个进程,在任一时刻处于就绪的进程最多是（n-1）个,最少是（0）个.9. 系统为每一台设备确定一个编号,以便区分和识别,这个确定的编号称为设备的（绝对）号.由用户在程序中定义的设备编号称为设备的（相对）号.10. 一个作业可划分成若干个（相对独立）的部分,每个部分称为一个（作业步）.11. 在批处理兼分时的系统中,往往由分时系统控制的作业称为（前台）作业,而由批处理系统控制的作业称为（后台）作业.12. 操作系统为用户提供两种类型的使用接口,它们是（操作员)接口和（程序员) 接口.13. 操作系统中,进程可以分为（系统）进程和（用户）进程两类.15. 除了新建状态与撤销状态，进程的基本状态有(运行)、（就绪）、（阻塞）。
16. 在响应比最高者优先的作业调度算法中,当各个作业等待时间相同时,（计算时间短）分母的作业将得到优先调度;当各个作业要求运行的时间相同时, （等待时间长）分子的作业得到优先调度.17. 当一个进程独占处理器顺序执行时,具有两个特性: （封闭）性和（可再现性）.18. Linux的shell有两层含义,一是指由（shell命令）组成的Shell 命令语言;二是指（该命令的解释）程序.19. 操作系统的主要设计目标是（方便用户使用）和（资源利用率高）.20. 当一个进程完成了特定的任务后,系统收回这个进程所占的（资源）和取消该进程的（进程控制块PCB），就撤消了该进程.21. 每个索引文件都必须有一张（索引）表,其中每个登记项用来指出一个逻辑记录的（存放位置或指针或首地址）.22. 实现SPOOL系统时必须在磁盘上辟出称为（输入#）和（输出#)的专门区域,以存放作业信息和作业执行结果.23. 一个理想的作业调度算法应该是既能（提高系统效率）又能使进入系统的作业（周转时间短）.24. 死锁的四个必要条件是（互斥使用资源）,（占用并等待资源）,不可抢夺资源和循环等待资源.25. 操作系统一般为用户提供了三种界面,它们是(命令界面),(图形界面)和系统调用界面.26. 进程间相互合作的关系是(同步)关系,而对资源争用的关系是(互斥)关系.若干进程使用同一临界资源时必须互斥执行.27. 处理机调度可分为三级,它们是作业调度,(进程调度)和CPU交换调度;在一般操作系统中,必须具备的调度是(进程调度).28. 一般说来,用户程序中所使用的地址是逻辑地址,而内存中各存储单元的地址是(物理地址或绝对地址);将前者转变为后者的过程称作(重定位).29. 在段页式存储管理系统中,面向(用户)的地址空间是段式划分,面向(物理实现)的地址空间是页式划分.30. 在Linux系统中,基本的文件类型分为(普通)文件,目录文件和文件, 所有的I/O设备按其物理特性分为(字符)设备和块设备.33. 操作系统的设备管理应具备的主要功能是(监视设备状态),(进行设备分配),完成I/O操作和缓冲管理与地址转换.34. 对信号量S每执行一次P操作,则信号量S的值就减1.当S的值小于0时,执行P操作的进程的状态就置为阻塞态,把相应的PCB连入该信号量队列的(末尾),并且该进程放弃处理机,由(进程调度程序)调度合适进程.35. 把逻辑地址转变为内存的物理地址的过程称作重定位,它分为(静态重定位)和(动态重定位)两种形式,在现代操作系统中都采用动态重定位形式来实现这种地址转换.37. SPOOLing的中文含义为（同时外围联机操作）或（假脱机操作）。
106250-操作系统(第5版)-3-《操作系统教程》(5版)教学计划说明
<<操作系统教程>>(第5版)教学计划说明各学校和学院在教学计划、教学要求、课程设置、学时安排、教学大纲，乃至学生程度等方面存在种种差异，采用本教材授课时，应酌情对内容进行取舍。
课时充分时，可考虑讲授全部内容，否则，突出基本内容，简化实例，重点讲述原理。
(1)共安排54学时(每周3学时×(18)周)讲课，期中和期末测验另行安排时间。
(2)许多院校每学期讲课时间少于18周或有更多学时，则有些章节可以适当减少或增加学时，有些内容可精简不讲或略讲。
