開篇語

又到了星期二，我正在《汽車概論》課堂上寫文章。昨天跟今天把計算機三級網絡技術看到了25%，現在在打電話，所以先寫會文章。待會等XXX到了圖書館，我就繼續看視頻了。

前面還有六篇類似的：
計算機四級網絡工程師--《操作系統（Operating System）》重點內容學習
計算機四級網絡工程師--《操作系統（Operating System）》重點內容學習2
計算機四級網絡工程師--《操作系統（Operating System）》重點內容學習3
深入電腦運行原理之進程的同步與并發（Operating System四級內容）
深入電腦運行原理之進程通信（Operating System四級內容）
深入電腦運行原理之存儲管理（Operating System四級內容）

hacker

正文

1、頁式存儲的原理

• 將用戶的作業空間分成若干大小相同的區域，稱之為頁，從“0” 開始編號

• 相應的，將主存空間也分為與頁大小一致的存儲塊。稱之為物理塊或者是頁框* 程序邏輯地址由頁號、頁內地址組成

2、內存的分配與回收

（1） 采用的數據結構

• 主存分配表
• 位示圖
• 頁表

位示圖就是給定許多小格子，代替塊數，1代表被使用，0代表空閑，如果是一個64G的硬盤，每個塊大小為4K 那么位示圖的大小為（64*1024/0.4）/8 =2M 這個地方出題的可能性不大。

（2）內存回收

3、地址轉換和快表

1、地址轉換

地址轉換

邏輯地址：CPU所生成的地址。CPU產生的邏輯地址被分為 :
p （頁號） 它包含每個頁在物理內存中的基址，用來作為頁表的索引；
d （頁偏移），同基址相結合，用來確定送入內存設備的物理內存地址。

物理地址：內存單元所看到的地址。邏輯地址空間為2^{m，且頁大小為2}n，那么邏輯地址的高m－n位表示頁號，低n位表示頁偏移。

物理地址空間:與邏輯地址相對應的內存中所有物理地址的集合,用戶程序看不見真正的物理地址。
注：用戶只生成邏輯地址，且認為進程的地址空間為0到max。物理地址范圍從R+0到R+max，R為基地址,地址映射－將程序地址空間中使用的邏輯地址變換成內存中的物理地址的過程。由內存管理單元（MMU）來完成。

2、頁式管理的優缺點：

• 由于它不要求作業或進程的程序段和數據在內存中連續存放，從而有效地解決了碎片問題。

• 雖然消除了碎片，但每個作業或進程的最后一頁內總有一部分空間得不到利用果頁面較大，則這一部分的損失仍然較大。

3、快表

快表就是存放在高速緩沖存儲器的部分頁表。它起頁表相同的作用。由于采用頁表做地址轉換，讀寫內存數據時CPU要訪問兩次主存。有了快表，有時只要訪問一次高速緩沖存儲器，一次主存，這樣可加速查找并提高指令執行速度。CPU訪問時，先訪問快表，同時也訪問頁表，如果快表有返回結果，那么就進行接下來的動作，否則就如上地址轉換。

雙路進行的快表、頁表查詢

4、虛擬存儲管理

根據程序執行的互斥性和局部性兩個特點，我們允許作業裝入的時候只裝入一部分，另一部分放在磁盤上，當需要的時候再裝入到主存，這樣以來，在一個小的主存空間就可以運行一個比它大的作業。同時，用戶編程的時候也擺脫了一定要編寫小于主存容量的作業的限制。也就是說，用戶的邏輯地址空間可以比主存的絕對地址空間要大。對用戶來說，好像計算機系統具有一個容量很大的主存儲器，稱為“虛擬存儲器”。虛擬存儲管理的運行速度接近內存，成本卻接近外存。

1、頁式虛擬存儲管理

頁式虛擬存儲管理就是上述頁式管理和虛擬存儲管理的結合體。對虛擬存儲增加了請求調頁功能，頁面置換功能。對每個作業分配一定的塊數（但是會小于作業過程需要的頁數），運行的時候可以先裝一部分的數據到內存中，需要的時候在調用其他的數據和程序。

