2018-2019-1 20165226 《信息安全系统设计基础》第9周学习总结
2018-2019-1 20165226 《信息安全系统设计基础》第9周学习总结
目录
一、教材学习内容总结
**** ### 虚拟内存 - 虚拟内存重要性（为什么需要程序员理解它？）： - 虚拟存储器是核心的 - 虚拟存储器是强大的 - 虚拟存储器是危险的。 - 虚拟存储器提供的的三个重要能力： - 它的主存看成是一个存储在磁盘上的地址空间的高速缓存，在主存中只保存活动区域，并根据需要在磁盘和主存之间来回传送数据，通过这种方式，高效的使用了主存。 - 它为每个进程提供了一致的地址空间，从而简化了存储器管理。 - 它保护了每个进程的地址空间不被其他进程破坏。物理和虚拟寻址
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物理寻址（PA）：主存中每个字节都有唯一的物理地址；依靠此来寻址，就叫做物理寻址
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虚拟寻址（VA）：CPU生成一个虚拟地址然后用这个地址访问主存，这个虚拟地址在送到存储器之前先被转换成适当的物理地址（这个过程叫做地址翻译）
地址空间
- 是一个非负整数地址的有序集合
虚拟内存作为缓存的工具
- VM系统将虚拟内存分割为虚拟页，每个虚拟页大小为P=2^p字节。
- 物理存储被分割为物理页，大小也为P字节。
- 任意时刻，虚拟页面的集合都被分为三个不相交的子集：
- 未分配的：VM系统还没分配（创建）的页，不占用任何磁盘空间。
- 缓存的：当前缓存在物理存储器中的已分配页。
- 未缓存的：没有缓存在物理存储器中的已分配页。
页表
- 将虚拟页映射到物理页。每次地址翻译硬件将一个虚拟地址转换为物理地址时都会读取页表
- 页表是一个页表条目
缺页
- DRAM缓存不命中称为缺页
- 在磁盘和内存之间传送页的活动叫做交换或者页面调度
- 页从磁盘换入DRAM和从DRAM换出磁盘；一直等待到不命中发生的时候才换入页面；这种策略被称为按需页面调度
地址翻译
- 地址翻译是一个N元素的虚拟地址空间（VAS）中的一个元素和一个M元素的物理地址空间(PAS）之间的映射
- 所需符号
利用TLB加速地址翻译
- CPU产生一个虚拟地址
- MMU从TLB中取出相应的PTE
- MMU将这个虚拟地址翻译成一个物理地址，并且将它发送到高速缓存/主存
- 高速缓存/主存将所请求的数据字返回给CPU
研究：Intel Core i7/Linux存储器系统
linux将虚拟存储器组织成一些区域（也叫做段）的集合。一个区域就是已经存在的（已分配的）虚拟存储器的连续片
- 一个具体区域的区域结构：
- vm _start:指向这个区域的起始处；
- vm _end:指向这个区域的结束处；
- vm _prot:描述这个区域内所包含的所有页的读写许可权限；
- vm _fags:描述这个区域内的页面是与其他进程共享的，还是这个进程私有的，等等；
- vm _next:指向链表的下一个结构。
- Linux缺页异常处理：
- 看虚拟地址A是否合法？
- 看试图进行的内存访问是否合法？
- 处理缺页
内存映射
Linux通过将一个虚拟存储器区域与一个磁盘上的对象关联起来，以初始化这个虚拟存储器区域的内容的过程，这个过程称为内存映射。
对象
- Unix文件系统中的普通文件
- 匿名文件（全都是二进制0）
再看fork函数
fork函数被当前进程调用时，它创建了当前进程的mm_struct、区域结构和页表的原样拷贝。它将两个进程中的每个页面都为标记只读，并将两个进程中的每个区域结构都标记为私有的写时拷贝。
再看execve函数
使用execve函数将a.out程序加载到内存
- 动态存储器分配
当运行时需要额外虚拟存储器时，使用动态存储器分配器维护一个进程的虚拟存储器区域。
- 系统调用malloc函数，从堆中分配块
- 系统调用free函数来释放已分配的堆块
- 实现一个简单的分配器
- 通用分配器设计
- 操作空闲链表的基本常数和宏
- 创建初始空闲链表
- 释放和合并块
- 分配块
二、练习
**** - [实现mypwd](https://www.cnblogs.com/musea/p/10014171.html)三、代码托管与统计
**** [代码托管](https://gitee.com/Sean-Lxs/5226lxs.git) 四、学习进度条
**** | | 代码行数（新增/累积）| 博客量（新增/累积）|学习时间（新增/累积）|重要成长| | -------- | :----------------:|:----------------:|:---------------: |:-----:| | 目标 | 5000行 | 30篇 | 400小时 | | | 第一周 | 87/87 | 2/2 | 20/20 | | |第二周| 71/158 |1/3|12/32|| |第三周| 100/258 |2/5|13/45|| |第四周|3265/9750|2/7|15/60|| |第五周|282/9786|1/8|8/68|| |第六周|1980/13996|2/10|8/76|| |第七周|488/14484|1/11|8/84|| |第八周|175/15044|3/14|8/92|| |第九周|6400/278403|2/16|10/102||尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。
耗时估计的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。
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计划学习时间:8小时
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实际学习时间:10小时
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改进情况：
(有空多看看现代软件工程 课件
软件工程师能力自我评价表)
