存储管理是操作系统中的一个重要功能,它负责分配、管理计算机系统中的存储资源。存储管理主要目的是提高存储空间的利用率和系统的运行效率。页式存储管理和段式存储管理是两种常见的存储管理方式。
内存作为计算机系统的组成部分,跟开发人员的日常开发活动有着密切的联系,我们平时遇到的Segment Fault、OutOfMemory、Memory Leak、GC等都与它有关。本文所说的内存,指的是计算机系统中的主存(Main Memory),它位于存储金字塔中CPU缓存和磁盘之间,是程序运行不可或缺的一部分。
分页系统存在的一个无法容忍,同时也是分页系统无法解决的一个缺点就是:一个进程只能占有一个虚拟地址空间。在此种限制下,一个程序的大小至多只能和虚拟空间一样大,其所有内容都必须从这个共同的虚拟空间内分配。
先笼统地总结下内存管理到底是干啥的,下面这段话摘自《现代操作系统 - 第 3 版》:
操作系统确实是比较难啃的一门课,至少我认为比计算机网络难太多了,但它的重要性就不用我多说了。
(2)把程序计数器中存放的逻辑地址中的页号部分与控制寄存器中的页表长度比较,检查地址越界
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操作系统的存储管理是指操作系统如何管理计算机的存储器,包括主存储器(RAM)和辅助存储器(硬盘、光盘等)。
现代系统都是多任务系统,而我们的进程是在内存中运行的,内存是有限的,我们如何保证可以安全而又高效的在有限的内存中运行多个程序呢?于是系统给每个进程抽象出一个地址空间。
在前面总结了集中存储管理的刚上,要求作业的逻辑地址空间连续的存放主存储器
页表指出逻辑地址中的页号与所占主存物理块号的对应关系。页式存储管理在用动态重定位方式装入作业时,要利用页表做地址转换工作。
内存的回收与分配,地址变换(程序中的逻辑地址与内存中的物理地址之间的转换),内存扩充(借助虚拟技术或覆盖技术从逻辑上扩充内存容量),内存保护(保证进入内存的各道作业都在自己的存储空间运行,互不干扰)
操作系统的存储管理是指操作系统对计算机内存的管理和分配。内存是计算机中用于存储程序和数据的部分,因此它的管理对于计算机的运行和性能至关重要。
如果是程序太多, 超过了内存的容量, 可以采用自动的交换(swapping)技术, 把暂时不能执行的程序送到外存(硬盘)中 目的 : 多道程序在内存时, 让正在运行的程序或需要运行的程序获得更多的内存资源 原理 : 可将暂时不能运行的程序送到外存, 从而获得空闲内存空间. 操作系统把一个进程的整个地址空间的内容保存到外存中(换出 swap out), 而将外存中的某个进程的地址空间读入到内存中(换入 swap in). 换入换出内容的大小为整个程序的地址空间. 缺点: 交换的程序如果内存很大, 那么开销就非常大
内存管理的一种页面置换算法,对于在内存中但又不用的数据块(内存块)叫做LRU,操作系统会根据哪些数据属于LRU而将其移出内存而腾出空间来加载另外的数据。
说明: 在左边的单处理器系统中,如果一个进程想要运行,那么必须将进程地址空间装载到物理内存中才可以运行。 而右边的是多处理器系统中有多个进程需要进入物理内存执行,这里要解决的问题就是,如何将进程地址空间合理的装载到物理内存中,如何合理的分配使用内存,使得每个进程能正确执行。
虚拟地址空间—–分配给进程的虚拟内存 虚拟地址—–在虚拟内存中指令或数据的位置,该位置可以被访问,仿佛它是内存的一部分。
大家好,我是 Guide哥!很多读者抱怨计算操作系统的知识点比较繁杂,自己也没有多少耐心去看,但是面试的时候又经常会遇到。所以,我带着我整理好的操作系统的常见问题来啦!这篇文章总结了一些我觉得比较重要的操作系统相关的问题比如进程管理、内存管理、虚拟内存等等。
前文 内存管理两部曲之物理内存管理 提到:随着用户程序功能的增加,进程所需要的内存空间越来越大,进程空间很容易就突破了物理内存的实际大小,导致进程无法运行。
基本思想:利用大容量的外存来扩充内存,产生一个比有限的实际内存空间大得多的、逻辑的虚拟内存空间,简称虚存。
A、一维 B、二维 C、三维 D、层次
之所以这样构造是因为会使操作系统很方便的为每个应用程序构造页表,即虚拟页和物理页映射关系表
如果一个作业,需要全部装入内存后方能运行,会有什么情况? (1) 有的作业很大,其所要求的内存空间超过了内存总容量,作业不能全部被装入内存,致使该作业无法运行; (2) 有大量作业要求运行,但由于内存容量不足以容纳所有这些作业,只能将少数作业装入内存让它们先运行,而将其它大量的作业留在外存上等待
在实际运行过程,把有关作业的全部信息都装入主存储器后,作业执行时实际上不是同时使用全部信息的,有些部分运行一遍便再也不用,甚至有些部分在作业执行的整个过程中都不会被使用到(如错误处理部分)。进程在运行时不用的,或暂时不用的,或某种条件下才用的程序和数据,全部驻留于内存中是对宝贵的主存资源的一种浪费,大大降低了主存利用率。 于是,提出了这样的问题:作业提交时,先全部进入辅助存储器,作业投入运行时,能否不把作业的全部信息同时装入主存储器,而是将其中当前使用部分先装入主存储器,其余暂时不用的部分先存放在作为主存扩充的辅助存储器中,待用到这些信息时,再由系统自动把它们装入到主存储器中,这就是虚拟存储器的基本思路。
设计文件系统时应尽量减少访问磁盘的次数,以提高文件系统的性能。下列各项措施中,哪些可以提高文件系统的性能?
