大家好，又见面了，我是全栈君 Linux 0.12 内核管理存储器 其分段，用分段的机制把进程间的虚拟地址分隔开。 每一个进程都有一张段表LDT。整个系统有一张GDT表。...（32位系统一个虚拟段的最大长度，理论上为4G） Linux 0.12内核人工定义的最大任务数为64个。...地址变换 CPU的内存管理给程序猿提供了这样一个抽象的内存模型： 即程序猿(不管是汇编的还是高级语言的)能够把内存分布看做是如上图所看到的，能够觉得内存中仅仅有自己的程序，自己独占CPU。...内存管理机制即用于将这样的逻辑地址转换成物理内存地址。 80×86在从逻辑地址到物理地址变换过程中使用了分段和分页两种机制。...【内存管理寄存器】 处理器提供了4个内存管理寄存器（GDTR、LDTR、IDTR、TR）。用于指定内存分段管理所用系统表的基地址。
存储器的层次： 分为寄存器、主存（内存）和 辅存（外存）三个层次。...主存：高速缓冲存储器、主存储器、磁盘缓冲存储器， 主存又称为可执行存储器； 辅存：固定磁盘存储器、可移动的外部存储器； 其可长期保存数据，但不能被处理器直接访问。...此处针对的是在OS层面上对主存（内存）的管理。...内(主)存储器管理的主要功能：① 逻辑地址到物理地址的转换 ② 内存（主存）空间的分配与回收 ③ 内存信息（数据）的共享与保护 ④ 内存的逻辑扩充（虚拟存储器的实现） 一个用户程序在运行之前需要经历若干步骤...运行时从虚拟地址映射到物理地址的硬件设备称为内存管理单元(MMU) 用户进程所生成的地址在送交内存之前，都将加上重定位寄存器的值。 用户程序处理的是逻辑地址，它不会看到真实的物理地址。
一次访问页表，另一次访问数据/指令 5.两次内存访问问题可以用特别的快速查找硬件缓冲（TLB，称为快表或联想存储器或关联内存或翻译后备缓冲器）来解决。 带TLB的分页硬件原理如下： ?...二、分段 支持用户观点的内存管理方法 程序是若干段的集合：主程序，子程序，函数，方法，对象，局部变量，全局变量，堆栈，符号表，数组 用户角度的程序： ? 段的逻辑视角： ?...如果一个更高优先级进程来了且需要服务，内存管理可以交换出低优先级的进程，以便可以装入和执行更高优先级的进程。当更高优先级进程执行完后，低优先级进程可以交换回内存以继续执行。...（如UNIX, Linux及Windows) 交换示意图： ?
“计算机存储器包括主存和辅存，本文中存储器管理的对象主要是主存，也称内存。它的主要功能包括分配和回收主存空间、提高主存利用率、扩充主存、对主存信息实现有效保护。”...如何对存储器进行分配和管理，不仅直接影响到存储器的利用率，而且还对系统性能有重大影响。 通常计算机的存储层次具有三级：最高层为CPU寄存器，中间为主存，最底层是辅存。...另外，寄存器、高速缓存、主存储器和磁盘缓存均属于操作系统存储管理的管辖范畴，掉电后它们存储的信息不再存在；固定磁盘和可移动存储介质属于设备管理的管辖范畴，它们存储的信息将被长期保存。...注：本文中存储器管理的主要对象是内存，后续将会有关于磁盘、文件等存储的介绍。...blog/2015/02/cache.html https://mp.weixin.qq.com/s/fS5eBp84xRswtWtR3UcOxQ http://luodw.cc/2016/08/13/linux-cache
概述 虚拟存储器就是使用虚拟技术从逻辑上对存储器进行扩充。 局部性原理 一次性和驻留性严重地降低内存的利用率，显著地减少了系统吞吐量。 研究表明，程序在执行过程中呈现局部性原理。...虚拟存储器还有一个最重要的特征——虚拟性，从逻辑上扩充内存容量，使用户所看到的内存容量远大于实际内存容量。 虚拟存储器定义 所谓虚拟存储器，是指仅把程序的一部分装入内存便可运行程序的存储器系统。...具体地说，所谓虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。 虚拟存储器并非可以无限大，其容量受外存大小和指令中地址长度两方面的限制。...分页虚拟存储管理方式 分页虚拟存储管理 基本原理 分页虚拟存储管理方式是在分页系统的基础上，增加了请求调页功能、页面置换功能所形成的虚拟存储器系统。...－分段虚拟存储管理原理同分页虚拟存储管理原理一样，在程序运行前，不必调入所有分段，只需先调入若干个分段便可启动运行。
