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  • 操作系统虚拟

    千次阅读 2018-10-14 19:40:32
    操作系统虚拟化 什么是虚拟化? 虚拟化,是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。 如何实现虚拟化? 进行操作系统虚拟化,通常要对 CPU、内存、IO经行虚拟化。 CPU:通常使用时间片、多核的方法达到...

    操作系统虚拟化

    什么是虚拟化?
    虚拟化,是指通过虚拟化技术将一台计算机虚拟为多台逻辑计算机。

    在这里插入图片描述
    如何实现虚拟化?
    进行操作系统虚拟化,通常要对 CPU、内存、IO经行虚拟化。

    CPU:通常使用时间片、多核的方法达到对CPU的分割;
    内存:内存是CPU可以进行直接寻址的存储空间,通常使用分段、分页的手段达到逻辑分割;
    IO:即输入\输出,以网卡、磁盘为例:
    磁盘:采用磁盘映像文件的方式实现分割,通常采用Spare格式(稀疏格式:牺牲性能,虚拟化超出本身的内存空间)
    网卡:通过软件的方式,获得虚拟化网卡。

    虚拟机的通讯方式:
    桥接模式:虚拟机之间通过物理交换机进行彼此通讯(或者与外网通讯),从传输速率来说比较慢
    主机模式:创建虚拟化交换机,仅实现虚拟机之间的通讯。
    NAT模式:通过NAT技术(网络地址转换技术)将虚拟交换机与物理虚拟机连接,既可以实现虚拟机之间的快速通讯,也能与外网进行通讯。

    冯诺依曼计算机体系结构
    控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成 (不包括寄存器)

    分段:内存的管理技术,它将电脑的主内存分成许多区段
    分页:内存的管理技术 使电脑的主存可以使用存储在辅助存储器(通常是磁盘)中的数据。相对于分段,分页允许存储器存储于不连续的区块以维持文件系统的整齐。
    分页是磁盘和内存间传输数据块的最小单位。

    网卡:局域网中连接计算机和传输介质的接口,是发送接收IP数据报的重要网络组件。
    交换机: 网络节点上话务承载装置、交换级、控制和信令设备以及其他功能单元的集合体。交换机能把用户线路、电信电路和(或)其他要互连的功能单元根据单个 用户的请求连接起来。
    网卡和交换机都属于数据链路层。

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  • 操作系统虚拟存储管理实验

    千次阅读 2019-06-01 17:02:22
    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) 用位图刻画内存页面的...

    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)
    • 用位图刻画内存页面的分配状态,可以用一个辅助的变量来对空闲内存页面计数
      每个进程的虚拟地址空间也是2^14字节
    • 每个进程分配9个页面(连页表一共10个页面)
    • 创建12个作业,并模拟作业的运行
      - 创建12个文件,模拟磁盘上的代码和数据
      - 可以在文件的第i*256字节处写入<作业号,页面号>,以识别相应的页面

    作业的模拟运行过程

    作业的模拟运行过程
    用VMware虚拟机进行实验
    在这里插入图片描述
    有需要联系QQ:2558957494

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  • 现代操作系统 虚拟内存

    千次阅读 2019-01-16 23:41:30
    一、覆盖 把程序分割成许多片段,称为覆盖。 二、虚拟内存 虚拟内存的基本思想是: 每个程序拥有自己的地址空间,这个空间被分割成多个块... 当程序运行到的一部分不再物理内存中的地址空间时,由操作系统负责将...

    一、覆盖

    把程序分割成许多片段,称为覆盖。

    二、虚拟内存

    虚拟内存的基本思想是:

    • 每个程序拥有自己的地址空间,这个空间被分割成多个块,每一块乘坐一页。
    • 每一页有连续的地址范围。
    • 这些页被映射到物理内存,但并不是所有的页都必须在内存中才能运行程序。
    • 当程序运行到一部分在物理内存中的地址空间时,由硬件立即执行必要的映射;
    • 当程序运行到的一部分不再物理内存中的地址空间时,由操作系统负责将缺失的部分装入物理内存并重新执行失败的命令。

    三、转换检测缓冲区TLB

    1.多级页表

    2.倒排页表

    四、页面置换算法

    • 最佳置换算法:选择淘汰的页面僵尸永不使用的,或者是最长时间内不再被访问的页面。是理论上的算法
    • 最近未使用页面置换算法:NRU算法随机地从类编号最小的非空类中挑选一个页面淘汰。
    • 先进先出页面置换算法:FIFO。性能较差
    • 时钟页面置换算法:clock
    • 最近最少使用页面置换算法:LFU置换未使用时间最长的页面。

