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  • 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进行扩充的一种存储器系统。 1.2 实质 1)就是说,先将进程一部分装入内存,其余部分什么时候需要,什么时候请求系统装入,即请求调入。 ...

    导图

     

    1. 虚拟存储器

    1.1 是什么

       虚拟存储器是指具有请求调入功能置换功能,能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。

    1.2 实质

      1)就是说,先将进程的一部分装入内存,其余的部分什么时候需要,什么时候请求系统装入,即请求调入

      2)如果请求调入时,没有足够的内存,则由操作系统选择一部分内存中的进程内容移到外存,以腾出空间把当前需要装入的内存调入,即置换

    1.3 优点

      1)提高内存利用率

      2)提高多道程序度:在进行进程运行的时候,并不是一口气把一个进程里的所有东西都调入到内存,先放一部分进内存,这样就可以放更多的进程进内存。

      3)  把逻辑地址空间和物理地址空间分开:不用考虑物理内存的容量较小了。可以把外存在逻辑上扩充成内存的一部分。

    1.4 特征

      1) 离散性实现虚拟存储管理的基础。包括分页、分段。都是不连续的。

      2) 多次性:不用一次性的将进程装入内存。一次装一点儿,一个进程可以装多次。

      3) 对换性:没用的换去外存,有用的置换进内存。

      4) 虚拟性实现虚拟存储系统的最重要目标。实质上内存很小,但是通过内外存来回切换,在逻辑上扩充内存。

     

    2. 请求分页系统

    2.1 概念

      请求分页系统是最基本、最常用的虚拟存储系统的实现方式。

    2.2 请求分页中的硬件支持

      为了实现请求分页,需要:特殊的页表、缺页异常机构和支持请求分页的地址变换机构

      1) 特殊的页表

         

      2) 缺页异常机构

         在访问内存过程中发现缺页时产生缺页异常信号,0缺页,1不缺页。

      3) 地址变换机构

        

    2.3 页的分配策略

      Q1:至少为进程分配多少个页框才能使进程正常运行?

        最少页框数:保证进程运正常运行的所需要的最少页框数。最少页框数与进程的大小没有关系,它与计算机的硬件结构有关, 取决于指令的格式、功能和寻址方式。

      Q2:内存不够时,从进程本身选择淘汰页,还是从系统中所有进程页中选择?

       

      在基于分页的虚拟存储系统中,常采用两种置换策略,即局部置换和全局置换。

      在请求分页系统中,从分配给进程的页框数量上来看,可以采用固定分配和可变分配策略。

        1)固定分配局部置换:刚开始分配 10个页,当第11页来了,先置换自己。

        2)可变分配全局置换:进程来了,分配了10个页,还预留了5个页作为候补。不够用的时候,先用候补。

        3)可变分配局部置换:进程来了,分配了10个页,还预留了5个页作为候补。来一个就先置换自己,当你发现自己来来回回总被换时,就用候补。

      Q3:采用什么样的算法为不同进程分配页框?

        1)平均分配算法:有5个内存的框,有两个进程,一人分两个,剩一个。剩下的那个放在缓冲池,当候补去。

        2)按比例分配算法:大规模的进程分的多,小规模的进程分的少。

        3)考虑优先权的分配算法:优先权高的分的多,优先权低的分的少。

    2.4 页的置换算法

      1)最佳置换算法(主要用于理论研究):选择以后永远不会被访问的页或者在未来最长时间内不再被访问的页作为换出页

           例题:

          

      2)先进先出置换算法FIFO(最简单的页置换算法):为每个页记录该页调入内存的时间,选择换出页时,选择进入内存时间最早的页

           例题:

         

      3)最近最久未使用置换算法LRU(实现最佳算法的近似算法):选择最近最久未使用的页换出(用一个字段记录一个页自上次被访问以来所经历的时间)

            例题:

         

    2.5 其他置换算法

         