同时可以安排课堂讨论，采用分组研讨，课堂汇报，集体评论的形式。
“讨论题”可在电子资料中找到。
(3)采用ppt配合讲课，每次讲授的信息量较大，讲课速度可以提高，ppt讲稿可供学生下载，便于课后复习。
(4)第8章可略去部分或全部，以压缩课时，或者作为一次学术讲座。
(5)操作系统是一门实践性、应用性很强的课程，如果仅仅学习理论知识是很难达到理想教学效果的，必须配合上机实验，既可以单独开课，也可作为课程的一部份。
南京大学在原理教学部分--设计了“模拟类实验”配合原理教学同步进行，可参考本书网站。
实验教学部分—包含了“内核类和应用类实验”，请参考由高教育出版社出版的配套教材<<Linux操作系统实验教程>>。
(6)考试范围重点放在基本概念、基本原理和基本技术方面，实例及涉及具体操作系统细节的内容可以不作为考试范围和要求的重点。
(7)学生成绩考核采取综合评定方式，由以下部分组成：作业10-15%、上机实习20%、课程测验10-15%、期终考试60-50%。
各校可根据具体情况调整比例(实验课也可单独开设，另计学分)。
(8)由于习题较多，思考题由学生自行选做，作业仅布置应用题，每学期拟做50题左右。
注意“应用题参考答案”及“考研真题和参考答案”仅供给选择本教材院校的老师参考，不直接提供给学生使用，每学期均有多所院校学生来函索求答案，我们都会婉言拒绝。
自考02326操作系统(2018版)课后习题答案
第一章操作系统概论1.什么是操作系统？请说明操作系统在计算机系统中的作用和地位。
操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合：它们能够有效地组织和管理计算机中的硬件和软件资源，合理地控制计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行。
2.操作系统管理计算机系统的哪些资源？硬件和软件资源。
3.请从资源管理角度说明操作系统的主要功能。
进程管理（处理器管理）、存储管理、文件管理、作业管理、设备管理4.操作系统有哪些基本特征？并发性：计算机系统中同时存在若干个正在运行着的程序；共享性：操作系统程序和多个用户程序共享系统中的各种资源随机性：操作系统的运行是在一种随机的环境下进行的5.比较Windows、UNIX、Linux操作系统的体系结构，有什么异同？Windows体系结构是分成的模块系统，主要层次有硬件抽象层HAL、内核、执行体和大量的子系统集合；UNIX操作系统的系统架构图，其最里层是硬件，作为整个系统的基础；其次是操作系统内核，包括进程管理、存储器管理、设备管理和文件管理四个资源管理功能；往外一层是系统调用接口，及操作系统与用户的接口shell以及编译程序等；最外层是应用程序Linux系统有四个主要部分，及内核、shell、文件系统和用户程序。
6.Android操作系统有什么特点？Android操作系统分为四层，从高层到低层分别是应用程序层、应用框架层、系统运行库层和Linux内核层。
以Linux为核心的手机操作平台，是一款开放式操作系统7.手机操作系统通常提供哪些功能？8.请叙述各种类型操作系统的工作方式及特点。
一般把操作系统分为三种基本类型，即批处理操作系统、分时系统和实时系统(1)批处理操作系统批处理操作系统分为简单批处理系统和多道批处理系统两种类型。
用户将作业交给系统操作员，系统操作员在收到作业后并不立即将作业输入计算机，而是在收到一定数量的作业后，组成一批作业，再把这批作业输入到计算机中。
存储器管理实验报告
一、实验目的1. 理解存储器管理的概念和作用。
2. 掌握虚拟存储器的实现原理。
3. 熟悉存储器分配策略和页面置换算法。
4. 提高动手实践能力，加深对存储器管理知识的理解。
二、实验环境1. 操作系统：Linux2. 编程语言：C/C++3. 开发环境：GCC编译器三、实验内容1. 虚拟存储器实现原理（1）分页式存储管理：将内存划分为固定大小的页，进程的逻辑地址空间也划分为相应的页。