一、逻辑地址如何转换为物理地址 由MMU（存储器管理单元）实现 （一）分页式管理：硬件地址变换机构可以借助进程的页表将逻辑地址转换为物理地址。...image.png 具有快表的地址变换 在基本地址变换机构中，每次想访问一个物理地址，都需要到内存中去先查一下页表，再去访问物理地址 快表（联想存储器，TLB），是一种访问速度比内存快很多的硬件高速缓冲寄存器组...页式虚拟存储器管理 页表会增加有效位和修改位 页面淘汰算法 FIFO先进先出算法：在操作系统中经常被用到，比如作业调度（主要实现简单，很容易想到）； LRU（Least recently...段式虚拟存储器管理 段表增加有效位，修改位，采用段的动态链接，即在程序运行或装入时进行链接，节省时间，便于进行段的共享。...段页式虚拟存储器管理 段的逻辑地址转换位一维的线性地址（虚地址），再转换为主存物理地址 进程的虚拟地址空间 在Linux下为4GB，进程私有部分占3GB，进程共享的操作系统部分占
概述 存储体系 －计算机系统中存储器一般分为内存储器和辅助存储器两级 －内存可以分成系统区和用户区两部分，系统区用来存储操作系统等系统软件，用户区用于分配给用户作业使用 存储管理目的 为用户提供方便、...内存储器的地址保护 为避免内存中若干道程序相互干扰，尤其是为了防止用户程序侵犯系统程序所在的内存区域，必须对内存采取保护措施 ，内存储器的地址保护功能一般由硬件和软件配合实现。...内存储器的共享 为提高内存利用率，需要进行内存空间的共享，包括两方面的含义： －共享内存储器资源 －共享内存储器的某些区域 内存储器的扩充 内存储器的扩充不是硬件设备上的扩充，而是用虚拟技术来实现的逻辑上的扩充...各种存储管理方式 单一连续分配 基本思想： 内存的用户区一次只分配给一个用户程序使用 存储保护机制： 基址寄存器和界限地址寄存器 特点： 这种管理方式的分配、去配算法非常简单，内存的利用率很低...分区分配 分区分配的存储管理是为了适应多道程序设计技术而产生的最简单的管理方式 固定分区 基本思想 系统预先把内存中的用户区分成若干个连续的区域，每个区域称为一个“分区”。
实验五 虚拟存储器管理 一、实验目的 1、 理解虚拟存储器概念。 2、 掌握分页式存储管理地址转换和缺页中断。 二、实验内容与基本要求 1、 模拟分页式存储管理中硬件的地址转换和产生缺页中断。...a.分页式存储管理原理 在存储器管理中，连续分配方式会形成许多“碎片”，虽然可通过“紧凑”方法将许多碎片拼接成可用的大块空间，但须为之付出很大开销。 ...如果离散分配的基本单位是页，则称为分页存储管理方式。...在分页存储管理方式中，如果不具备页面对换功能，则称为基本分页存储管理方式，或称为纯分页存储管理方式，它不具有支持实现虚拟存储器的功能，它要求把每个作业全部装入内存后方能运行。...请求式分页系统是建立在基本分页基础上的，为了能支持虚拟存储器功能，而增加了请求调页功能和页面置换功能。
4.1 存储器的层次结构 E7E69E559F177A1D6A42E9EE4BD1089A.png 对于通用计算机而言，存储层次至少分为三级：最高层为CPU寄存器，中间为主存，最低层是辅存，速度逐级变慢...4.3 连续分配存储管理方式 内存分配的过程中会产生一些内存碎片，即空闲内存不能被利用，先了解一下内存碎片的概念： 外部碎片： 在分配单元间的未使用内存。...4.4 分页存储管理方式 4.4.1 非连续内存分配 1.背景 分配给程序的物理内存必须连续，存在外碎片和内碎片，内存分配的动态修改困难，内存利用率较低。...实现 如何实现虚拟地址和物理地址的转换： 软件实现 （灵活，开销大） 硬件实现 （够用，开销小） 如何选择非连续分配中的内存分块大小： 段式存储管理 （segmentation） 页式存储管理...4.5 分段存储管理方式 1.
