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操作系统教程操作系统的定义和功能操作系统的类型

进程管理

与进程有关的时间操作系统CPU调度操作系统调度算法操作系统FCFS调度操作系统FCFS护航效果操作系统FCFS与开销操作系统最短作业优先(SJF)调度预测SJF进程的CPU突发时间最短剩余时间优先(SRTF)调度算法循环调度算法循环调度算法示例最高响应比下(HRRN)调度最高响应比下(HRRN)调度示例优先级调度非抢占式优先级调度抢先式优先级调度

同步

进程同步简介临界区问题锁定变量机制测试集锁定机制优先级反转开启可变或严格的交替方式感兴趣变量机制帕特森(Peterson)解决方案同步机制无需等待睡眠和唤醒信号量介绍计算信号量的问题计算信号量的问题二进制信号量或互斥量

死锁

死锁简介处理死锁的策略死锁预防避免死锁避免死锁使用RAG进行死锁检测死锁检测和恢复

内存管理

内存管理简介固定分区动态分区压缩(碎片整理)用于动态分区的位图链表动态分区分区算法分页技术分页技术实例二进制地址基础知识物理和逻辑地址空间页表从页表映射到主内存页表项查找最佳页面大小虚拟内存后备缓冲器按需分页转换页表页面替换算法Belady异常分段分页与分段比较分段的分页

文件管理

文件的属性文件上的操作文件访问方法目录结构一级目录两级目录树型结构目录非循环图结构化目录文件系统文件系统结构主引导记录(MBR)磁盘中的数据结构内存中的数据结构目录实现目录实现连续分配链表分配文件分配表索引分配链接索引分配索引节点空闲空间管理磁盘调度

页面替换算法


页面替换算法决定哪个内存页面将被替换。 替换过程有时称为换出或写入磁盘。在主存储器中找不到请求的页面时(页面错误),完成页面替换。

虚拟内存有两个主要方面,即帧分配和页面替换。 拥有最佳的帧分配和页面替换算法是非常重要的。 帧分配全部是关于将多少帧分配给进程,而页面替换则是确定需要替换的页码,以便为请求的页面留出空间。

如果算法不是最优的?

  1. 如果分配给进程的帧数量不够或不准确,则可能会出现抖动问题。 由于缺少帧,大部分页面将驻留在主内存中,因此会出现更多页面错误。但是,如果操作系统将更多的帧分配给进程,则可能会出现内部碎片。

  2. 如果页面替换算法不是最优的,那么也会出现抖动问题。 如果在不久的将来会引用被请求的页面替换的页面数量,那么将会有更多的插入和换出数量,因此操作系统必须执行更多的替换操作,这会导致性能不足。

因此,最佳页面替换算法的任务是选择可限制抖动的页面。

页面替换算法的类型

有各种页面替换算法。 每种算法都有一个不同的方法,用来替换页面。

  1. 最佳页面替换算法- 这种算法取代了将来不会被引用的页面。 虽然它不能实际实行,但可以用作基准。 其他算法在最优性方面与此相比较。

  2. 最近使用过的(LRU)页面替换算法 - 该算法替代长时间未被引用的页面。 该算法与最佳页面替换算法相反。

  3. FIFO - 在这个算法中,维护一个队列。 首先分配帧的页面将首先被替换。 换句话说,在队列稀有端的页面将被替换为每个页面错误。


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