四川大学操作系统课件Chapter08

合集下载

四川大学计算机学院操作系统课件-文件系统详解

四川大学计算机学院操作系统课件-文件系统详解
42/63
连续分配
每一个文件分配一块连续的磁盘空间 只需要起始位置和长度就可以确定文件 随机访问效率很高 浪费空间比较严重(参见动态存储分配) 文件大小不能增长
43/63
连续分配文件系统
44/63
链式分配
每一个文件式数据块链表 目录中保存文件的第一块和最后一块的指针 每块都保存下一个块的地址 优点:
保护:
防止非法访问 有很多方法
31/63
怎么保护
一个极端:拒绝访问,完全保护 另一个极端:任意访问,每有保护 真正的需求:有控制的访问
32/63
保护
文件的所有者/创建者可以控制
什么可以做 谁可以做
存取的类型
读取 写入 执行 添加 删除 列出
33/63
访问属性:一种常用的方法
5/63
文件属性
名称 类型 位置 大小 保护 时间 所有者
6/63
文件操作
操作系统的提供的操作文件的基本动作
创建 读文件 写文件 在文件内定位 删除文件 截短文件
7/63
打开文件列表
保存进程所有已经打开的文件的基本信息 包括:(不仅仅包括这些) 文件指针:当前文件存取位置 文件打开次数:有几个进程同时打开了它 磁盘定位:文件在磁盘上的位置
13/63
索引访问
建立在直接访问方法之上 使用索引
一级索引 多级索引
14/63
索引访问
15/63
提纲
文件概念 访问方法 目录结构 文件保护 文件系统结构 分配方式 空闲空间管理 目录实现 效率和性能 文件恢复
16/63
背景
文件系统可能会非常巨大 需要一种方法来组织文件以方便管理 实现组织的两个部分
目录实现

操作系统第8章PPT课件

操作系统第8章PPT课件
Chapter 8:Deadlocks
System Model(系统模型) Deadlock Characterization(死锁特征) Methods for Handling Deadlocks(处理死锁的方法) Deadlock Prevention(预防死锁) Deadlock Avoidance(死锁避免) Deadlock Detection (死锁检测) Recovery from Deadlock(死锁恢复) Combined Approach to Deadlock Handling(综合处理方法)
car backs up (preempt resources and rollback). Several cars may have to be backed up if a
deadlock occurs. Starvation is possible.
System Model
Resource types R1, R2, . . ., Rm
completed its task.
CwbwreyiaasriioPcttiiu1unn,rlggcaPe1rpfortiwrsohcaaawetiarstiesis(tseihnos循eguslr环dufcoecb等rhytah待tPhar0eat).st(iso:Pu有h0rteichs环ledewr)tbeahyiaetitPxninigss,tsafhoneardldasPebr0teyi{ssPPo2wu0,,ra…cPiet1i,,ntP…ghna–f,to1Priiss0a}heolfd
Deadlock
资源是有限的,对资源的需求可能是无限的 当占有了部分资源而渴求更多的资源的时候,可能会
引起deadlock(死锁) OS管理着、分配着计算机系统的资源,必须考虑死锁

操作系统课件:ch8-内存管理 (Memory Management ) (2)

操作系统课件:ch8-内存管理 (Memory Management ) (2)
动态分区时的回收与拼接
上空闲区
上空闲区
下空闲区
下空闲区
上下相邻区都是空闲 区
上相邻区是空闲区
下相邻区是空闲区 上下相邻区都不是空闲 区
本章教学目标
• 内存分配方法
✓分页 ✓分段 ✓段页式
内存管理
• 分页
1.1
1.2 • 分段 1.4 • 段页式
分页 (Paging)!
从连续到离散
只有吃到最后才能知道到底有多饿!
页框3
页2
页框2
页框1
页1
页框0
分页-内存保护
• 保护位
页号 0 1 2 3
页框号 5 1 3 7
保护 R
R/W R R
–每个Frame中有一个保护位(指示:可读、可写、 只可读),记录在页表中;在计算物理地址时, 可通过检查保护位来验证操作的正确性;
• 有效-无效位
–有效:表示相关的页在进程的逻辑地址空间内, 是有效页(可以访问)
第8章 内存管理 (Memory Management )
内容回顾:交换与覆盖
能让更多的进程并发
常驻程序 (操作系统)
进程2
装载后仍 需移动!
程序1仍 应该是可 重定位的!
进程12 进程1睡眠 换出 进程31 进程3睡眠 换出
进程1 进程3
内存
磁盘
再谈分配 碎片
• 碎片:很多小的内存空间
–内碎片:分区内的(分页、分段) –外碎片:分区与分区之间的
3
Intel x86结构的PTE
页框号 5 1
7
保护 R
R/W
R
有效 1 1 0 1
PWT PCD
页框号(物理页号)ppn