5 存储器 存储器类型 随机访问存储器 (RAM): 特点: 可读、可写，断电时数据会丢失。...可编程只读存储器 (PROM): 由用户一次性写入信息，写入后无法更改。 可擦可编程只读存储器 (EPROM): 用户可以写入数据，能否擦除数据依赖于紫外线的照射，擦除后可重新写入。...存储器容量计算 公式: \text{存储器容量} = 2^{\text{地址数}}\times\text{存储单元的位数} 存储单元的"字长"等同于I/O数据线的位数。...存储器扩展方法 位扩展：增加I/O数以扩展存储字长。 字扩展：增加存储字的数量，通常通过片选信号进行地址选择，扩展地址范围。 例: 使用多个2K×8的存储器扩展为8K×8的系统。...线选法: 直接利用高位地址作为片选信号，低位地址会与存储器的地址相连。
存储器的基础知识 首先，一般的存储器我们就会认为它包含着三部分： 寄存器 速度最快，但是造价高 主存储器 速度次之，被通俗称为内存 外存 速度最慢，用于存储文件数据，因为上边两种一旦断电，数据就会丢失。...因此，我们的存储器往往是使用三层结构的。...离散分配的种类包括分页存储管理、分段存储管理和段页式存储管理。 不具备页面对换功能的分页存储管理方式称为基本分页存储管理方式。 分页存储管理 分页存储管理的基本方法 页面和物理块 页面。 页面大小。...可见，以此高昂代价来换取存储器空间利用率的提高，是得不偿失的。 因此，我们采用：具有快表的地址变换机 ?...但用户所看到的大容量只是一种错觉，是虚的，故人们把这样的存储器称为虚拟存储器。 实现方法 主要的硬件支持有： (1) 请求分页的页表机制。 (2) 缺页中断机构。 (3) 地址变换机构。
虚拟存储器 1.借助于磁盘辅助存储器实现 2.以透明方式提供给用户 3.一个比实际主存空间大得多的程序地址空间 4.在主存-外存层次间 作用： 扩大主存容量，有效管理存储系统 物理地址（实地址）：（物理存储空间...）由CPU地址引脚送出，用于访问主存的地址 逻辑地址（虚地址）：（逻辑地址空间）用户编制程序时使用的地址，是程序的逻辑地址 存储管理部件（MMU）负责将虚拟地址转为物理地址
根据存储材料的性能及使用方法不同，存储器有各种不同的分类方法 （1）存储介质 半导体存储器：用半导体器件组成的存储器。 磁表面存储器：用磁性材料做成的存储器。...（2）存取方式 随机存储器：存储器中任何存储单元的内容都能被随机存取，且存储时间和存储单元 的物理位置无关。 顺序存储器：存储器只能按某种顺序来存取，也就是存取时间和存储单元的物理位置有关。...（3）存储内容可变性 只读存储器（ROM）：只能读出而不能写入。 随机储存器（RAM）：既能读出又能写入。 （4）信息易失性 易失型存储器：断电后信息消失的存储器。...（内存条） 非易失型存储器：断电后仍能保存的存储器。(磁盘) （5）系统中的作用 方式一：内部存储器和外部存储器。 方式二：主存储器、高速缓存存储器、辅助存储器、控制存储器。
今天和大家浅谈一下存储器相关基础知识，如图1所示我做的一个脑图分类，我们按照这个分类逐一讲解。...图1 存储器分类示意图 01 磁性存储器 （1）机械硬盘通常都是由盘片、磁头、盘片主轴、控制电机、磁头控制器、数据转换器、接口、缓存等几部份组成。...图3 机械硬盘存储原理 02 半导体存储器--ROM （1）ROM（Read Only Memory，只读存储器）：不可擦除，数据由工厂写入，一次写入机会。...图11 3D NAND结构示意图 03 半导体存储器--RAM RAM（Random Access Memory，随机存取存储器），是与CPU直接交换数据的内部存储器。...图15 SDRAM内部框图 04 新型存储器 （1）STT MRAM（自旋转移力矩 磁性随机存取存储器）结构示意图如下，每个 bit 单元都包含一个晶体管外加一条垂直排列的隧道交叉点。
