通用块层是Linux中的一个重要组件,用于管理不同块设备的统一接口,减少不同块设备的差异带来的影响。它位于文件系统和磁盘驱动之间,类似于Java中的适配器模式,让我们无需关注底层实现,只需提供固定接口即可。
然后发现,操作系统的知识点考察还是比较多的,大厂就是大厂就爱问基础知识。其中,关于操作系统的「调度算法」考察也算比较频繁。
介绍:又称为高级调度或长程调度,调度对象是作业。根据作业控制块(JCB)中的信息,审查系统能否满足用户作业的资源需求,以及按照一定的算法,从外存的后备队列中选取某些作业调入内存,并为他们创建进程、分配必要的资源。然后再将新创建的进程插入到就绪队列,准备执行。
计算机是处理数据的机器,而数据就需要有地方存放。在计算机中,可供数据存放的地方并不太多,除了内存之外,最主要的存储数据的媒介就是磁盘。对于大多数计算机领域的人来说,磁盘通常被看做是一种外部设备。可是,对于现代操作系统来说,磁盘是不可或缺的。虽然早期的操作系统可以基于磁带,但由于操作系统复杂性和性能的不断提升,用磁带作为操作系统的载体已经不合时宜,取而代之的是磁盘。由于操作系统需要存放在磁盘上,且操作系统内的文件系统也是基于磁盘,所以,从某种程度来说,磁盘是操作系统不可分割的一部分,理解磁盘将对理解操作系统的原理具有重要的意义。
Linux 内核包含4个IO调度器,分别是 Noop IO scheduler、Anticipatory IO scheduler、Deadline IO scheduler 与 CFQ IO scheduler。
旋转延时 是 硬盘的 盘面 持续保持匀速旋转 实现的 , 这是 硬盘 本身的硬件特性 , 该延时没有规律 ;
通常磁盘的读写影响是由磁头到柱面移动造成了延迟,解决这种延迟内核主要采用两种策略:缓存和IO调度算法来进行弥补。
简直可怕,怎么可能写出来磁盘调度算法啊喂!算法实现倒还好说,就是一个排序算法。但是!访问的柱面就是随机生成的所以还要写iterator?!这里简单描述一下各种磁盘调度算法。
作业调度算法 1、FCFS算法(先来先服务算法):算法每次从后备作业队列中选择最先进入该队列的一个或几个作业,将它们调入内存,分配必要的资源,创建进程并放入就绪队列。FCFS调度算法的特点是算法简单,但效率低;对长作业比较有利,但对短作业不利(相对SJF和高响应比);有利于CPU繁忙型作业,而不利于I/O繁忙型作业。 2、SJF算法(短作业优先算法):从后备队列中选择一个或若干个估计运行时间最短的作业,将它们调入内存运行。SJF调度算法的平均等待时间、平均周转时间最少;但对长作业非常不利。 3、HRN算法(
本篇文章为大家分享一下Linux系统中MySQL优化小技巧,本文实操记录绝无水文,如果错误或遗漏欢迎各位小伙伴指正。
设备管理是操作系统的一项重要功能,它负责管理计算机系统中的各种硬件设备,包括输入设备、输出设备和存储设备等。设备管理的主要任务包括设备的分配、控制和调度。
这一版的磁盘调度,作者只分析了磁盘通道号,之后作者会加入对最晚完成时间的分析。 首先理解一下,什么是磁盘调度,磁盘调度的意思是,所有的进程都是在磁盘中得某个同道号中享受资源的,那么就会存在一个问题,我们是按什么顺序来执行这些进程呢,
当一个计算机是多道程序设计系统时,会频繁的有很多进程或者线程来同时竞争 CPU 时间片。当两个或两个以上的进程/线程处于就绪状态时,就会发生这种情况。如果只有一个 CPU 可用,那么必须选择接下来哪个进程/线程可以运行。操作系统中有一个叫做 调度程序(scheduler) 的角色存在,它就是做这件事儿的,该程序使用的算法叫做 调度算法(scheduling algorithm) 。
进程只有在程序运行的时候才会有,也就是程序执行的过程产生的进程。所以,进程是动态的。
先来先服务算法指的是按照作业/进程到达的先后顺序进行服务的,主要从“公平”的角度考虑。用于作业调度时,考虑的是哪个作业先到达后备队列;用于进程调度时,考虑的是哪个进程先到达就绪队列,是非抢占式算法,不会导致饥饿(某进程/作业长时间得不到服务)
磁盘调度算法 磁盘调度算法比较常见的有以下四种: 先来先服务算法(FCFS) 最短寻道时间优先算法(SSTF) 扫描算法(SCAN) 循环扫描算法(CSCAN) ---- 先来先服务算法(FCFS,First Come First Served) 根据进程请求访问磁盘的先后次序进行调度。此算法的优点是公平、简单,且每个进程的请求都能依次地得到处理,不会出现某一进程的请求长期得不到满足的情况。但此算法由于未对寻道进行优化,致使平均寻道时间可能较长。 初始位置 100 磁道编号 移动距离 55 45 58
键盘可以说是我们最常使用的输入硬件设备了,但身为程序员的你,你知道「键盘敲入 A 字母时,操作系统期间发生了什么吗」?