    五、局部性原理

    局部性原理是指CPU访问存储器时,无论是存取指令还是存取数据,所访问的存储单元都趋于聚集在一个较小的连续区域中。

    六、页面大小

    最有页面大小P=根号下2se

    假设进程的平均大小是s个字节,页面大小是p个字节,每个页表项需要e个字节。

    七、抖动thrashing

    每隔几条指令就会导致页面错误的程序称为抖动,也成为颠簸。

    一个好的置换算法,应具有较低的页面更换频率。

    八、负载控制

    事实上,一旦所有进程的组合工作集超出了内存容量,就可能发生颠簸。

    即使使用分页,交换也是需要的。

     

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  • 一、操作系统虚拟内存调度方式   操作系统虚拟内存调度方式有分页式、段式、段页式3种。 页式调度   页式调度是将逻辑和物理地址空间都分成固定大小的页。主存按页顺序编号,而每个独立编址的程序空间有自己的...

    一、操作系统虚拟内存调度方式

      操作系统虚拟内存调度方式有分页式、段式、段页式3种。

    页式调度

      页式调度是将逻辑和物理地址空间都分成固定大小的页。主存按页顺序编号,而每个独立编址的程序空间有自己的页号顺序,通过调度辅存中程序的各页可以离散装入主存中不同的页面位置,并可据表一一对应检索。
      在页式虚拟存储系统中,虚拟空间被分成大小相等的页,称为逻辑页或虚页。主存空间也被分成同样大小的页,称为物理页或实页。相应地,虚拟地址分为两个字段:高位字段为虚页号,低位字段为页内地址。实存地址也分为两个字段:高位字段为实页号,低位字段为页内地址。同时,页的大小都取2的整数幂个字。
      通过页表可以把虚拟地址转换成物理地址。每个程序设置一张页表,在页表中,对应每一个虚页号都有一个条目,条目内容至少包含该虚页所在的主存页面地址(实页号),用它作为实存地址的高位字段;实页号与虚拟地址的页内地址相拼接,就产生完整的实存地址,据此访问主存。
      页面是主存物理空间中划分出来的等长的固定区域。分页方式的优点是页长固定,因而便于构造页表、易于管理,且不存在外碎片。但分页方式的缺点是页长与程序的逻辑大小不相关。例如,某个时刻一个子程序可能有一部分在主存中,另一部分则在辅存中。这不利于编程时的独立性,并给换入/换出处理、存储保护和存储共享等操作造成麻烦。

    • 优点:页内零头小,页表对程序员来说是透明的,地址变换快,调入操作简单;
    • 缺点:各页不是程序的独立模块,不便于实现程序和数据的保护。

    段式调度

      另一种划分可寻址的存储空间的方法称为分段。段是按照程序的自然分界划分的、长度可以动态改变的区域。通常,程序员把子程序、操作数和常数等不同类型的数据划分到不同的段中,并且每个程序可以有多个相同类型的段。
      在段式虚拟存储系统中,虚拟地址由段号和段内地址组成,虚拟地址到实存地址的变换通过段表来实现。每个程序设置一个段表,段表的每一个表项对应一个段,每个表项至少包括三个字段:有效位(指明该段是否已经调入主存)、段起址(该段在实存中的首地址)和段长(记录该段的实际长度)。
      段式调度是按程序的逻辑结构划分地址空间,段的长度是随意的,并且允许伸长。

    • 优点:消除了内存零头,易于实现存储保护,便于程序动态装配;
    • 缺点:调入操作复杂。

    段页式调度

      段页式虚拟存储器是段式虚拟存储器和页式虚拟存储器的结合。
      首先,实存被等分成页。在段页式虚拟存储器中,把程序按逻辑结构分段以后,再把每段按照实存的页的大小分页,程序按页进行调入和调出操作,但它又可按段实现共享和保护。因此,它可以兼有页式和段式系统的优点。它的缺点是在地址映像过程中需要多次查表,虚拟地址转换成物理地址是通过一个段表和一组页表来进行定位的。段表中的每个表目对应一个段,每个表目有一个指向该段的页表的起始地址(页号)及该段的控制保护信页表指明该段各页在主存中的位置以及是否已装入、已修改等标志。