从内核的角度来查看内存的状态 从应用层的角度来看系统内存的使用状态 缓冲区（buffer）与缓存（cache）的异同 交换空间的使用 创建交换空间 激活和使用交换空间 移除交换空间 ---- 概念 内存管理是...Linux系统重要的组成部分。...Linux的内存管理采取的是分页存取机制。为了保证物理内存能得到充分的利用，内核会在适当的时候将物理内存中不经常使用的数据块自动交换到虚拟内存中，而将经常使用的信息保留到物理内存中。...要深入了解Linux内存运行机制，需要知道下面提到的几个方面。 首先，Linux系统会不时地进行页面交换操作，以保持尽可能多的空闲物理内存。...Linux下可以使用文件系统中的一个常规文件或者一个独立分区作为交换空间。同时Linux允许使用多个交换分区或者交换文件。
操作系统虚拟存储管理实验 开辟一块内存空间，作为模拟内存(malloc) 空间大小为2^14字节 假设系统的页面大小为256字节，每个页表项占4个字节(系统的物理页面数为2^6,每个页表正好占一个页面)
它为每个进程提供了一致的地址空间，从而简化了内存管理。 它保护了每个进程的地址空间不被其他进程破坏。 内存管理要干些啥？...根据进程的大小动态调整分区 首次适应 最佳适应 最坏适应 邻近适应 缺点： 分配给一个程序的物理内存是连续的 内存利用率低 有内外碎片问题 非连续分配 优点： 一个程序的物理地址空间是非连续的 更好的内存利用和管理...分页仅仅是系统管理上的需要，完全是系统行为，对用户不可见。 页表 作用：记录进程中各个页与所占用内存块的关系，形成映射。...页缓冲 内存管理 简化链接 简化加载 简化共享 简化内存分配 物理和虚拟寻址 计算机系统的主存被组织成一个由 M 个连续的字节大小的单元组成的数组。每个字节都有一个唯一的物理地址。
日程磁盘管理中，我们最常用的有查看当前磁盘使用情况，查看当前目录所占大小，以及打包压缩与解压缩； 1.查看磁盘空间 查看磁盘空间利用大小: df -h -h: human缩写，以易读的方式显示结果（即带单位...653M 查看当前目录下所有子文件夹排序后的大小: for i in `ls`; do du -sh $i; done | sort 或者： du -sh `ls` | sort 2.打包/ 压缩 在linux
1.用户的分类: ---- Linux是一个多用户操作系统，任何一个想要使用系统资源的用户，必须先向管理员申请账号，再以申请的账号进入系统。...因此账号类型又被分为一下 两类: 超级用户root: 也叫超级管理员，他的任务是对普通用户和整个系统进行管理，超级用户拥有绝对的控制权。...UID为1000以后，可被超级用户指定UID 2.用户属性: ---- 所有用户的属性都分别存在一些系统文件内例如/etc/passwd/etc/shadow /etc/group 2.1显示属性: Linux...image-1648690941198 用户名:密码:用户标识号:组标识号:注释性描述:主目录:登录Shell 密码X默认屏蔽 用户信息按照UID升序排序 每个用户主组群只有一个 2.2 账户介绍: Linux...] image-1648691426003 用户:密码:用户UID: 2.3 组群 Linux中群组是对一个用户或者多个用户的分组控制管理，有效避免越权行为。
本篇介绍 本篇介绍下Linux的内存管理，用系统角度看内存的寻址和分配机制。 内容介绍 内存管理应该是系统中最难的模块之一了，而且历史也悠久，就先来简单回顾下。...分段和分页 谈到内存管理，最先想到的就是分段和分页机制。...分页把地址空间按照页框来管理，一般是4k，也有其他款式的，总之要和物理内存的页框大小匹配上。这样内存就按照页框的粒度来管理就好了。...公布下答案： 的确有分页机制就可以完全不需要分段机制，目前linux是在分段的基础上实现了分页，这个也有考虑到是兼容性问题。...mmap流程如下： image.png 缺页异常 linux 是在不得不使用物理内存的时候才会分配物理内存。这句话该怎么理解呢？
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