内存与外存之间通过页表进行映射，实现虚拟存储器。
（2）页表管理：包括页表建立、修改和删除等操作。
（3）页面置换算法：包括FIFO、LRU、LRU时钟等算法。
2. 存储器分配策略（1）固定分区分配：将内存划分为若干个固定大小的分区，每个分区只能分配给一个进程。
（2）可变分区分配：根据进程需求动态分配内存，分为首次适应、最佳适应和最坏适应等策略。
（3）分页存储管理：将内存划分为固定大小的页，进程的逻辑地址空间也划分为相应的页，通过页表进行映射。
3. 页面置换算法（1）FIFO算法：根据进程进入内存的顺序进行页面置换，最早进入内存的页面将被淘汰。
（2）LRU算法：淘汰最近最少使用的页面。
（3）LRU时钟算法：结合LRU算法和FIFO算法的优点，通过一个时钟指针实现页面置换。
四、实验步骤1. 编写程序实现虚拟存储器的基本功能，包括分页式存储管理、页表管理、页面置换算法等。
2. 编写测试程序，模拟进程在虚拟存储器中的运行过程，观察不同页面置换算法的效果。
3. 分析实验结果，比较不同页面置换算法的性能差异。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过模拟实验，验证了虚拟存储器的基本功能，包括分页式存储管理、页表管理、页面置换算法等。
实验结果显示，不同页面置换算法对系统性能的影响较大。
2. 实验分析（1）FIFO算法：实现简单，但可能导致频繁的页面置换，影响系统性能。
（2）LRU算法：性能较好，但实现复杂，需要额外的硬件支持。
（3）LRU时钟算法：结合LRU算法和FIFO算法的优点，在性能和实现复杂度之间取得平衡。
存储管理
5.1.2 程序的运行过程
在多道程序环境下，要使 程序运行，必须先为之创 建进程。而创建进程的第 一件事，便是将程序和数 据装入内存。 如何将一个用户源程序变 为一个可在内存中执行的 程序，简单的说，要经过 编辑、编译、链接、装入 和运行等几个阶段。
用户 编辑程序 如：vi 编辑阶段 源文件 如：file1.c
5.1.2 程序的运行过程
5. 运行阶段
在运行阶段，进程调度程序按照某种策略选中用户 程序，给其分配CPU使之运行，完成用户提交的任 务。运行完毕后，系统释放其占有的内存空间。
5.1.3 存储管理的任务和功能
存储管理的主要任务是：
(1) 支持多道程序的并发执行，使多道程序能共享 存储资源，在互不干扰的环境中并发执行。 (2) 方便用户，使用户减少甚至摆脱对存储器的管 理，使用户从存储器的分配、保护和共享等繁琐事 物中解脱出来。 (3) 提高存储器的利用率和系统吞吐量。 (4) 从逻辑上扩充内存空间，支持大程序能在小的 内存空间运行或允许更多的进程并发执行。
(2) 动态地址重定位
动态地址重定位是指在程序执行过程中，CPU在访 问内存之前，将要访问的程序或数据地址转换为内 存地址。 地址重定位机构需要一个(或多个)基地址寄存器BR 和一个(或多个)程序逻辑地址寄存器VR。指令或数 据的内存地址MA与逻辑地址的关系为： MA=(BR)+ (VR)
5.1.3 存储管理的任务和功能
(2) 动态地址重定位
动态地址重定位具体过程如下：
1) 初始化基地址寄存器BR，逻辑地址寄存器VR。 2) 将程序段装入内存，且将其占用的内存区首地址送到BR中。例如， 在图5-4中，(BR)=4000。 3) 在程序执行过程中，将所要访问的逻辑地址送入VR中，例如，在图 5-4中执行LOAD 1,400语句时，将所要访问的逻辑地址400放入VR中。 4) 地址变换机构把VR和BR的内容相加，得到实际访问的物理地址。
浅析UNIX、LINUX、Windows NT的存储管理
摘要： 分析 Ｕ ｉ、ｉ ｘ Ｗｉ ｏｓ Ｔ ｎ Ｌｎ 和 ｎ ｗ 几种操作系统 中虚存管理的体系结构和运行机制 ， ｘ ｕ ｄ Ｎ 总结在 目 前主流操
