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。
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。
本文主要讲解了计算机系统中的抽象概念,包括进程、虚拟存储器和文件,以及它们对计算机系统的影响。同时,也介绍了在计算机系统中抽象的重要性,以及如何进行抽象设计。
分析:这题应该是计算机地址位数才对。 从影响上讲:虚存容量= min (2^计算机位数,内存+外存);
所谓虚拟存储,就是把多个存储介质模块(如硬盘、RAID)通过一定的手段集中管理起来,所有的存储模块在一个存储池(Storage Pool)中得到统一管理,从主机和工作站的角度,看到就不是多个硬盘,而是一个分区或者卷,就好象是一个超大容量(如1T以上)的硬盘。这种可以将多种、多个存储设备统一管理起来,为使用者提供大容量、高数据传输性能的存储系统,就称之为虚拟存储。
主存和辅存共同构成了虚拟存储器。对于应用程序员来说,虚拟存储器是透明的。虚拟存储器即对磁盘存储器进行抽象,将磁盘存储器组织成一个连续的存储器,将主存看成是磁盘存储器的一个高速缓存。因此,虚拟存储器具有主存的速度和辅存的容量,提高了存储系统的性价比。
存储器是计算机系统的重要资源之一。任何程序和数据以及各种控制用的数据结构都必须占用一定的存储空间,因此,存储管理直接影响系统性能。
一个计算机任务只需要部分装入主存便可以启动运行,其余部分留在磁盘上,在需要的时候装入主存,这样可以提高主存空间的利用率。这样该系统所具有的主存容量会比实际主存容量大很多,这样的存储器称为虚拟存储器。
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。
运算器本来是数据计算的核心部件,现在却需要去额外承担数据传送的任务,这不是白白浪费性能吗
传统的 Linux 操作系统的标准 I/O 接口是基于数据拷贝操作的,即 I/O 操作会导致数据在操作系统内核地址空间的缓冲区和应用程序地址空间定义的缓冲区之间进行传输。这样做最大的好处是可以减少磁盘 I/O 的操作,因为如果所请求的数据已经存放在操作系统的高速缓冲存储器中,那么就不需要再进行实际的物理磁盘 I/O 操作。但是数据传输过程中的数据拷贝操作却导致了极大的 CPU 开销,限制了操作系统有效进行数据传输操作的能力。
作为一个计算机底层小白,在了解一个知识点的时候时常需要恶补很多基础知识。 本文记录在了解LMDB过程中接触的知识点。
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
大家好,又见面了,我是你们的朋友全栈君。 1. cache是指(高速缓冲存储器)。
我们知道程序代码和数据必须驻留在内存中才能得以运行,然而系统内存数量很有限,往往不能容纳一个完整程序的所有代码和数据,更何况在多任务系统中,可能需要同时打开子处理程序,画图程序,浏览器等很多任务,想让内存驻留所有这些程序显然不太可能。因此首先能想到的就是将程序分割成小份,只让当前系统运行它所有需要的那部分留在内存,其它部分都留在硬盘。当系统处理完当前任务片段后,再从外存中调入下一个待运行的任务片段。的确,老式系统就是这样处理大任务的,而且这个工作是由程序员自行完成。但是随着程序语言越来越高级,程序员对系统体系的依赖程度降低了,很少有程序员能非常清楚的驾驭系统体系,因此放手让程序员负责将程序片段化和按需调入轻则降低效率,重则使得机器崩溃;再一个原因是随着程序越来越丰富,程序的行为几乎无法准确预测,程序员自己都很难判断下一步需要载入哪段程序。因此很难再靠预见性来静态分配固定大小的内存,然后再机械地轮换程序片进入内存执行。系统必须采取一种能按需分配而不需要程序员干预的新技术。
程序局部性原理:基于大量的程序运行特征的观察发现在一段时间内,一个程序的执行往往是呈现高度的局部性。 表现在以下两个方面: 时间局部性:若一条指令被执行,那么不就的将来它很有可能再被执行。 空间局部性:若内存单元被使用,则在一定时间内它及其相邻单元很可能被再次使用。 虚拟存储技术: 由程序局部性原理可以发现,程序装入内存的时候,没必要一下子全部装入,所以作业提交给系统时,首先进入辅存,运行时,只将其有关部分信息装入内存,大部分仍然在外存中,当运行过程中需要用到不在内存的信息时,再把它们调入,由外存和内存结合