调度是分层次的,在操作系统中,一般将调度分为高级调度、中级调度和低级调度。 高级调度也称作业调度,其主要任务是按一定的原则,对磁盘中的处于后备状态的作业进行选择并创建为进程。 中级调度的主要任务是按照给定的原则和策略,将处在磁盘对换区中切具备运行条件的就绪进程调入内存,或将处于内存就绪状态或内存阻塞状态的进程交换到对换区。
Linux的文件IO子系统是Linux中最复杂的一个子系统(没有之一)。读者可以参考以下这个图:
操作系统的作业管理是指操作系统对于作业的调度、分配、控制和管理等一系列操作。作业是指用户提交给操作系统的一些任务或程序,作业管理是操作系统的一个核心功能。
平均寻道长度是磁盘调度算法的性能指标之一,用于评估磁头在访问磁盘上的数据时的平均移动距离。
如果程序直接引用物理地址,可能导致内存只能使用一个程序。因为其他程序也运行的话,可能会直接占用前一个程序的物理地址。
设备管理是对计算机输入、输出系统的管理,这是操作系统最具有多样性和复杂性的部分,其主要任务是选择合适的设备进行数据传输,控制数据交换的过程,为用户提供透明的接口让用户不必关心设备的特性,为完成这些任务,需要提供的功能主要包括:缓冲区管理、设备分配、设备处理、虚拟设备管理、实现设备独立性等。
I/O设备,包括磁盘、键盘、显示器、各种网络传输设备、及各种驱动程序等。计算机系统参与I/O的外设大体分为三类:
IO体系结构是什么样的? 📷 系统如何判断设备数据是否就绪方式? 目前系统判断设备上的数据是否就绪采用了轮询和中断两种方式。轮询方式是不断的重复询问设备上的数据是否可用,如果可用,CPU就读取数据;中断方式中系统为每个CPU提供了中断线,可由各个系统设备共享。每个中断通过一个唯一的标识,内核对使用的每个中断提供一个中断服务。中断将暂停正常系统工作,在外设的数据已经就绪,需要由内核或者应用处理,外设会引发一个中断,系统就不需要频繁检查是否有新的数据可用,外设有新数据的情况会自动通知系统。 内核如何管理磁盘设备
对每个人而言,真正的职责只有一个:找到自我。然后在心中坚守其一生,全心全意,永不停息。所有其它的路都是不完整的,是人的逃避方式,是对大众理想的懦弱回归,是随波逐流,是对内心的恐惧 ——赫尔曼·黑塞《德米安》
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廖威雄,就职于珠海全志科技股份有限公司,负责Linux IO全栈研发、性能优化、开源社区开发交流、Linux 内核开源社区pstore/blk,mtdpstore模块的作者(与maintainer交流中)、大客户存储技术支持、全志首个UBI存储方案主导人、全志首个RTOS NFTL主导人。
操作系统是直接控制和管理计算机硬件、软件资源,合理地对各类作业进行调度,以方便用户使用的程序集合。
Java 中用到的线程调度算法主要是时间片轮转和优先级抢占,具体实现依赖于各种 JVM 和操作系统的情况。
之前的推文已经分享了数据库优化的方法,链接为https://mp.weixin.qq.com/s/6Atzk9UKPJRxxAs0nsKBXg 。其中操作系统部分介绍了IO调度算法的优化,本文将通过压力测试的方式来对比不同的调度算法下磁盘IO的表现。
将程序的逻辑地址空间划分为固定大小的页(page),而物理内存划分为同样大小的页框(pageframe)。程序加载时,可将任意一页放人内存中任意一个页框,这些页框不必连续,从而实现了离散分配。也就是把内存等分成N份,存放运行的程序时,按分成的快放置即可。但放置时要考虑主存里哪些块已经被占用,这个用主存分配表(位示图)来表示。
磁盘调度算法是为了提高磁盘的访问性能,一般是通过优化磁盘的访问请求顺序来做的。其中寻道是磁盘较为耗时的部分,因此如果请求顺序得当,可以节省一些不必要的寻道时间。
编辑手记:本文主要讲解Linux IO调度层的三种模式:cfp、deadline和noop,并给出各自的优化和适用场景建议。 作者简介: 邹立巍 Linux系统技术专家。目前在腾讯SNG社交网络运营部
1.缓冲 I/O,是指利用标准库缓存来加速文件的访问,而标准库内部再通过系统调度访问文件。
