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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

后备缓冲器


寻呼的缺点

  • 页表的大小可能非常大,因此浪费了主存。
  • CPU将花费更多时间从主存储器中读取单个字。

如何减少页面大小

  • 页面大小可以通过增加页面大小来减小,但会导致内部碎片,并且也会导致页面浪费。
  • 其他方式是使用多级分页,但增加了有效访问时间,因此这不是一个实际的方法。

如何减少有效的访问时间

  • CPU可以使用一个寄存器,里面存储页表,这样访问页表的访问时间可以变得非常少,但是寄存器并不便宜,并且与页表大小相比非常小,因此这也不是 实用的方法。

  • 为了克服分页中的这些缺点,我们寻找一种比寄存器便宜并且比主存更快的存储器,以便CPU可以一次又一次地访问页表所需的时间可以减少,并且它只能聚焦 访问实际的单词。

参考地点

在操作系统中,引用局部性的概念表明,OS不能将整个进程加载到主存储器中,而只能加载主存储器中经常由CPU访问的那些页面数量,以及OS 也可以仅加载那些对应于那些许多页面的页表项。

转换后备缓冲器(TLB)

可将转换后备缓冲区定义为内存缓存,可用于减少一次又一次访问页表所需的时间。

它是一个更靠近CPU的内存缓存,CPU访问TLB所用的时间少于访问主内存所花费的时间。

换句话说,TLB比主存更快更小,但比寄存器更便宜,更大。

TLB遵循参考位置的概念,这意味着它仅包含CPU经常访问的那些许多页面项。

EAT = P (t + m) + (1 - p) (t + k.m + m)

其中,p→TLB命中率,t→访问TLB的时间,m→访问主存储器所需的时间k = 1,如果已实现单层寻呼。

通过公式,就可以清楚地知道了。

  • 如果TLB命中率提高,有效访问时间将会减少。
  • 在多级寻呼的情况下,有效的访问时间将会增加。

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