存储虚拟化(Storage Virtualization)最通俗的理解就是对存储硬件资源进行抽象化表现。典型的虚拟化包括如下一些情况:屏蔽系统的复杂性,增加或集成新的功能,仿真、整合或分解现有的服务功能等。虚拟化是作用在一个或者多个实体上的,而这些实体则是用来提供存储资源或/及服务的。
将程序划分成几个模块,将没有调用关系的模块(即不会同时运行的模块)分成一组,其中每组所占的内存大小为组内所需内存最大的模块的内存,然后一组内的模块可以进行替换,这样可以减小程序所占内存大小。
Kafka之所以那么快,其中一个很大的原因就是零拷贝(Zero-copy)技术,零拷贝不是kafka的专利,而是操作系统的升级,又比如Netty,也用到了零拷贝。下面我就画图讲解零拷贝,如果对你有帮助请点个赞支持。
虚拟存储器是一个容量非常大的存储器的逻辑模型,不是任何实际的物理存储器。它借助于磁盘等辅助存储器来扩大主存容量,使之为更大或更多的程序所使用。 虚拟存储器指的是主存 - 外存层次。它以透明的方式给用户提供了一个比实际主存空间大得多的程序地址空间。此时的程序的逻辑地址称为虚拟地址(虚地址),程序的逻辑地址空间称为虚拟地址空间。物理地址(实地址)由 CPU 地址引脚送出,它是用于访问主存的地址。设 CPU 地址总线的宽度为 m 位,那么物理地址空间的大小用 2
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。
程序执行时所需要的指令和数据必须在内存中才能够运行。最简单的就是静态装入:将程序运行所需要的指令和数据全都装入内存中。当程序所需要内存大于物理内存时,无法满足静态装入的要求,这个时候就需要使用动态装入了,其思想是将程序运行时当前不用的模块放在磁盘,使用的模块放在内存。
因为主存通常不能容纳处理器需要的所有程序和数据,计算机采用了被称为虚拟存储器的存储器管理系统。就像使用cache来匹配主存储器和CPU之间的速度差异一样,虚拟存储器用来加速二级存储器使其匹配主存储器。
存储虚拟化 随着存储的需求呈螺旋式向上增长,公司内的存储服务器和阵列都无一例外地随之成倍增长。对于这种存储管理困境的一种解决办法便是存储虚拟化。存储虚拟化可以使管理程序员将不同的存储作为单个集合的资源来进行识别、配置和管理。存储虚拟化是存储整合的一个重要组成部分,它能减少管理问题,而且能够提高存储利用率,这样可以降低新增存储的费用。 权威机构S N I A(存储网络工业协会)给出的定义 “通过将存储系统/子系统的内部功能从应用程序、计算服务器、网络资源中进行抽象、隐藏或隔离,实现独立于应用程序、网络的存储与
许多年以前,当人们还在使用DOS 或者更古老的操作系统的时候,计算机的内存还非常小,一般都是以K 为单位进行计算的,相应的,当时的程序规模也不大,所以内存容量虽然小,但还是可以容纳当时的程序。
Kmalloc分配的是连续的物理地址空间。如果需要连续的物理页,可以使用此函数,这是内核中内存分配的常用方式,也是大多数情况下应该使用的内存分配方式。
②当大量作业要求运行时,由于内存不足以容纳所有作业,只能使少数作业先运行,导致多道程序度的下降。
-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
局限性还表现在下述两个方面: (1) 时间局限性: 如果程序中的某条指令一旦执行, 则不久以后该指令可能再次执行;如果某数据被访问过, 则不久以后该数据可能再次被访问。产生时间局限性的典型原因,是由于在程序中存在着大量的循环操作。 (2) 空间局限性: 一旦程序访问了某个存储单元,在不久之后,其附近的存储单元也将被访问,即程序在一段时间内所访问的地址,可能集中在一定的范围之内,其典型情况便是程序的顺序执行。 基于局部性原理,应用程序在运行之前,没有必要全部装入内存,仅须将那些当前要运行的少数页面或段先装入内存便可运行,其余部分暂留在盘上。程序在运行时,如果它所要访问的页已调入内存,便可继续执行下去;但如果程序所要访问的页尚未调入内存(称为缺页),此时程序应利用操作系统所提供的请求调页功能,将它们调入内存,以使进程能继续执行下去。如果此时内存已满,无法再装入新的页,则还须再利用页的置换功能,将内存中暂时不用的页调至盘上,腾出足够的内存空间后,再将要访问的页调入内存,使程序继续执行下去。
程序执行时会呈现出局部性规律,即在一较短的时间内,程序的执行仅局限于某个部分,相应地,所访问的存储空间也局限于某个区域。