    2.6 分析请求分页系统性能

       1)缺页率对有效访问时间的影响

        P为缺页率,有效访问时间=0.1+24999.9*P

        有效访问时间与缺页率成正比,缺页率越高,有效访问时间越长,访问效率越低。

       2)  工作集

        引入工作集目的:降低缺页率,提高访问内存效率

        含义:某段时间间隔里,进程实际要访问的页的集合

       3)  抖动

        运行进程的大部分时间都用于页的换入换出几乎不能完成任何有效果工作的状态

        产生原因:进程数量太多、分配页框太少

        预防方法:采取局部置换策略、引入工作集、挂起若干进程

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  • SMP、NUMA、MMP简介

    2019-05-28 22:56:25
    原文地址:《SMP、NUMA、MMP简介》 1、什么是SMP架构 SMP是指对称多处理器结构,是指服务器中多个CPU对称工作,无主次或从属关系。...对SMP服务器进行扩展方式包括增加内存、使用更快CPU、增加CPU、扩充I/O(...

    原文地址:《SMP、NUMA、MMP的简介》

    1、什么是SMP架构
    SMP是指对称多处理器结构,是指服务器中多个CPU对称工作,无主次或从属关系。各CPU共享相同的物理内存,每个 CPU访问内存中的任何地址所需时间是相同的,因此SMP也被称为一致存储器访问结构(UMA:Uniform Memory Access)。对SMP服务器进行扩展的方式包括增加内存、使用更快的CPU、增加CPU、扩充I/O(槽口数与总线数)以及添加更多的外部设备(通常是磁盘存储) 。

    SMP服务器的主要特征是共享,系统中所有资源(CPU、内存、I/O等)都是共享的。也正是由于这种特征,导致了SMP服务器的主要问题,那就是它的扩展能力非常有限。对于SMP服务器而言,每一个共享的环节都可能造成SMP服务器扩展时的瓶颈,而最受限制的则是内存。由于每个CPU必须通过相同的内存总线访问相同的内存资源,因此随着CPU数量的增加,内存访问冲突将迅速增加,最终会造成CPU资源的浪费,使 CPU性能的有效性大大降低。实验证明,SMP服务器CPU利用率最好的情况是2至4个CPU。

    2、什么是NUMA架构
    NUMA架构为非一致性存储器访问架构。NUMA服务器的基本特征是具有多个CPU模块,每个CPU模块由多个CPU(如4个)组成,并且具有独立的本地内存、I/O槽口等。由于其节点之间可以通过互联模块(如称为Crossbar Switch)进行连接和信息交互,因此每个CPU可以访问整个系统的内存(这是NUMA系统与MPP系统的重要差别)。显然,访问本地内存的速度将远远高于访问远地内存(系统内其它节点的内存)的速度,这也是非一致存储访问NUMA的由来。由于这个特点,为了更好地发挥系统性能,开发应用程序时需要尽量减少不同CPU模块之间的信息交互。利用NUMA技术,可以较好地解决原来SMP系统的扩展问题,在一个物理服务器内可以支持上百个CPU。

    但NUMA技术同样有一定缺陷,由于访问远地内存的延时远远超过本地内存,因此当CPU数量增加时,系统性能无法线性增加

    3、什么是MMP架构
    MMP也被称为海量并行处理架构。MPP提供了另外一种进行系统扩展的方式,它由多个SMP服务器通过一定的节点互联网络进行连接,协同工作,完成相同的任务,从用户的角度来看是一个服务器系统。其基本特征是由多个SMP服务器(每个SMP服务器称节点)通过节点互联网络连接而成,每个节点只访问自己的本地资源(内存、存储等),是一种完全无共享(Share Nothing)结构,因而扩展能力最好,理论上其扩展无限制,目前的技术可实现512个节点互联,数千个CPU。目前业界对节点互联网络暂无标准,如 NCR的Bynet,IBM的SPSwitch,它们都采用了不同的内部实现机制。但节点互联网仅供MPP服务器内部使用,对用户而言是透明的。

    在MPP系统中,每个SMP节点也可以运行自己的操作系统、数据库等。但和NUMA不同的是,它不存在异地内存访问的问题。换言之,每个节点内的CPU不能访问另一个节点的内存。节点之间的信息交互是通过节点互联网络实现的,这个过程一般称为数据重分配(Data Redistribution)。