作系统虚存管理的实现中所采用的先进技术 ， 写时拷 贝 、 射文件 、 如 映 共享 内存 、 懒惰算法 、 Ｕ Ｎ Ｒ算法 等 ， 并重 点 分析用户进程虚空间管理实现技术特点 。 关键词 ： 虚存管理 ； 操作系统 ； Ｎ Ｘ；Ｉ Ｕ Ｗｉ ｏ ｓＮ Ｕ Ｉ ＬＮ Ｘ； ｎ ｗ Ｔ ｄ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｉ ａ ｅ ｎ ｌｓ ｓｔ ｅ ｄｅ ｉｎ ｔ ｏ ｇ ｔ ｆｓ ｖ ｒ ｌｏ ｒ ｔ ｙ ｔｍｓ ｖ ｒｕ ｌｍｅ ｒ ｒ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒ ａ ａｙ ｅ ｈ ｓｇ ｕ ｈ ｓｏ ｅ ｅ ａ ｐｅ ａ ｎｇ ｓ ｓｅ ｉｔ ａ ｍｏ ｙ ａ — ｈ ｉ ｃ ｉｅ ｔ ｒ ｎ ｈ ｉ ｐ ｒ ｔ ｎ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ，ｕ ｈ ａ ｉ ， ｎ ｘ ａ ｄ Ｗ ｉ ｏ ｈ ｔｃｕ ｅ ａ ｄ ｔｅｒｏ ｅ ａ ｉ ｃ ａ ｉｍ ｓ ｃ ｓＵｎ ｘ Ｌｉ ｕ ｎ ｎｄ ｗｓ ＮＴ， ｎ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｓ ｍｅ ｏ ａ ｄ ｉｔｏ ｕ ｅ ｏ ａ ｖ ｎ ｅ ｄｅ ｓｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｉ ｏ ｄ ｙ ’ｍａｎ ｔｅ ｍ ｐ ｒ ｔｎ ｙ ｔｍｓ ｏ ｘ ｍｐ ｅ ｐ ｇｎ ｎ ｄ ｍａ ｄ， ｄ ａ ｃ ｄ ｉ ａ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｎ ｗａ ａ ｓ ｉ ｓｒ ａ ｏ ｅ ａｉ ｇ ｓ ｓｅ ，ｆｒ ｅ ａ ｌ ａ ｉ ｇｏ ｅ ｎ
Ｎ Ｔ请求式页面调度过程有以下几步 ： １ 一个应用程序请求把数据存储在内存中。 ） ２ 虚拟 内存管理器接收这个请求 ， ） 并决定需 要 多少页 去存放 ， 并将 应用 程序 的虚 拟地址 映射到 计算 机 内存 的未 用物理 页 。 ３ 如果没有足够 的内存 页， ） 虚拟管理器使用 请求式页面调度（ Ｕ Ｎ Ｒ算法 ） 即找一个最 近未用 ， 的４ Ｋ容量的页面 ， 将其数据拷贝到文件 Ｐｇｆ ． ａｅｌ ｉ ｅ ｓｓ中， 存 放 于硬 盘 （ 存 ） 新置 换 出 的页 被 用 ｙ 并 辅 ， 于满足应用程序的需求 。 ４ 当被置换而存放硬盘 中的页面下次要调用 ）
第5章 操作系统 习题及答案
第5章操作系统习题P140-142一、复习题1、什么是操作系统？答：操作系统（Operating System，简称OS）是管理计算机系统资源、控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行环境的一类系统软件。
（P114）2、操作系统的基本功能是什么？答：操作系统是用户与计算机硬件之间的接口。
使得用户能够方便、可靠、安全、高效地操纵计算机硬件和运行自己的程序。
操作系统合理组织计算机的工作流程，协调各个部件有效工作，为用户提供一个良好的运行环境。
操作系统是计算机系统的资源管理者，负责管理包括处理器、存储器、I/O设备等硬件资源和程序和数据等软件资源，跟踪资源使用情况，监视资源的状态，满足用户对资源的需求，协调各程序对资源的使用冲突；为用户提供简单、有效使用资源统一的手段，最大限度地实现各类资源的共享，提高资源利用率。
（P115）3、操作系统的基本组成有哪些？答：操作系统构成的基本单位包括内核和进程、线程。
内核对硬件处理器及有关资源进行管理，给进程的执行提供运行环境。
进程是程序动态执行的过程。
（P114-115）4、操作系统如何分类？答：根据系统运行的方式分类，操作系统的基本类型有三种：批处理系统、分时系统和实时系统。
具备全部或兼有两者功能的系统称通用操作系统。