(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
4.tcp的三次握手四次挥手的全过程和状态,为什么要四次挥手,为什么要经过TIME WAIT状态
近日,偶数科技举办了线上产品发布会,发布了偶数当家数据库产品OushuDB的5.0版本。OushuDB 5.0通过多种创新的技术,可以支持超高并发、超大规模集群以及存算分离,解决了传统数据库由于复杂查询并发的限制、集群规模的限制或者支持的表数目的限制等等而导致的分库分表,从而可以真正的完美的实现湖仓一体,避免数据孤岛,满足湖仓一体的ANCHOR标准。
1、用户编制程序时使用的地址称为虚地址或逻辑地址,其对应的存储空间称为虚存空间或逻辑地址空间;而计算机物理内存的访问地址则称为实地址或物理地址,其对应的存储空间称为物理存储空间或主存空间。
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数据切片:数据切片只是在逻辑上对输入进行分片,并不会在磁盘上将其切分成片进行存储。
页是信息的物理单位, 分页是为了实现非连续分配, 以便解决内存碎片问题, 或者说分页是由于系统管理的需要. 段是信息的逻辑单位,它含有一组意义相对完整的信息, 分段的目的是为了更好地实现共享, 满足用户的需要.
在 Linux 上查找可用磁盘空间的最简单的方法是使用 df 命令 。df 命令从字面意思上代表着 磁盘可用空间(disk free),很明显,它将向你显示在 Linux 系统上的可用磁盘空间。
虚拟存储器是一种至关重要的技术,它允许程序使用比物理内存更大的地址空间。然而,虚拟地址到物理地址的转换过程带来了额外的开销。为了减少这种开销并提高系统性能,转址旁路缓存(Translation Lookaside Buffer,TLB)被广泛应用
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)。
Linux进程间通信的方式: 管道(Pipe)、信号(Signal)、消息队列(Message)、共享内存(Share Memory)、套接字(Socket、中断 Binder: Binder 通信机制是在OpenBinder的基础上实现的,采用CS通信方式。 OpenBinder是一种进程间通信机制,它最初是由Be公司开发的,后来由Palm公司接手开发和维护,最后Google公司对其进行改造,并应用在Android系统中。
虚拟内存可以用来管理物理内存,进程直接和虚拟内存进行打交道而不是物理内存,为什么这样设计?
2、进程有自己的独立地址空间,每启动一个进程,系统就会为器分配地址空间,建立数据表来维护代码段、堆栈段和数据段;但是线程没有独立的地址空间,它使用相同的地址空间共享数据
目录 ---- 一、基本 OS 概念: 单道批处理: 多道批处理: 分时系统: 实时系统: 二、操作系统的特征 并发:(前提共享)进程:系统中资源调度的单位 共享:null 虚拟:讲一个物理实体变为逻辑上的对应物 I/O CPU 内存 异步:进程执行不是一气呵成,而是走走停停 三、OS 的主要功能 处理机管理 存储器管理 设备管理 文件管理 OS 与 用户 间接口 四、前趋图 Pi -> Pj 先 Pi 再 Pj 五、程序顺序执行 特征: 六、程序并发执行 特征: 七、进程描述 PCB: 创建进程: 进程
FusionSphere虚拟化套件的网络通信平面划分为业务平面、存储平面和管理平面,且三个平面之间是隔离的。保证管理平台操作不影响业务运行,最终用户不破坏基础平台管理。
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。
Cannot create file \"C:\Program Files\PremiumSoft\Navicat 8.2 MySQL\ ... xxx.xxx\". 系统找不到指定的路径。\
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。
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在程序运行中,在不同时刻把同一个存储区分配给不同程序段和数据段,实现存储区共享。适用于连续存储(单一连续区分配,分区)
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