operating system《操作系统》ch08-main memory-57-PPT课件

operating system《操作系统》ch08-main memory-57-PPT课件

8.6
Binding of Instructions and Data to Memory
Address binding of instructions and data to memory
addresses can happen at three different stages

Compile time: If memory location known a priori, absolute code can be generated; must recompile code if starting location changes Load time: Must generate relocatable code if memory location is not known at compile time
Routine is not loaded until it is called Better memory-space utilization; unused routine is never


Execution time: Binding delayed until run time if the process can be moved during its execution from one memory segment to another. Need hardware support for address maps (e.g., base and limit registers)
8.4
Base and Limit Registers
A pair of base and limit registers define the logical addressress protection with base and limit registers

操作系统课件第四版第八章

操作系统课件第四版第八章
连续组织方式 ; 链接组织方式 ;索引组织方式 过去在一个系统中,仅采用其中的一种方法来为 文件分配外存空间。在现代 OS 中,对文件可采取多种 类型的组织形式。
一、连续组织方式
又称连续分配方式,要求为每一个文件分配一组
相邻接的盘块。一组盘块的地址定义了磁盘上的一段
线性地址。例如,第一个盘块的地址为b,则第二个盘
1. FAT12
早期 MS-DOS 操作系统所使用的是 FAT12 文件系统。
FCB A
FAT 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
4 6 EOF 11
图 8 4 MS-DOS
FCB B
9
10 5 EOF
的 文 件 物 理 结 构
早期 FAT12文件系统以盘块作为基本分配单位时, 其所能管理的磁盘最大容量仅为8 MB。为了适应磁盘 容量不断增加的需要,后来在进行盘块分配时,不再 以盘块而是以簇为基本单位。 簇是一组连续的扇区,一个簇应包含扇区的数量 与磁盘容量的大小直接有关。
二、链接组织方式
一个文件的信息存放在若干不连续的物理块中 , 各 块之间通过指针链接,由此所形成的物理文件称为链接 文件。 提高了磁盘空间利用率 , 不存在外部碎片问题,有 利于文件插入和删除,有利于文件动态扩充。
1.隐式链接
在文件每个目录项中,都含有指向链接文件第一个 盘块和最后一个盘块的指针。 问题:只适合于顺序访问 , 随机访问效率低,可靠 性较差, 只要其中的任何一个指针出现问题,都会导致 整个链的断开。
(1) 运行速度比 FAT16来自式要慢;(2) 有最一、一、的限制;
(3) 单个文件的长度不能大于4GB;
(4) 不能保持向下兼容。
四、NTFS 的文件组织方式
NTFS是一个专门为Windows NT开发的、全新的文 件系统。 NTFS 也是以簇作为磁盘空间分配和回收的基本单 位。通过簇来间接管理磁盘,使 NTFS 具有了与磁盘物 理扇区大小无关的独立性。 在 NTFS 中,以卷为单位,将一个卷中的所有文件 信息、目录信息以及可用的未分配空间信息,都以文 件记录的方式记录在一张主控文件表 MFT中。卷中的每 个文件作为一条记录,在MFT表中占有一行。每行大小 固定为1KB,每行称为该行所对应的文件元数据。

Chapter08_PPT

Chapter08_PPT

Outline
CTime.vb
6
Returns standard string from universal string
2002 Prentice Hall.
All rights reserved.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
3
2002 Prentice Hall. All rights reserved.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
' Fig. 8.1: CTime.vb ' Represents time in 24-hour format. Class CTime Inherits Object
1
Chapter 8 – Object-Based Programming
Outline
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 Classes 8.9 8.10 8.11 8.12 8.13 8.14 8.15 Introduction Implementing a Time Abstract Data Type with a Class Class Scope Controlling Access to Members Initializing Class Objects: Constructors Using Overloaded Constructors Properties Composition: Objects as Instance Variables of Other