根据系统的运行环境分类的操作系统有：微机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系统。
（P116-117）5、什么是进程？它与程序是什么关系？答：进程是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。
程序是静态的概念，它以文件形式存在于辅助存储器中，进程是动态的概念，程序执行时创建进程，一个程序多次执行创建多个进程，这多个进程可同时存在于机器的内存中。
进行执行完成后结束，进程终止，但程序本身仍然存在，并不因进程的终止而消失。
（P119-124）6、什么是死锁？死锁产生的原因是什么？答：在系统运行过程中，多个进程间相互永久等待对方占用的资源而导致各进程都无法继续运行的现象称为“死锁”。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第五章 Linux存储器管理
5. 4内存交换（续）
使用下列3种方法减少系统中正在使用的物理页面。
(1)减少缓冲区和页面cache的大小。
(2)换出SYSTEMV的共享内存页。
(3)换出或丢弃内存页面。
第五章 Linux存储器管理
5. 5 内存共享和保护
Linux中内存共享是以页共享的方式实现的，共
资源为多进程提供有效共享。Linux 操作系统使用交 换和请求分页存储管理技术实现虚拟内存管理。 这种策略使进程的虚拟地址空间映射到机器的物 理空间时具有更大的灵活性，通常允许进程的大小可 大于可用内存的总量，允许更多进程同时在内存中执 行。
第五章 Linux存储器管理
5.1 linux的虚拟内存管理
第五章 Linux存储器管理
5. 3 内存页的分配与释放
当一个进程开始运行时，系统要为其分配一些内
存页；当进程结束运行时，要释放其所占用的内存页。 一般地，Linux系统采用位图和链表两种方法来管理内 存页。 位图可以记录内存单元的使用情况。它用一个二 进制位(bit) 记录一个内存页的使用情况：如果该内存 页是空闲的，则对应位是 1 ；如果该内存页已经分配 出去，则对应位是0。
第五章 Linux存现内存不足时，Linux 内存管理子系统就
要释放一些内存页，从而增加系统中空闲内存页的数 量。
在系统启动时，这一守护进程由内核的 INIT 进程 启动，按核心交换时钟开始或终止工作。每到一个时 钟周期结束，kswapd便查看系统中的空页内存块数， 通过变量free_pages_high和free_pages_low来决定是否 需要释放一些页面。
参数： -V表示打印出版本信息； -n表示在周期性循环输出时，输出的头部信息仅显 示一次； delay是两次输出之间的延迟时间；
第五章 Linux存储器管理
4.虚拟内存管理 虚拟内存是指使用磁盘当作物理内存的扩展，这样可
用的内存的大小就相应增大了。内核会将暂时不用 的内存块的内容写到磁盘上，然后就可以把这块内 存用于其它目的。 Linux能够使用文件系统中的一个常规文件或一个独 立的分区作为交换空间。
第五章 Linux存储器管理
一个已初始化的交换空间必须使用命令 swapon 命令告诉内核这个交换空间可以被使用了。命令如
下：
#swapon /SwapFile 如果把相关信息写入 /etc/fstab 就能启动系统后自 动使用交换空间了。 #swapon -a
这个命令会把所有列在 fstab中的交换空间启动起 来。而
Linux 使用最少使用频率替换策略，页替换 算法在clock算法基础上作了改进，使用位被一个8 位的age变量所取代。
第五章 Linux存储器管理
5. 7 监控内存软件
内存是Linux内核所管理的最重要的资源之一。
监控内存软件分别有：free、Vmstat以及图形化 工具系统监视器，下面对其进行介绍。
Linux 的虚拟内存管理功能：
(1)地址空间扩充。
(2)进程保护。
(3)内存映射。
