操作系统-页面淘汰算法（下）-软件设计（二十六）

操作系统-PV操作（上）-软件设计（二十五）https://blog.csdn.net/ke1ying/article/details/129476031

存储管理-分区存储组织

问：计算机系统内存大小为128k，当前系统分配情况如图，那么作业4再次申请内存9k，用不同存储分配算法，会产生什么结果呢？

 

由图可知，分配前作业一33k，作业二22k，作业三10k，那么中间为啥空了25k。

原来对应的位子有33k程序，然后有个25k，然后22k，但后来中间那个25k的程序作业被释放，所以空闲在那里。

首次适用法则分配在第一个空闲位子。

最佳则会选择能分配成功且最小的空闲区。

最差则直接选择最大的空闲区。

循环首次适应法则是把空闲区循环连接在一起，然后依次分配。

页式存储组织

高级程序语言使用逻辑地址，运行状态，内存中使用物理地址。

重点是、逻辑地址与物理地址之间的转换。

优点是 内存利用率高，碎片小，分配及管理简单。

缺点是 增加了系统开销，可能产生抖动现象。

页面置换算法（淘汰算法）：

最优算法（opt算法）：理论存在的算法，知道访问序列什么样子，然后在什么时间点淘汰什么页面，来达到最高性能。

随机算法（RAND算法）：性能不稳定。

先进先出算法（FIFO）：有可能产生抖动，淘汰页面的时候，就看谁最先进入，就先淘汰谁。

最少使用算法（LRU）：不会抖动。（意味着给他分配的性能越多，表现越好）

 

产生抖动：意思是给你分配更多的资源，不但没有正面效果，反而效率降低。

如图很好展示了为何FIFO为何产生抖动，因为给三个内存空间是9次缺页，而给四个内存空间是10次缺页，所以并不会因为资源越多，而效果越好。（缺页是内存里没数据，需要去外存取出数据，并且把内存里的数据淘汰出去）

 

因为题中说没有使用块表，所以每次需要从外存加载，这时候就是6*2=12次内存。

其中指令 虽然在0和1 中间，但是他值表示 1次缺页中断。（指令无论在几个块都只能算1次）

A在2和3中间，有2次缺页中断。

B在4和5中间，也有2次缺页中断。

所以一共5次缺页中断。

索引文件结构：

 

一般索引结构有13个节点，0到12。

0~9直接访问物理盘快。

假设一个物理盘块是4k大小，假设13块都是直接索引，这时候就是4*13 = 52k。

所以 间接索引为了扩展索引大小而诞生。

所以前10个就是4k*10等于40k大小。

从第10个节点，指向地址，假设每个地址占4个字节，而一个物理盘快是4k

所以4k除以4=1024。

所以10号索引存1024个物理盘快地址。

所以一级间接索引可以存 4k*1024

二级间接索引 可以存 4k*1024*1024

位示图：

 

因为物理块从0开始计算，所以4195号则是4196块

4196除以32 = 131.125 所以位示图中第 132个字中描述。

首先1代表占用，所以2问题的A和C是0排除。

131 * 32 = 4192

4192从0位置开始

4193就是1位置

4194就是2位置

4195就是3位置

注意上面的解析物理块的号 和 位置都是从0开始计算。

设备管理 的 数据的传输控制：

主要指内存 和 外设之间数据传输控制问题。

有 程序控制方式、程序中断方式、DMA方式、通道、输入输出处理机。

程序控制方式：又叫程序查询方式，最低级，需要CPU介入，导致外设非常被动，不会主动反馈信息。

程序中断方式：与程序控制方式相同，但是主动性更强，外设完成了会主动反馈，发出中断信号。

DMA方式：直接存取控制方式，专门的DMA控制器，外设内存的交换，直接在DMA控制器来完成。CPU只需要在开头和结尾介入。

SPOOLING技术应该非常广泛，打印机都有SPOOLING技术：

打印的时候会把需要打印的内容放到磁盘缓冲区，然后放入一个输出井队列，打印机会把队列里的数据依次打印出来，这样就不会打印在其他人用的时候提示 打印机被占用，而是放在磁盘缓冲区。（使用过程变得非常友好）

微内核操作系统：

分为 用户态 和 核心态。

用户态：客户进程、进程服务器、终端服务器...文件服务器、存储服务器。

核心态：就在进程服务器到文件服务器中间都是 核心态。（不包含文件系统）

这样好处就是 核心的出故障重启就好，这样文件系统出故障不影响核心态。

缺点就是用户态 和 核心态转换，从而导致系统效率不如单体内核。

优点系统可靠性稳定性提高，可用于分布式系统。

单体内核的优缺点则与之相反。