chapter08反应堆的物理启动

chapter08反应堆的物理启动

保系统稳定并满足安全要求。
满功率运行
03
将反应堆提升至满功率运行状态,进行全面的性能测试和验证。
运行监控阶段
参数监控
对反应堆的运行参数进行实时监 控,确保各项参数在安全范围内
波动。
设备维护
定期对反应堆及其附属设备进行检 查和维护,确保设备的正常运行和 延长使用寿命。
应急准备
制定应急预案,组织应急演练,提 高应对突发事件的快速响应能力。
反应堆物理启动的重要性
确保反应堆的安全运行
通过物理启动,可以验证反应堆的设 计和计算,确保反应堆在各种工况下 的安全性和稳定性。
优化反应堆性能
通过物理启动,可以对反应堆的控制 系统、保护系统和辅助系统进行测试 和验证,确保它们在运行过程中能够 正常工作,并优化反应堆的性能。
反应堆物理启动的历史与发展
停堆与关闭阶段
功率降低
在反应堆的运行寿命结束或需要停堆时,逐步降低反应堆的功率 水平。
停堆操作
执行停堆操作,关闭反应堆的核分裂过程,同时继续监控相关运行 参数,确保安全。
废物处理与环境监测
对产生的核废料进行妥善处理,同时持续监测周围环境,确保放射 性物质得到有效控制。
04 反应堆物理启动的挑战与 解决方案
核能应用的拓展与推广
核能发电
核能发电是核能应用的重要领域之一,未来发展中,需要进一步推广核能发电技术,降低 核能发电成本,提高核能发电的竞争力。
核能供热
核能供热是利用核能进行供暖的一种方式,具有高效、环保、安全等优点。未来发展中, 需要进一步推广核能供热技术,满足人们不断增长的供暖需求。
核能海水淡化
启动过程中的控制问题
控制棒插入位置
控制棒在启动过程中的插入深度和位置对反 应堆的启动和运行至关重要,需要精确控制 。

四川大学 计算机学院 操作系统课件IO和存储

四川大学 计算机学院 操作系统课件IO和存储
实现的方法有程序控制和硬件控制 有些时钟会触发时钟中断,而有些不会
19/
阻塞和非阻塞 I/O
阻塞:当 I/O 进行时,进程挂起,直到
I/O 完成
非阻塞:I/O 调用很快返回,但可能只完成
部分工作
异步:I/O 调用立即返回,但 I/O 操作继
续进行,当情况发生变化时,以某种方式进 行通知
C-SCAN 算法将磁盘当成一个环链,认为最
后一个磁道和第一个磁道相连
40/
C-SCAN (Cont.)
41/
LOOK 和 C-LOOK
SCAN 和 C-SCAN 的另外一个版本 磁头仅仅移动到一个方向上最远的请求为止,
而不是继续到磁盘的尽头
42/
C-LOOK
43/
选择一个磁盘调度算法
7/
中断驱动的 I/O 回合
8/
PC 上的中断向量表
9/
几种数据传输(内存<-->外设)的方式
1. 程序驱动的 I/O (PIO)
一次一个字,并且需要轮询
2. 中断驱动
CPU 只在需要的时候工作
3. 直接内存访问 (DMA)
不需要 CPU 的参与
10/
直接内存访问 (DMA)
不再需要主 CPU 的处理 用于大量数据的传输,并且不需要程序控制 需要 DMA 控制器的管理
I/O 硬件
I/O 应用程序接口
I/O 内核子系统 I/O 请求处理 性能
29/
提高 I/O 性能
减少上下文切换的次数
减少数据复制
通过集中传输、智能控制、排队减少中断 使用 DMA 平衡 CPU、内存、总线和 I/O 的性能,以