    • 优点:段页式调度综合了段式和页式的优点。大型通用计算机系统多数采用段页式调度。
    • 缺点:增加了硬件成本,软件也较复杂。

    二、虚拟存储地址变换

      虚拟存储器地址变换基本上有3种形虚拟存储器工作过程式:全联想变换、直接变换、组联想变换。
      任何逻辑空间页面能够变换到物理空间任何页面位置的方式称为全联想变换。每个逻辑空间页面只能变换到物理空间一个特定页面的方式称为直接变换组联想变换是指各组之间是直接变换,而组内各页间则是全联想变换。替换规则用来确定替换主存中哪一部分,以便腾空部分主存,存放来自辅存要调入的那部分内容。常见的替换算法有4种:
      ① 随机算法:用软件或硬件随机数产生器确定替换的页面
      ② 先进先出:先调入主存的页面先替换
      ③ 近期最少使用算法(LRU,Least Recently Used):替换最长时间不用的页面
      ④ 最优算法:替换最长时间以后才使用的页面。这是理想化的算法,只能作为衡量其他各种算法优劣的标准。

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  • 操作系统虚拟地址计算物理地址

    千次阅读 多人点赞 2018-12-05 18:39:21
    有关计算机操作系统虚拟地址转换为物理地址的计算 笔者以具体题目加以说明: 在一个分页虚拟存储系统中,用户编程空间为32个页,页长为1 KB,内存空间为16 KB。如果应用程序有10页长,若已知虚页0、1、2、3,已...
  • 本课程设计是学生学习完《操作系统原理及应用》课程后,进行的一次全面的综合训练,通过课程设计,让学生更好地掌握操作系统的原理及实现方法,加深对操作系统基础理论和重要算法的理解,加强学生的动手能力。...
  • 操作系统虚拟化底层基础之命名空间(namespace)   黎润(yijunzhu@qq.com)   (sina不支持自动word转化,请感兴趣同学从链接下载虚拟化之命名空间)   背景 随着公司业务的迅猛发展,大量的机器在线上业务...
  • 计算机操作系统虚拟内存管理

    千次阅读 2018-07-30 14:29:12
    在程序执行过程中,当所访问的信息不在内存时,由操作系统将所需要的部分调入内存,然后继续执行程序。另一方面,操作系统将内存中暂时不使用的内容换出到外存上,从而腾出空间存放将要调入内存的信息。这样,系统...
  • 操作系统虚拟地址转换物理地址

    千次阅读 2020-01-03 20:08:27
    十进制转换为二进制 0000 0 0001 1 0010 2 0011 3 0100 4 0101 5 0110 6 0111 7 1000 8 1001 9 1010 10 1011 11 1100 12 11...
  • 操作系统虚拟内存的作用概括

    千次阅读 2016-10-14 17:41:28
    首先,虚拟内存技术实际上并没有增大物理内存,只是表面上看起来像增大了物理内存。物理内存增大需要实际现实内存的增加。其实虚拟内存技术可以看成是逻辑内存的增加。 其次,虚拟内存主要目的不是为了增加“物理...
  • 我的印象中只有敏感指令和对IO进行操作,其实还有发生物理中断等等。 这里将陷入的指令做个小结:访问特权资源,对CR MSR寄存器的访问属于这类;客户机执行指令引发异常,如缺页中断;物理中断或者客户机的虚拟...
  • 学习笔记-操作系统虚拟内存篇

    千次阅读 2012-12-16 14:29:39
    内存管理问题: 如何进行内存分配如何管理空闲内存 如何找到合适的内存空闲块给进程使用?...使用合种方式对内存进行管理?...解决什么问题,很明显解决程序所需内存大于内存的大小优点,局部性,...虚拟内存的概念,
  • 1.VMCS的组成 ...这完全是由于Intel VT_x来引起的,它主要被CPU进行操作,然后保存着VCPU的相关寄存器的信息和内容。可以这么理解,一个物理CPU通过VMCS能够获得每个虚拟CPU的各种信息。另外VT_x也提供了
  • 1.如何判断一个架构能否虚拟化 先说下虚拟化的三个典型特征:同质,高效,资源受控。 再说下指令:系统中有...第二部分就是找到有效的办法来截获客户机操作系统虚拟设备的访问。
  • 1.VMCS的组成 ...这完全是由于Intel VT_x来引起的,它主要被CPU进行操作,然后保存着VCPU的相关寄存器的信息和内容。可以这么理解,一个物理CPU通过VMCS能够获得每个虚拟CPU的各种信息。另外VT_x也提供了
  • 假设有一个虚拟存储系统,物理内存有3页,其中1页用来存放程序,其余2页用于存放数据。 程序A for (i=0;i for(j=0;j a[i][j]=0; 程序B for(j=0;j for (i=0;i a[i][j]=0; 若每页可存放200个整数,程序A和...
  • 这些微操作排列复杂,从简单的寄存器转换模拟到整数/浮点数学函数模拟再到load/store操作模拟,其中load/store操作的模拟需要目标操作系统分页机制的支持。  qemu对客户代码的翻译是按块进行的,并且翻译后的...
  • 当发生缺页中断时操作系统必须在内存选择一个页面将其移出内存,以便为即将调入的页面让出空间。   典型的置换算法有四种,如下所示:  OPT:最佳替换算法(optional replacement)。替换下次访问距当前时间最长...
  • 操作系统-虚拟内存 有关操作系统的设计,都是在解决一个问题,即:如果让计算机高效安全的运行多道程序。 本文要解决哪些问题 为何虚拟地址可以起到这样的作用:512M内存的机器,可跑1G大小的游戏? 虚拟内存技术...
  • 计算机操作系统虚拟存储器