2、采用的數據結構

• 主存分配表
• 位示圖
• 頁表

3、頁面調度策略

（1）固定分配局部置換

（2）可變分配全局置換

（3）可變分配局部置換

固定是指分配的塊數不可變，可變則反之。全局置換代表從內存選塊位置，而局部是在作業占用的內存中選塊。

4、頁面置換算法

（1）先進先出置換算法（FIFO）
淘汰最先進去內存的頁面

（2）最近最久未使用算法（LRU）
選擇最近一段時間最久沒有使用過的頁，并予以淘汰

（3）最近最不常使用算法（LFU）
選擇到當前時間，被訪問次數最少的頁面淘汰

（4）理想頁面置換算法

（5）最近未使用頁面置換

（6）第二次機會頁面置換

（7）時鐘頁面置換

缺頁中斷率概念：缺頁中斷次數/頁面訪問次數

【示例】

理想置換頁面的算法實例

理想置換頁面算法的缺頁率由圖可知：5/8

先進先出置換算法

先進先出置換頁面算法的缺頁率由圖可知：6/8

PS：舉兩個例子?? 大家自己體會一下內容。就不做更多想詳述了。

5、段式存儲管理

段式管理（segmentation），是指把一個程序分成若干個段（segment）進行存儲，每個段都是一個邏輯實體（logical entity）。它的產生是與程序的模塊化直接有關的。段式管理是通過段表進行的，它包括段號或段名、段起點、裝入位、段的長度等。此外還需要主存占用區域表、主存可用區域表。
簡單來說就是直接在地址空間（主存）上劃分一段連續的區域，定義一組邏輯信息。整個作業分為多段，每一段由段號和段內地址來定位。

6、段頁式存儲管理

結合段式存儲管理，頁式存儲管理，先進行分段，然后在每一段上進行分頁。
這跟分區管理的區別在哪??？

最直觀的表示

結束語

預告：下一波可能是計算機三級網絡技術的內容了，現在已經學到了一半的樣子，再過幾天就可以進入最讓人激動地刷題環節。這次的考試可以說關系到我未來三年之內是不是還有書可以讀，對我來說跟30%高考的含義差不很多，所以要加油啦！

這是某位很喜歡的歌曲，我也很喜歡，歌詞寫得讓人都能感覺我江南煙雨的氣息了。

作曲 : 我是愛音樂的徐夢圓
作詞 : 溫莨
——《采茶紀》
寒食過 云雨消
不夜侯正好
又是一年 采茶時節暖陽照
風追著 蝴蝶跑
誰家種紅苕
木犁松土 地龍驚兮蟻出巢
翠盈盈 悠香飄
茶壟漫山繞
鉆進田間 扯下笠帽 春眠要趁早
戴勝鳥 莫要吵
容我睡一覺
夢中人聲聲喚四寶
大黃別再咬
不準扯我小夾襖
否則把你送給村頭小母貓
休怪我氣惱
是你不停將我擾
憤憤睜眼發現竟是娘親駕到
大事不太妙
撒腿就要開蹘
轉身偏又撞見隔壁家婉桃
算了作罷了
英雄不怕虎豹
我怎能為藤條折腰
我娘說四寶你瞧瞧
田野間半山腰
農人多辛勞
年年又歲歲復年年
官茶重賦稅高
終究在所難逃
對門胖哥趙家小雨對我笑
笑我半點不懂干活卻只顧著求饒
婉桃素手輕翹 指間茶菁掉
——————————
大把柴 填坑灶
鍋里水正燒
沸水騰騰 茶棚外霧氣繚繚
抹板凳 擦桌角
只等客人到
捧一摞碗 小心翼翼不亂搖
茶小二 屋外叫
出來招呼好
老婦枯槁 單影無靠 進來歇歇腳
俊小哥 去趕考
多送你一勺
錢不要題字做抵消
遠處亂糟糟
惡霸又來路邊鬧
上次吃白食上上次欺大嫂
這次先說好
付賬還是打欠條
惡霸大喝 沖上來把我衣領薅
你個小兔羔
虎頭上敢拔毛
爺不稀罕你這僻壤窮山坳
客官向后靠
好漢不畏佬佬
我四寶定讓他求饒
大黃在身后發出低聲吼叫
只等我吹響口哨
一瞬間如同寶劍出鞘
咬得他連連哀嚎四處奔逃
人生一路 總會遇到 攔路妖
縱天賦異稟也難以抵擋 世事難料
過茗園將一靈芽 收進荷包
傍晚店打烊我娘披起衣袍
在院中將新葉翻炒
一籃接著一籃傾倒
微火烘烤這玄味 羨煞春草
人就像茶 得受得了 高溫熬
葉片從浮到沉由卷至舒 艱辛多少
采茶詩里一首歌 唱破春曉
【END】

考三四級的朋友們，high起來啊，還有不到兩周就要開始懟了。潮水般的快感就要襲來，趕緊把自己往死里懟啊。爽到爆炸！另外@XNC二級C準備好了嗎？

個人宣言

知識傳遞力量，技術無國界，文化改變生活！