Chapter08_其它常用工业控制器简介

Chapter08_其它常用工业控制器简介

ARM7
3 80 0.06 0.97 冯· 诺伊曼
ARM9
5 150 0.19 (+cache) 1.1 哈佛
ARM10
6 260 0.5 (+cache) 1.3 哈佛
ARM11
8 335 0.4 (+cache) 1.2 哈佛
机械电子工程学院
8.2 ARM的结构特点与工作原理
基于ARM内核的常用微处理器简介 ARM微处理器有多种内核结构,还有多种多样的内部 功能配置组合,在设计一个系统时选择最合适的ARM芯片 非常重要。 一些主流的ARM9处理器芯片如: – – – – – 飞思卡尔:MC9328MX27… 三星:S3C2440A … Atmel公司:AT91SAM9263 … 意法半导体:STR91x … 恩智浦半导体:LPC2000 系列…
备注 不能直接切换到其它模式
运行操作系统的特权 与用户模式类似,但具有可以直 任务 接切换到其它模式等特权
支持高速数据传输及 FIQ异常响应时进入此模式 通道处理
用于通用中断处理 IRQ异常响应时进入此模式 系统复位和软件中断响应时进入 此模式
管理 (svc)
中止 (abt) 未定义 (und)
操作系统保护模式
机械电子工程学院
8.1 DSP的结构特点与工作原理
• 系统复位后程序指针指向0000H处, 程序从该处开始执行,一般要在该处加一 条跳转指令使CPU自动转入用户程序的入 口。 • 0000H-003FH用于存储系统的中断 向量表,当有中断请求信号时,CPU从该 处取出中断子程序的入口地址。FLASH 的其他区域为用户程序区。 • 8000H-87FFH为单口存储器 (SARAM),仿真时,若程序较小,可将 程序代码放入该区。 • 8800H-FDFFH为用户扩展区。

2024版年度《操作系统》ppt课件

2024版年度《操作系统》ppt课件
2024/2/2
成组链接法
将若干个空闲块组成一组,第一块的指针指向下一组空闲块 的第一块,最后一块的指针指向本组的空闲块总数,分配和 回收空间时均以组为单位进行。
31
磁盘容错技术
奇偶校验
通过增加冗余信息来检测并纠正数 据传输过程中可能出现的错误。
日志结构文件系统
将多个磁盘组合成一个逻辑磁盘, 通过数据分条、镜像、奇偶校验等
2024/2/2
最短寻道时间优先(SSTF)
优先选择距离当前磁头位置最近的请求进行服务,可减少磁头移动距 离,但可能导致某些请求长时间等待。
扫描算法(SCAN)
磁头从一端向另一端移动,途中满足遇到的请求,到达另一端后返回, 途中再次满足遇到的请求,如此往复。
循环扫描算法(CSCAN)
类似于SCAN算法,但磁头只在一个方向上移动,到达另一端后立即 返回起始端,途中不服务请求,返回途中再满足遇到的请求。
通信加密
对网络通信数据进行加密,防止数据在传输过程 中被窃取或篡改。
2024/2/2
36
防火墙与入侵检测系统设计
1 2
防火墙技术 通过包过滤、代理服务等技术,对网络进行访问 控制,防止外部攻击。
入侵检测系统 实时监控网络和系统事件,发现可疑行为并及时 报警,防止内部和外部的入侵行为。
3
防火墙与入侵检测系统的整合 将防火墙和入侵检测系统相结合,实现更全面的 安全防护。
功能
操作系统的主要功能包括管理计算机硬 件和软件资源,提供用户界面,以及控 制和管理计算机系统的各个部分。
2024/2/2
4
发展历程与分类
发展历程
从手工操作到批处理系统,再到分时系统、实时系统、网络操作系统和分布式 操作系统等。

chapter08相量法电路原理

chapter08相量法电路原理

N
线性
w1
w2
N
线性
w非
线性
不适用 ③ 相量法可以用来求强制分量是正弦量的任意常系数线
性微分方程的特解,即可用来分析正弦稳态电路。
8.3 电阻、电感和电容元件上电压 和电流的相量关系
一. 电阻
i(t)
+ uR(t) -
已i知 (t)2Isiw n ty ()
wy 则 u R (t) R (t) i2 R sI itn )(
L
iR
jw L
+ iL
iC
uS
C
-
+ IL
R
US
-
IR
IC
1/jw C R
时域电路
iL iC iR
LdiL1
dt C
iCdt uS
1
RiR C iCdt
时域列写微分方程
相量模型
IL I C IR
jwLILjw1CI C US
RIR
1
jwC
IC
相量形式代数方程
相量模型:电压、电流用相量;元件用复数阻抗或导纳。
画相量图:选电流为参考向量(w L > 1/w C )
ULUUCj来自URIU
j
UX
UR
电压三角形
U UR 2 UX 2
.
IR
+
.
+ UR-
请看演示
三. 相量图
ωy y i(t)2 I sitn i() I I i
wy y u (t)2 U sitn u ( ) U U u