前言: 近来在准备校招的笔试面试,复习到操作系统时感觉概念性的东西比较多,不过对于以下的几类算法还是有必要做个小小总结。
背景 计算机硬件性能在过去十年间的发展普遍遵循摩尔定律,通用计算机的CPU主频早已超过3GHz,内存也进入了普及DDR4的时代。然而传统硬盘虽然在存储容量上增长迅速,但是在读写性能上并无明显提升,同时SSD硬盘价格高昂,不能在短时间内完全替代传统硬盘。传统磁盘的I/O读写速度成为了计算机系统性能提高的瓶颈,制约了计算机整体性能的发展。 硬盘性能的制约因素是什么?如何根据磁盘I/O特性来进行系统设计?针对这些问题,本文将介绍硬盘的物理结构和性能指标,以及操作系统针对磁盘性能所做的优化,最后讨论下基于磁盘I/O
首先,从操作系统的层次来说,进程(Progress)是资源分配和系统调度的的基本单位也可以理解为程序的基本执行实体;当一个程序被载入到内存中并准备执行,它就是一个进程!当进程被创建了,操作系统就会为该进程分配一个唯一、不重复的 ID,用于区分不同的进程
随着云计算和容器技术的发展,以docker为核心的容器技术迅速在开发者和科技公司中应用,Kubernetes凭借丰富的企业级、生产级功能成为事实上的容器集群管理系统。可是k8s的通用性削弱了调度算法的定制性,本文将调研定制化调度算法的方法,并且给出一个开源实现。
是一组控制和管理计算机硬件和软件资源,合理对各类作业进行调度,以及方便用户使用的程序集合。
1 进程为什么出现?2 进程的组成3 如何竞争资源(调度算法)3.1 FCFS3.2 RR3.3 SPN3.4 SRT3.5 HRRN3.6 FB4 进程状态4.1 三态图4.2 五态图4.3 七态图5 进程关系5.1 父子关系5.2 僵尸进程5.3 孤儿进程6 执行模式7 进程间通讯7.1 管道(Pipe)7.2 流管道(Flow Pipe)7.3 有名管道(Named Pipe)7.4 信号量(Semophore)7.5 信号(Signal)7.6 消息队列(Message Queue)7.7 共享内存(Shared Memory)7.8 套接字(Socket)8 总结
在专栏之前的几篇文章中,我们总结了缓冲池,缓存页,redo log,undo log,以及数据页和数据行在底层是如何进行存储的,后续介绍了表空间,段,区等概念。这一节比较特殊,讲述的是和Linux有关的交互原理,因为多数的mysql都是部署在linux的服务器上面,本节会简单介绍一下linux是如何处理mysql的请求的,以及linux系统会带来哪些问题
Kubernetes Scheduler是负责Pod调度的重要功能模块,Kubernetes Scheduler在整个系统中承担了“承上启下”的重要功能,“承上”是指它负责接收Controller Manager创建的新Pod,为其调度至目标Node;“启下”是指调度完成后,目标Node上的kubelet服务进程接管后继工作,负责Pod接下来生命周期。
1. 计算机操作系统和计算机网络是每个后端开发工程师必须掌握的知识。因为你写的代码最终都是要在操作系统里跑的,弄懂操作系统的原理对你编写高质量代码、调优、排故都有很大的帮助。在这里说一下我作为非科班转后端开发对计算机操作系统的看法,这一块知识确实要比其他模块的知识要难理解,因为多了很多名词和概念,更加抽象。但是呢,即便难度大,我们也必须征服它。因为很有可能你不跨越它,就见不到向你挥手的 offer 。无论是为了秋招还是为了以后当一名有“深度”的开发工程师,都是有必要去学习操作系统的。
磁盘是由多个盘片组成的,每个盘边两面都是可以存储数据。每个盘边对应一个读写磁头,所有读写磁头都是在同一个磁臂上,盘片则以每分钟3500转到10000转速率运转,即大约每6毫秒到17毫秒旋转一圈。该磁头由少量的空气垫层浮起,悬浮在盘面上方约几个微米的高度,磁头在盘面上的移动操作由一个伺服机构(ser-vomechanism)负责控制,注意不管是有多少个磁头,同一时间点只能有一个磁头处于活跃状态进行数据读写操作。
是计算机系统的一种系统软件,由它统一管理计算机系统的资源和控制程序的执行。
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