    千次阅读 2019-03-30 10:26:28
    虚拟存储器定义: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加以扩充的一种存储系统,其逻辑容量由内存容量和外村容量之和所决定。 虚拟存储器工作情况:基于局部性原理可知,应用程序运行前仅须将...
  • 操作系统虚拟存储器)

    千次阅读 2019-10-28 22:00:18
    操作系统虚拟存储器) 笔者大三,最近在复习,为明年的春招做准备,欢迎互关呀,共同学习,进步! 虚拟存储器实现了内存扩充的功能,但是该扩充不是物理上实际的扩大内存容量,而是从逻辑上实现对内存容量的...
  • 虚拟安装LINUX操作系统

    千次阅读 2019-04-13 14:00:58
    一:创建虚拟机 输入秘钥! 方可长期使用 二:虚拟机介绍 ...这里注意将你下载的...上面显示的是各种操作系统 看自己的需求我们进行操作, 这次我们选linux! 这是给你的虚拟机起名字,并给予虚拟机存放位置. ...
  • 操作系统虚拟存储器概述

    千次阅读 2018-07-29 00:27:23
    虚拟存储器概述 虚拟存储器概述 虚拟存储器概述 普通存储器管理方式很难处理的两个问题 常规存储器管理方式的两个特点 局部性原理 虚拟存储器的基本工作原理 虚拟存储器的定义、特征及其实现方式 虚拟存储器的...
  • 操作系统面试—虚拟内存

    千次阅读 2016-06-24 18:12:22
    本文是对操作系统概念(第七版)——虚拟内存的学习总结,不足之处,欢迎批评指正。 1、虚拟内存的理解: 先将部分程序导入内存,执行完成后导入下一部分程序,给我们的感觉是内存变大了,实际上物理内存的大小并...
  • 统一操作系统UOS系统安装教程(VM虚拟机)

    万次阅读 热门讨论 2019-12-15 20:54:05
    统一操作系统(UOS)是一款美观易用、安全可靠的国产桌面操作系统。UOS预装了Google Chrome、WPS Office、搜狗输入法以及一系列原生应用。它既能让您体验到丰富多彩的娱乐生活,也可以满足您的日常工作需要。随着功能...
  • 操作系统虚拟存储器

    千次阅读 2016-07-17 14:25:35
    虚拟存储器概述1. 常规存储器管理方式的特征和局部性原理 常规存储器管理方式的特征: 一次性。要求将作业全部装入内存才能运行,当程序大于内存时,作业无法运行。 驻留性。装入内存中用的作业一直驻留内存,直到...
  • 操作系统虚拟存储管理)

    千次阅读 2018-12-07 22:56:29
    虚拟存储器 1)常规存储器管理方式的特征 一次性:作业在运行前一次性地全部装入...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加以扩充的一种存储器系统虚拟存储管理下 内存逻...
  • 操作系统学习笔记:虚拟内存

    千次阅读 2015-05-28 00:18:05
    操作系统的各种内存管理策略都出于同一个目的:同时将多个进程存放在内存中,以便允许多道程序设计。不过,这些策略都需要在进程执行之前将整个进程放在内存中。而虚拟内存则允许执行进程部分在内存中,一个显著的...
  • 操作系统中的虚拟内存详解

    千次阅读 2019-03-15 23:34:20
    操作系统中的内存管理技术是十分复杂的。现在的操作系统基本都使用逻辑地址和物理地址这两个概念。简单来说,逻辑地址就可以理解为虚拟地址,这个地址是让用户,也就是我们使用者看的,这个地址是虚拟的,并不真实...

空空如也

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