U

I
yu yi
四. 相量运算
(1) 同频率正弦量相加减

四川大学 计算机学院 操作系统课件--内存管理

四川大学 计算机学院 操作系统课件--内存管理
这种技术并不需要操作系统的特别的支持,
可以通过程序设计手段来实现
动态链接
链接延迟到执行期间 有一段小的程序(stub)来定位子程序 stub用被调用的子程序来替换掉自己,并调
用其进行执行
操作系统需要确认被调用的子程序是否在进
程的内存空间内
覆盖
在内存中只保留当前必要的代码和数据,当
交换(续)
交换时间的主要部分是转移时间,即将内存
写到后备存储系统,何从后备存储系统读入 到内存的时间
如果系统频繁发生交换,系统的运行效率将
大大降低
现代操作系统使用的交换多是经过改进的算

交换的示意图
提纲
背景
交换
连续内存分配 页式内存管理 段式内存管理 段页式内存管理
允许进程的物理地址空间是非连续的,进程
只在必要的时候才分配真实的物理内存
将物理内存分割成固定大小的块,称为帧(一
般是2的整数次幂,512~8K之间)
将逻辑内存也分割成同样大小的块,称为页
页式内存分配(续)
跟踪所有的空闲帧 为了运行n页大小的程序,需要找到n个空闲
的帧,并分配给该进程
移动内存内容,以便所有空闲空间合并成一整块 只有系统支持执行期的动态重定位,紧缩才可能发挥作
用 I/O 问题
当进程进行I/O的时候,将进程的内存钉住
或者让I/O只能使用操作系统的缓冲区
提纲
背景
交换
连续内存分配 页式内存管理 段式内存管理 段页式内存管理
页式内存分配
需要其它的代码和数据的时候,再把它们装 载进内存,覆盖掉原有的部分内容
这种技术是在用户态实现的,不需要操作系

操作系统原理 第8章输入输出设备管理

操作系统原理  第8章输入输出设备管理

如:磁盘、网卡
2018/10/20
《计算机操作系统》- 第8章
19/86
8.1.3 设备管理的功能

设备控制方式:
–程序、中断、DMA、通道
对设备的控制

将用户的输入/输出请求转换为每个设备能够识别的输入/输 出指令,并实施设备驱动和中断处理工作
跟踪设备的状态,保留在设备控制表中 根据作业或进程的请求而分配设备,并在作业或进程使用设 备结束后回收设备,重新分配 缓冲管理:
以数据块的方式进行数据的输入和输出 传输速率较高,可寻址,DMA方式进行传输 磁盘,可定位

块设备



2018/10/20
《计算机操作系统》- 第8章
15/86
按照设备的数据组织形式分类

字符设备


以字符方式进行数据的输入和输出 传输率较低,不可寻址,中断驱动方式传输 交互式终端、打印机
以数据块的方式进行数据的输入和输出 传输速率较高,可寻址,DMA方式进行传输 磁盘,可定位
3.设备控制器接收到DMA应答信号后,清除DMA请求信号, 传送数据到内存。
4.当整个数据传送完成后,DMA控制器向处理器发中断信号, 表示数据已经传到内存。
2018/10/20
《计算机操作系统》- 第8章
31/86
DMA方式:Direct Memory Access
本章目录

8.1 输入/输出系统 8.2 设备控制器 8.3 输入/输出控制方式

轮流测试(polling) 中断方式(interrupts) DMA方式 通道方式(channel)


2018/10/20
8.4 缓冲管理 8.5 输入/输出软件 8.6 设备分配和回收

(四川大学计算机操作系统课件)处理机管理

(四川大学计算机操作系统课件)处理机管理
教学内容 进程概念 进程控制 进程同步
假设A,B是两个可并发执行的程序段, N为共享变量(N=5)
A:· ·· ··· N:=N+1 ·· ·· ·· B: ··· ·· ·Print(N),N:=0 ··· ·· · 例1:A→B 例2:B→A
进程通信
线 程 进程调度 死 锁
6,N=0
特征
顺序性
I1
I2
I3
I4
C1
C2
C3
C4
间断性(“执行”—
“暂停”—“执行”)
P1 P2 P3 P4
进程通信
线 程 进程调度 死 锁
资源共享 相互合作 相互制约
失去封闭性
资源共享 等待
教学要求
不可再现性
2014年12月9日5时16分 16
1.3程序的并发执行
教学内容 进程概念 进程控制 进程同步
并发执行
若干程序在执行时间上有重叠,即 一个程序段的执行过程中插入了其 他程序的操作。 P Q
t1 t2
进程通信
线 程 进程调度 死 锁
R T
教学要求
t3 t4
15
t5
t6
2014年12月9日5时16分
1.3程序的并发执行
教学内容 进程概念 进程控制 进程同步
3
教学要求
2014年12月9日5时16分
1.进程的引入
教学内容 进程概念 进程控制 进程同步