如果程序需要进行系统态级别的资源有关操作(如文件管理、进程控制、内存管理),就必须通过系统调用的方式向操作系统提出服务请求,并由操作系统代为完成。
为了更高效的利用处理器和IO设备,需要在内存中运行更多的进程;同时使程序开发时不受内存大小的影响,而解决这两个问题的方法是使用虚拟内存技术。
在存储器里以字节为单位存储信息,为正确地存放或取得信息,每一个字节单元给以一个唯一的存储器地址,称为物理地址(Physical Address),又叫实际地址或绝对地址。
进程是资源分配的基本单位,线程是 CPU 调度的基本单位。进程拥有独立的地址空间,线程是共享内存地址的。进程切换的开销比线程要大。
1.抽象,即给每个程序逻辑地址空间2.保护,不同程序的地址空间互相隔离,无法越界访问3.共享,对于一些公共函数库,可以只在内存中存一份,其它程序引用这一个库即可4.虚拟化,通过逻辑地址和虚拟内存,可以使用更大的地址空间
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用户程序的地址空间被划分成若干固定大小的区域,称为“页”,相应地,内存空间分成若干个物理块,页和块的大小相等。可将用户程序的任一页放在内存的任一块中,实现了离散分配。
今天,我们来了解一下计算机中的存储模型,大雄将这部分知识分成了三块,也就是我们会对这部分的知识推送三次。
包括程序装入等概念、交换技术、连续分配管理方式和非连续分配管理方式(分页、分段、段页式)。
那么我们由此可以思考:如果保有上述这两个特点,在程序执行中,不需要进程的所有部分(页或段)都被加载到内存中,如果内存中保存有待取的下一条指令的所在块(页或段)以及待访问的下一个数据单元所在的块,那么进程可以持续运行下去。
将用户程序地址空间分成若干个大小不等的段,每段可以定义一组相对完整的逻辑信息。存储分配时,以段为单位,段与段在内存中可以不相邻接,也实现了离散分配
如果采用可变分区进行管理,我们需要使用空闲分区表或者空闲分区链表的方式来记录当前内存中各个空闲分区块。
摘 要:本文通过解剖Linux操作系统的虚拟存储管理机制,说明了Linux虚拟存储的特点、虚拟存储器的实现方法,并基于Linux Kernel Source 1.0,详细分析有关虚拟存诸管理的主要数据结构之间的关系。
mmap是linux操作系统提供给用户空间调用的内存映射函数,很多人仅仅只是知道可以通过mmap完成进程间的内存共享和减少用户态到内核态的数据拷贝次数,但是并没有深入理解mmap在操作系统内部是如何实现的,原理是什么。
存储管理是操作系统中一个非常关键的组成部分,涉及到数据的存储、检索和管理。操作系统需要有效地管理不同类型的存储资源,包括主存(RAM)、辅助存储(如硬盘驱动器和固态硬盘)以及在某些情况下的网络存储。这一过程确保系统的高效运行和资源的最优利用。
计算机是由很多资源组成的,像我们常见的 CPU、内存、硬盘等。如果我们想要使用这些资源去完成某个计算任务,那么就需要有一个管理者来协调这些资源,操作系统就是这个管理者。
b. 按照内存块大小,把作业的虚拟地址空间(相对地址空间)划分成页(划分过程对用户透明)
进程同步的主要任务:是对多个相关进程在执行次序上进行协调,以使并发执行的诸进程之间能有效地共享资源和相互合作,从而使程序的执行具有可再现性。
可故障转移群集创建完毕后,接下来在群集中启用分布式存储(Storage Space Direct),来作为群集存储使用。
操作系统只是硬件和应用软件之间的一个平台。32位操作系统针对32位的CPU设计。64位操作系统针对的64位的CPU设计。
内存管理子系统可能是linux内核中最为复杂的一个子系统,其支持的功能需求众多,如页面映射、页面分配、页面回收、页面交换、冷热页面、紧急页面、页面碎片管理、页面缓存、页面统计等,而且对性能也有很高的要求。本文从内存管理硬件架构、地址空间划分和内存管理软件架构三个方面入手,尝试对内存管理的软硬件架构做一些宏观上的分析总结。
提示:如果把函数写到main之前,那么就不需要声明。而且一般我们都是把main写在文件最下面。
实际找工作过程中,因为公司或单位侧重点不一样,考察的知识也是不尽相同的,但是作为计算机类的学生,操作系统的知识也是必不可少的,去年参加笔试面试的时候,腾讯微软阿里等公司的笔试题都或多或少对操作系统相关的知识点进行了考察。作为一个非计算机科班出生的学僧, 当初并没有学这门课,略尴尬,只有临时啃书补一补了,这里给出的是一份操作系统常考知识点的总结,希望能给大家带来一些小小的帮助。
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