复习笔记--操作系统下

第八章内存管理

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MMU：实现将用户程序的虚拟地址(逻辑地址)->物理地址映射的CPU中的硬件电路
基地址：在进行地址映射时，经常以段或页为单位并以其最小地址(即起始地址)为基值进行计算
偏移量：在以段或页为单位进行地址映射时，相对于基地址的地址值
程序请求的空间=code+data+stack+heap，前面2个固定不变，后面的动态变化，需要预留空间
页面尺寸通常为4K，32位机器，有$2^{20}$个页面
页表项(PTE)是页基本数据结构，页代表的地址，包含对应的页框号，32位地址空间+4K大小页面+页面连续=>$2^{20}$个页表项，每个4字节则要4M内存
多级页表时的地址翻译
进程切换时段表和页表跟着切换
段页式
Intel x86的内存管理
- 实模式，内存地址20位，1M，段寄存器(CS,DS,ES,SS)中存储段基址，
- 保护模式(CS,DE,ES,FS,GS,SS)，地址32位，4G，开启分页机制，段选择器存储段描述符表中的索引
- CR0.PE位=1进入实模式
- GDT为全局段表，记录OS使用的内存区域的段信息，对所有进程均可用，LDT为局部段表，每个进程的局部空间的所有段描述符集中存放在这张表中，GDTR和LDTR为32位段表基址(线性地址)+16位段表长度，分别指出GDT和LDT的位置
当TI=0表示段描述符在GDT中
为1时表示在LDT中

调页，也称惰性交换，以页为单位在内外存之间交换
请求调页，也称按需调页，即对不在内存中的“页”，当进程执行时要用时才调入，否则有可能到程序结束时也不会调入
系统内进程增多=>每个进程缺页率增大=>缺页率增到到一定程度，进程总等待调页完成=>CPU利用率降低=>进程进一步增多=>颠簸现象，解决的根本手段是给进程分配足够多的帧
Belady异常现象：对有的页面置换算法，页错误率可能会随着分配帧数增加而增加，栈式算法无这个现象，LRU算法属于此

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新来的磁道请求，C[i+1] < x < C[i]或者x > C[i+1] > C[i]

扇区 = 头+数据区+尾，头尾中包含只有磁盘控制器能识别的扇区号码和纠错码等信息
磁盘寻址：盘面+磁道+扇区，为了花最少的时间访问最多的扇区：磁臂不动，磁盘旋转一周，访问磁头所遇到的所有扇区，让这些扇区的编制邻近：
- CHS(Cylinder/Head/Sector)，外圈磁道比内圈磁道多，故采用线性寻址，即以扇区为单位进行寻址
- 扇区编号(Logical Block Addressing LBA)：按照(C,H,S)将扇区形成一维数组，数组索引就是扇区编号
有一组命令寄存器组，I/O的端口地址为1F0H~1F7H：
- 1F2H 扇区计数寄存器
- 1F3H 扇区号，或LBA块地址0~7
- 1F4H 柱面数低8位，或LBA块地址8~15
- 1F5H 柱面数高8位，或LBA块地址16~23
- 1F6H 驱动器/磁头，或LBA块地址24~27
- 1F7H 状态寄存器命令寄存器
- CHS或LBA在磁头寄存器中指定
文件的实现：
- 物理盘块连续分配，File Header或FCB存放起始盘块和盘块个数，权限等信息
- 链式分配
- 索引分配