进程通信
线 程 进程调度 死 锁
在现代计算机系统中,一般是 以进程作为分配资源的基本单 位,也是以进程作为独立运行 的基本单位,并以进程的观点 来设计和研究操作系统。
教学要求

操作系统完整版电子课件

操作系统完整版电子课件
通过设置安全策略,控制网络通信的进出,防止 未经授权的访问和攻击。
防火墙的实现方式
包括包过滤防火墙、代理服务器防火墙和有状态 检测防火墙等。
防火墙的应用场景
如企业网络安全防护、个人计算机安全防护和云 计算安全防护等。
谢谢观看
文件的逻辑结构
无结构文件
文件内部的数据就是一系列二进 制流或字符流组成。又称“流式 文件”。
按记录的长度分为
定长记录文件和变长记录文件两 种。
文件的物理结构
连续文件(数组结构)
文件的信息存放在一组相邻的物理块中。
串联文件(链表结构)
文件信息存放在若干不相邻的物理块中,相邻的物理块之间通过指 针连接,前一个物理块指向下一个物理块。
DMA(直接内存访问)I/O方式
主存与设备之间开辟直接的数据通路,由DMA控制器控制数据的传 输。
通道控制方式
使用专门的通道控制部件来管理和控制I/O操作,减轻CPU的负担。
中断处理与设备驱动程序
中断处理
当中断发生时,CPU暂停当前程序的执行,转去执行中断处理程序,处理完中断后再返回原程序继续 执行。
Spooling技术(假脱机技术)
将独占设备改造成共享设备的一种技术,多个作业可以同时使用该设备,提高设备的利 用率。
06
操作系统安全与保护
操作系统安全概述
操作系统安全性的定义
确保操作系统的保密性、完整性和可用性,防止未经授权的访问 和破坏。
操作系统面临的安全威胁
包括病毒、蠕虫、木马、恶意软件等,以及来自网络攻击和数据泄 露的风险。
操作系统的分类与特点
分类
根据运行环境的不同,可分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统和网 络操作系统等。

