分頁page：記憶體塊大小固定（幀）
頁表：page - frame
解決頁表過大：
最不常用演算法（least frequently used, lfu），將訪問次數最少的資料換出
belady現象，分配更多物理記憶體，缺頁反而更多的現象，如fifo
全域性頁面置換演算法
抖動（thrashing）,記憶體嚴重不足時，大量時間耗費在換入換出操作上，程式執行效率大大降低的現象
pcb實現方式：鍊錶、索引表
生命週期管理：
程序（執行緒）狀態：new、ready、running、blocked、exit
os對各狀態分別維護佇列，並按優先順序區分多個佇列
各就緒態程序分時占用cpu，os管理時鐘
程序掛起（suspend）：將記憶體中的資料換出到磁碟中；就緒或阻塞時可掛起，優先掛起阻塞程序；相反的過程：程序解掛/啟用（activate）
執行緒（thread）
執行緒實現方式：
程序控制
實時排程演算法（嵌入式）
多處理器排程演算法（多核）
優先順序反轉
互斥實現方式
多個程序互斥，eisenberg and mcguire演算法（迴圈），bakery演算法（排隊取號，同號比id）
需要共享資料（flag、turn），存在忙等待，需要硬體支援（原子性load、store）
更高階的抽象，主流方式
鎖的實現
class lock
lock::acquire()
lock::release()
優點：適用於多處理器，多程序，多臨界區，簡單
需要考慮：忙等待，隨機進入臨界區導致飢餓，優先順序反轉
排程約束，sem初值設為0，thread a在某處p()，thread b在某處v()，確保thread a在p()之後的語句一定在thread b的v()執行之後才會開始執行
producer - buffer - consumer：buffer用於存放產品，buffer大小為n；生產者向buffer中放入產品，消費者從buffer中取走產品；mutex控制同一時間只有乙個生產者或消費者可以對buffer操作，fullbuffers和emptybuffers實現buffer滿時阻塞生產者、空時阻塞消費者
訊號量的實現，p()和v()的實現使用禁用中斷、test-and-set等原子指令，需要等待時將執行緒放入等待佇列使之掛起
訊號量的一些問題：開發難度較大，忘記釋放訊號量，語句順序錯誤導致死鎖
管程 monitor
用管程實現生產者-消費者模型
hansen vs. hoare
一些經典同步問題：
讀者 - 寫者問題（寫者優先，管程實現）：
資源分配圖 resource allocation graph，一組頂點v和邊e的集合
死鎖出現的必要條件
死鎖解決方法，約束力度逐漸減弱；實際os中往往選擇忽略死鎖問題，因為解決開銷過大，影響了效能
演算法死鎖檢測 deadlock detection，允許死鎖出現，通過檢測演算法發現死鎖並恢復
死鎖恢復 recovery from deadlock
程序間通訊 inter-process communication, ipc
訊號 signal，短小的bit，不能用於傳遞資料；不同的訊號對應有handler，kernel傳送訊息給程序，並跳轉到handler的stack
管道 pipe，用於傳遞位元組流，使得多個程式組合起來實現更負責的功能；shell對其子程序的輸入輸出重定向，串聯成管道，kernel中的乙個buffer
訊息佇列 message queue，無繼承關係的程序間，結構化的資料結構
共享記憶體 shared memory，兩個程序的共享區域，直接通訊，快速，需要設定同步互斥；通過將同一塊物理記憶體分別對映到兩個程序的page中
socket機制，詳見網路原理課程
檔案元資料資訊（名稱、大小、修改時間等等）儲存在檔案頭中
檔案描述符，open(filename)返回的乙個int值，表示已開啟檔案表的乙個index，對應到乙個檔案
開啟的檔案需要的元資料：檔案指標表示讀寫位置，開啟計數表示開啟乙個檔案的程序數量，為0時從檔案表中移除檔案，檔案磁碟位置，訪問許可權
塊（邏輯單元，比如4kb大小）< - > 扇區（物理單元），讀寫是以乙個扇區為單位的，即使只讀寫乙個位元組
順序訪問、隨機訪問、基於內容訪問（資料庫）
os不關心複雜的檔案結構，只看做位元組流
對不同使用者（owner、同組使用者、所有使用者）設定訪問許可權，讀、寫、執行
對檔案共享（多個程式都可以訪問同乙個檔案）的支援，互斥，不同粒度的鎖
目錄是一張表，構成目錄和檔案的樹形結構，hash表實現
通過路徑逐級解析找到檔案，通過快取當前工作目錄來加快這一過程
掛載，跨越不同的檔案系統進行訪問，乙個目錄對應乙個檔案系統，unix
檔案別名，多個檔名指向同乙個檔案，硬鏈結（多個檔案項，刪除時減少計數，為0時才真正刪除），軟鏈結（快捷方式）
避免形成路徑的迴圈（你中有我，我中有你）
檔案系統類別，for windows - fat、ntfs，for unix - ext2/3
虛擬檔案系統層，遮蔽掉底層檔案系統，為應用提供統一api
常用資料會快取到記憶體中，預先讀取，延遲寫入，以頁為粒度快取，減少對硬碟的讀寫次數
開啟檔案的資料結構，將被開啟檔案的檔案控制塊讀入記憶體，放入表中，偏移量offset表示需要讀寫檔案的何處，查詢到檔案對應的磁碟位置後將資料返回給程式；對檔案的鎖，強制或建議
對儲存空間的分配，時間空間效率，類似於記憶體分配，頁表
空閒空間管理，用bitmap表示，先將硬碟上的bit置為1，再分配空間，以保證一致性；也可以通過鍊錶實現
多磁碟管理 raid，冗餘磁碟陣列，通過多磁碟提高速度、可靠性；os實現或硬體實現
磁碟排程，在os層面組織請求順序，減少磁碟讀寫
（完）
作業系統筆記 清華大學陳渝
分頁page 記憶體塊大小固定 幀 頁表 page frame 解決頁表過大 最不常用演算法 least frequently used,lfu 將訪問次數最少的資料換出 belady現象，分配更多物理記憶體，缺頁反而更多的現象，如fifo 全域性頁面置換演算法 抖動 thrashing 記憶體嚴重...
作業系統from清華大學向勇，陳渝 筆記（一）緒論
下篇和下下篇在這裡 二 作業系統的啟動 中斷 異常 系統呼叫 三 計算機體系結構，位址空間 連續記憶體分配 四 非連續記憶體分配 分段，分頁 五 覆蓋和交換，虛擬記憶體 index 1 2 什麼是作業系統 1 3 為什麼學習os 1 4 怎麼學習作業系統 1 5 作業系統例項 1 6作業系統歷史 1...
清華大學作業系統公開課筆記（向勇 陳渝）
核心功能 物理記憶體管理 虛擬記憶體管理 檔案系統管理 中斷處理和io裝置驅動 底層硬體 核心特徵 併發 指一段時間內多個程式執行 而並行是指乙個時間點上多個程式執行，要求多個cpu 計算機系統中同時存在多個執行的程式，需要os管理和排程 共享 同時 訪問或互斥共享 虛擬利用多道程式設計技術，讓每乙...