    但是MPP服务器需要一种复杂的机制来调度和平衡各个节点的负载和并行处理过程。目前一些基于MPP技术的服务器往往通过系统级软件(如数据库)来屏蔽这种复杂性。举例来说,NCR的Teradata就是基于MPP技术的一个关系数据库软件,基于此数据库来开发应用时,不管后台服务器由多少个节点组成,开发人员所面对的都是同一个数据库系统,而不需要考虑如何调度其中某几个节点的负载。

    4、三种架构之间的区别
    从架构来看,NUMA与MPP具有许多相似之处:它们都由多个节点组成,每个节点都具有自己的CPU、内存、I/O,节点之间都可以通过节点互联机制进行信息交互。那么它们的区别在哪里?通过分析下面NUMA和MPP服务器的内部架构和工作原理不难发现其差异所在。

    首先是节点互联机制不同,NUMA的节点互联机制是在同一个物理服务器内部实现的,当某个CPU需要进行远地内存访问时,它必须等待,这也是NUMA服务器无法实现CPU增加时性能线性扩展的主要原因。而MPP的节点互联机制是在不同的SMP服务器外部通过I/O 实现的,每个节点只访问本地内存和存储,节点之间的信息交互与节点本身的处理是并行进行的。因此MPP在增加节点时性能基本上可以实现线性扩展。

    其次是内存访问机制不同。在NUMA服务器内部,任何一个CPU可以访问整个系统的内存,但远地访问的性能远远低于本地内存访问,因此在开发应用程序时应该尽量避免远地内存访问。在MPP服务器中,每个节点只访问本地内存,不存在远地内存访问的问题。

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  • 引子数据结构指的是是数据组织方式。从单个数据到一维结构(线性表),二维结构(树),三维结构(图),都组织数据不同方式。为什么需要链表?顺序表构建需要预先知道数据大小来申请连续存储空间,而在...

    引子

    数据结构指的是是数据的组织的方式。从单个数据到一维结构(线性表),二维结构(树),三维结构(图),都是组织数据的不同方式。

    1190058-20180426204051419-1331493657.png

    为什么需要链表?

    顺序表的构建需要预先知道数据大小来申请连续的存储空间,而在进行扩充时又需要进行数据的搬迁,所以使用起来并不是很灵活。

    链表结构可以充分利用计算机内存空间,实现灵活的内存动态管理。

    链表(Linked list)是一种常见的基础数据结构,是一种线性表,但是不像顺序表一样连续存储数据,而是在每一个节点(数据存储单元)里存放下一个节点的位置信息(即地址)。

    什么是单链表?

    单向链表也叫单链表,是链表中最简单的一种形式,它的每个节点包含两个域,一个信息域(元素域)和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点,而最后一个节点的链接域则指向一个空值。

    1190058-20180426204310891-843682943.png

    单链表应当支持哪些基本操作?

    is_empty() 链表是否为空

    length() 链表长度

    travel() 遍历整个链表

    add(item) 链表头部添加元素

    append(item) 链表尾部添加元素

    insert(pos, item) 指定位置添加元素

    remove(item) 删除节点

    search(item) 查找节点是否存在

    操作图解:

    add

    1190058-20180426204513272-1180506437.png

    insert

    1190058-20180426204559990-1624714826.png

    remove

    1190058-20180426204621653-292463939.png

    代码实现

    注意点:

    因为没有计数,因此诸多操作都离不开遍历,何时停止不可迷糊。另外,不要忘记经常要考虑的特殊情况。如果为空会如何?如果链表中只有一个节点会如何?构造新链时,该遵循怎样的顺序?(先保证原链不断)

    classNode(object):def __init__(self, value):#元素域

    self.value =value#链接域

    self.next =NoneclassLinkedListOneway(object):def __init__(self, node=None):

    self.__head =nodedef __len__(self):#游标,用来遍历链表

    cur = self.__head

    #记录遍历次数

    count =0#当前节点为None则说明已经遍历完毕

    whilecur:

    count+= 1cur=cur.nextreturncountdefis_empty(self):#头节点不为None则不为空

    return self.__head ==Nonedefadd(self, value):"""头插法

    先让新节点的next指向头节点

    再将头节点替换为新节点

    顺序不可错,要先保证原链表的链不断,否则头节点后面的链会丢失"""node=Node(value)

    node.next= self.__headself.__head =nodedefappend(self, value):"""尾插法"""node=Node(value)

    cur= self.__head

    ifself.is_empty():

    self.__head =nodeelse:whilecur.next:

    cur=cur.next

    cur.next=nodedefinsert(self, pos, value):#应对特殊情况

    if pos <=0:

    self.add(value)elif pos > len(self) - 1:

    self.append(value)else:

    node=Node(value)

    prior= self.__headcount=0#在插入位置的前一个节点停下

    while count < (pos - 1):

    prior=prior.next

    count+= 1

    #先将插入节点与节点后的节点连接,防止链表断掉,先链接后面的,再链接前面的

    node.next =prior.next

    prior.next=nodedefremove(self, value):

    cur= self.__headprior=Nonewhilecur:if value ==cur.value:#判断此节点是否是头节点

    if cur == self.__head:

    self.__head =cur.nextelse:

    prior.next=cur.nextbreak

    #还没找到节点,有继续遍历

    else:

    prior=cur

    cur=cur.nextdefsearch(self, value):

    cur= self.__head

    whilecur:if value ==cur.value:returnTrue

    cur=cur.nextreturnFalsedeftraverse(self):

    cur= self.__head

    whilecur:print(cur.value)

    cur= cur.next

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  • 数据结构指的是是数据组织方式。从单个数据到一维结构(线性表),二维结构(树),三维结构(图),都组织数据不同方式。 为什么需要链表?  顺序表构建需要预先知道数据大小来申请连续存储空间,...

    引子

    数据结构指的是是数据的组织的方式。从单个数据到一维结构(线性表),二维结构(树),三维结构(图),都是组织数据的不同方式。

    为什么需要链表?  

    顺序表的构建需要预先知道数据大小来申请连续的存储空间,而在进行扩充时又需要进行数据的搬迁,所以使用起来并不是很灵活。

    链表结构可以充分利用计算机内存空间,实现灵活的内存动态管理。

    链表(Linked list)是一种常见的基础数据结构,是一种线性表,但是不像顺序表一样连续存储数据,而是在每一个节点(数据存储单元)里存放下一个节点的位置信息(即地址)。

    什么是单链表?

    单向链表也叫单链表,是链表中最简单的一种形式,它的每个节点包含两个域,一个信息域(元素域)和一个链接域。这个链接指向链表中的下一个节点,而最后一个节点的链接域则指向一个空值。   

     

     

    单链表应当支持哪些基本操作?

    • is_empty() 链表是否为空
    • length() 链表长度
    • travel() 遍历整个链表
    • add(item) 链表头部添加元素
    • append(item) 链表尾部添加元素
    • insert(pos, item) 指定位置添加元素
    • remove(item) 删除节点
    • search(item) 查找节点是否存在 

    操作图解:

    add

    insert

    remove

     

    代码实现

    注意点:

    因为没有计数,因此诸多操作都离不开遍历,何时停止不可迷糊。另外,不要忘记经常要考虑的特殊情况。如果为空会如何?如果链表中只有一个节点会如何?构造新链时,该遵循怎样的顺序?(先保证原链不断)

    class Node(object):
        def __init__(self, value):
            # 元素域
            self.value = value
            # 链接域
            self.next = None
    
    
    class LinkedListOneway(object):
        def __init__(self, node=None):
            self.__head = node
    
        def __len__(self):
            # 游标,用来遍历链表
            cur = self.__head
            # 记录遍历次数
            count = 0
            # 当前节点为None则说明已经遍历完毕
            while cur:
                count += 1
                cur = cur.next
            return count
    
        def is_empty(self):
            # 头节点不为None则不为空
            return self.__head == None
    