四川大学 计算机学院 操作系统课件--内存管理

四川大学 计算机学院 操作系统课件--内存管理
几乎所有的现代操作系统都可以看到交换技术
交换(续)
交换时间的主要部分是转移时间,即将内存 写到后备存储系统,何从后备存储系统读入 到内存的时间
如果系统频繁发生交换,系统的运行效率将 大大降低
现代操作系统使用的交换多是经过改进的算 法
交换的示意图
提纲
背景 交换 连续内存分配 页式内存管理 段式内存管理 段页式内存管理
一个程序是若干段的集合,段是一个逻辑单 元
每个段的大小不要求一样大
分段的逻辑视图
1 2
3 4
user space
1 4
2 3 physical memory space
分段的体系结构
逻辑地址包含两个部分 <段号, 偏移量>,
段表:映射逻辑地址到屋里地址,每一条记录包含
基地址:包含了段在内存中的起始物理地址 界限:指出了段的长度
内部碎片(Internal fragmentation):分配的 内存比请求的内存稍微大一点,这些碎片在分区内 部,但不能被使用
可以通过紧缩(compaction)来减少外部碎片
移动内存内容,以便所有空闲空间合并成一整块
只有系统支持执行期的动态重定位,紧缩才可能发挥作 用
I/O 问题
硬件支持
连续内存分配方法
主存储器分成两个部分:
常驻的操作系统,通常在低地址端(可能还包含 中断向量表)
用户程序存储在高端的内存区域
每个进程使用一个连续的内存区域:
重定位寄存器模式将保护进程之间、操作系统代 码不会被非法访问和修改
重定位寄存器包含最低物理地址,界限寄存器存 储物理地址的范围
process 2
  1. 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. 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. 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)。
21
Inverted Page Table
• Page table entry
– – – – Page number(页号) Process identifier(进程标志符) Control bits(控制位) Chain pointer(链指针)
22
Inverted Page Table Structure
11
Support Needed for Virtual Memory
• Hardware:
– support paging and segmentation (硬件要支持分页 和分段)
• Software:
– Operating system must be able to management the movement of pages and/or segments between secondary memory and main memory (操作系统要 实现内存管理,使得段/页可以在内存与辅存之间 移动)
18
Two-Level Scheme for 32-bit Address(32位地址的两级页表方案)
19
Two-Level Scheme for 32-bit Address(32位地址的两级页表方案)
20
Inverted Page Table(反向页表)
• Used on PowerPC, UltraSPARC, and IA-64 architecture • Page number portion of a virtual address is mapped into a hash value • Hash value points to inverted page table • Fixed proportion of real memory is required for the tables regardless of the number of processes or virtual pages supported
4
Execution of a Program(程序运行)
• • Operating system brings into main memory a few pieces of the program Resident set(常驻集) - portion of process that is in main memory When an address is needed that is not in main memory:
12
8.1 Hardware and Control Structure
8.1.0 Overview 8.1.1 Locality and Virtual Memory 8.1.2 Paging 8.1.3 Segmentation 8.1.4 Combined Paging and Segmentation 8.1.5 Protection and Sharing
– A bit is needed to indicate whether the page is in main memory or not – If not in memory, a page fault interrupt will be generated
14
Paging(分页)
• Modified Bit(修改位):
1. An interrupt is generated, which is known as page fault interrupt(缺页中断) 2. Operating system places the process in a blocking state
5

al memory(虚存)
– The memory to programmer’s view – Allows for effective multiprogramming – Relieves the user of tight constraints of main memory (解除了用户与主存之间的紧密约束)
13
Paging(分页)
• Each process has its own page table(页表) • Each page table entry(页表项) contains the frame number of the corresponding page in main memory • Present Bit(存在位):
8.1.0 Overview 8.1.1 Locality and Virtual Memory 8.1.2 Paging 8.1.3 Segmentation 8.1.4 Combined Paging and Segmentation 8.1.5 Protection and Sharing
10
Principle of Locality(局部性原理)
• Program and data references within a process tend to cluster(程序和数据访问的集簇倾向) • Only a few pieces of a process will be needed over a short period of time • Possible to make intelligent guesses about which pieces will be needed in the future • This suggests that virtual memory may work efficiently
15
Page Table Structure
16
Address Translation in a Paging System(地址转换系统)
17
Page Tables(页表)
• The entire page table size is proportional to that of the virtual address space, and may take up too much main memory(页表大小与虚拟地址空间 成比例增加,可能会很大) • Page tables are also stored in virtual memory(页 表自身在虚存) • When a process is running, part of its page table is in main memory(部分页表在主存)
• To overcome this problem a high-speed cache is set up for page table entries
3
Hardware and Control Structures
• Memory references are dynamically translated into physical addresses at run time(运行时访问地址动态转 换)
– A process may be swapped in and out (换入和换出) of main memory such that it occupies different regions
• A process may be larger than all of main memory(支持大于主存的进程)
7
Types of Memory(存储器类型)
• Real memory(实存)
– Main memory, the memory provided by computer hardware
9
8.1 Hardware and Control Structure
8.1.0 Overview 8.1.1 Locality and Virtual Memory 8.1.2 Paging 8.1.3 Segmentation 8.1.4 Combined Paging and Segmentation 8.1.5 Protection and Sharing
8
Thrashing(系统抖动/系统颠簸)
• Thrashing
– Swapping out a piece of a process just before that piece is needed – Too much of this operations may leads the processor spends most of its time swapping pieces rather than executing user instructions
3. Piece of process that contains the logical address is brought into main memory
• • • Operating system issues a disk I/O Read request Another process is dispatched to run while the disk I/O takes place An interrupt is issued when disk I/O complete
– A bit may be needed to indicate whether the page has been modified or not since it was loaded in main memory – If no change has been made, the page does not have to be written to the disk when it needs to be swapped out(换出)
23
Translation Lookaside Buffer(转移后备 缓冲器/旁视缓冲器)
相关文档
最新文档