(4)物理内存分配。
第五章 Linux存储器管理
5.2 Linux 系统采用三级页表
所有进程从3～4GB的虚拟内存地址都是一样的，
有相同的页目录项和页表，对应到同样的物理内存段， Linux 以此方式让内核态进程共享代码段和数据段。 Linux采用请求页式技术管理虚拟内存。
(4) io块设备
(5)system系统
（6）cpu中央处理器
第五章 Linux存储器管理
3．Memprof
系统监视器中有内存和交换的情况，如图 5.4 所示。
第五章 Linux存储器管理
Vmstat vmstat是Virtual Meomory Statistics（虚拟内存统计）
语法：vmstat [-V] [-n] [delay [count]]
第五章 Linux存储器管理
2.Vmstat vmstat是Virtual Meomory Statistics（虚拟内存统计）
语法：vmstat [-V] [-n] [delay [count]]
参数： -V表示打印出版本信息； -n表示在周期性循环输出时，输出的头部信息仅显 示一次； delay是两次输出之间的延迟时间；
#swapoff 这个命令则会把swapon -a启动的交换空间移走。
享该页的各个进程的页表项直接指向共享页，这 种共享不需建立共享页表，节省内存空间，但效 率较低。 Linux 可以对虚存段中的任一部分加锁或保护。 对进程的虚拟地址空间实施保护操作，就是重新 设置vma段的访问权限，实质就是对vma段的 vm_flags 重置 PROT_READ 、 PROT_WRITE 和 PROT_EXEC参数，并重新设定vm_page_prot属性。
第五章 Linux存储器管理
第五章 Linux存储器管理
5.1 Linux的虚拟内存管理 5.2 Linux 系统采用三级页表 5.3 内存页的分配与释放 5.4 内存交换
5.5 内存共享和保护
5.6 缺页中断
5.7 监控内存软件
第五章 Linux存储器管理
5.1 Linux存储器管理
Linux 操作系统采用虚拟内存管理机制管理存储
第五章 Linux存储器管理
一个交换文件是一个普通的文件，它的要求是 它不能有空洞，并且它是用mkswap来准备。 创建交换文件：
#dd if=/dev/zero of=/SwapFile bs=1024 count=2048
mkswap给交换空间初始化信息：
#mkswap /SwapFile 2048
第五章 Linux存储器管理
1.free 语法： free [-bkmotV] [-s ] 参数： -b 以Byte为单位显示内存使用情况； -k 以KB为单位显示内存使用情况； -m 以MB为单位显示内存使用情况； -o 不显示缓冲区调节列； -s 持续观察内存使用状况； -t 显示内存总和列； -V 显示版本信息。
第五章 Linux存储器管理
5.2 Linux 系统采用三级页表
Linux页表分为3级结构： 页目录(Page Directory，PGD)
中间页目录(Page Middle Directory，PMD)
页表(Page Table，PT)。
PGD表项下标 PMD表项下标 PT下标 页内偏移量
PGD基地址 物理地址
第五章 Linux存储器管理
5. 6缺页中断
磁盘中的可执行文件映像一旦被映射到一个进 程的虚拟空间，它就开始执行。 当一个进程访问了一个还没有有效页表项的 虚拟地址时，处理器将产生缺页中断，通知操作 系统，并把缺页的虚拟地址(保存在CR2寄存器中)
和缺页时访问虚存的模式一并传给 Linux 的缺页中 断处理程序。
第五章 Linux存储器管理
count 是指按照这个时间间隔统计的次数。监 控内存软件分别有： free、Vmstat 以及图形化工具 系统监视器，下面对其进行介绍。
第五章 Linux存储器管理
vmstat命令输出分成六个部分： (1)进程procs (2)内存memoy
（3） swap交换页面