        def add(self, value):
            """
            头插法
            先让新节点的next指向头节点
            再将头节点替换为新节点
            顺序不可错,要先保证原链表的链不断,否则头节点后面的链会丢失
            """
            node = Node(value)
            node.next = self.__head
            self.__head = node
    
        def append(self, value):
            """尾插法"""
            node = Node(value)
            cur = self.__head
            if self.is_empty():
                self.__head = node
            else:
                while cur.next:
                    cur = cur.next
                cur.next = node
    
        def insert(self, pos, value):
            # 应对特殊情况
            if pos <= 0:
                self.add(value)
            elif pos > len(self) - 1:
                self.append(value)
            else:
                node = Node(value)
                prior = self.__head
                count = 0
                # 在插入位置的前一个节点停下
                while count < (pos - 1):
                    prior = prior.next
                    count += 1
                # 先将插入节点与节点后的节点连接,防止链表断掉,先链接后面的,再链接前面的
                node.next = prior.next
                prior.next = node
    
        def remove(self, value):
            cur = self.__head
            prior = None
            while cur:
                if value == cur.value:
                    # 判断此节点是否是头节点
                    if cur == self.__head:
                        self.__head = cur.next
                    else:
                        prior.next = cur.next
                    break
                # 还没找到节点,有继续遍历
                else:
                    prior = cur
                    cur = cur.next
    
        def search(self, value):
            cur = self.__head
            while cur:
                if value == cur.value:
                    return True
                cur = cur.next
            return False
    
        def traverse(self):
            cur = self.__head
            while cur:
                print(cur.value)
                cur = cur.next

     

    转载于:https://www.cnblogs.com/yifeixu/p/8954991.html

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  • Linux内核注释

    2012-08-21 20:18:39
    开放源代码是指让开发者研究源代码并实现功能性扩展。Linux是全世界成长最快操作系统,开放源代码是其主要原因之一。从玩游戏,到网上冲浪,到为大大小小ISP们提供稳定Web服务器平台以至解决最庞大科学...
  • 向量的内容包括中断处理程序的入口地址和程序状态字(中断处理程序运行环境),中断处理程序由操作系统装入内存的,操作系统将根据装入的实际地址和该中断处理程序的运行环境来填写中断向量。5. 中断向量内的处理...
  • windows 程序设计

    2011-07-24 21:16:30
    然而,无论最终您使用什么方式写作程序,了解Windows API都非常重要。 正如您可能知道,Windows 98已成为使用Intel 32位微处理器(例如486和Pentium)IBM兼容型个人计算机环境上最新图形操作系统之代表。...
  • 2.3.7 IEEE802.3u标准是指? 2.3.8 如果要将两计算机通过双绞线直接连接,正确线序是? 2.3.9 在V.35和V.24规程中,控制信号RTS表示? 2.4.0 路由器作为网络互连设备,必须具备以下哪些特点? 2.4.1 路由器...
  • 开放原始码是指让研发者研究原始码并实现功能性扩展。Linux是全世界成长最快操作系统,开放原始码是其主要原因之一。从玩游戏,到网上冲浪,到为大大小小ISP们提供稳定Web服务器平台以至解决最庞大科学难题...
  • 3.1:什么是软件运行平台 如同我们需要阳光、空气、水和食物才能正常存活一样,软件最终要能够运行,也需要 系列旳外部环境,来为软件运行提供支持,而提供这些支持就是运行平台。 3.2:Java一种运行平台 Java本身...
  • 《linux内核注释》

    2006-12-22 15:46:12
    开放源代码是指让开发者研究源代码并实现功能性扩展。Linux是全世界成长最快操作系 统,开放源代码是其主要原因之一。从玩游戏,到网上冲浪,到为大大小小ISP们提供稳定 Web服务器平台以至解决最庞大...
  • 其中,安全状态是指智能卡在当前所处一种状态,这种状态是在智能卡进行完复位应答或者是在它处理完某命令之后得到。事实上,我们完全可以认为智能卡在整个工作过程中始终都是处在这样或是那样一种状态之中,...

空空如也

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内存的扩充是指什么