# 2018-2019-1 20165316 《信息安全系统设计基础》第九周学习总结

2018-2019-1 20165316 《信息安全系统设计基础》第九周学习总结

教材学习内容总结

理解虚拟存储器的概念和作用

• 虚拟内存提供了三个重要的能力：
  • 它将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。
• 程序员需要理解虚拟内存
  • 虚拟内存是核心的：有助于理解计算机系统的工作方式
  • 虚拟内存是强大的：给与应用程序强大的能力
  • 虚拟内存是危险的：合理地管理分配内存可以减少出错风险。

理解地址翻译的概念

• 地址翻译：一个N元素的虚拟地址空间（VAS）中的元素和一个M元素的物理地址空间（PAS）之间的映射：MAP: VAS → PAS ∪ ∅
  • MAP = A' ，如果虚拟地址A处的数据在PAS的物理地址A'处
  • MAP = ∅ ，如果虚拟地址A处的数据不在物理存储器中
• CPU中的一个控制寄存器，页表基址寄存器指向当前页表，n 位的虚拟地址包含两个部分：一个 p 位的虚拟页面偏移（VPO） 和一个（n-p）位的虚拟页号，页表条目中的物理页页号和虚拟地址中的VPO串联起来，就得到了相应的物理地址。

理解存储器映射

• 存储器映射：Linux通过将一个虚拟存储器区域与一个磁盘上的对象（object）关联起来，以初始化这个虚拟内存区域的内容的过程。
• 虚拟内存区域可以映射到两种对象中的一种：
  • Linux 文件系统中的普通文件
  • 匿名文件
• 一旦一个虚拟页面被初始化了，它就在一个由内核维护的专门的交换文件（swap file）之间换来换去。交换文件也叫交换空间，或交换区域。交换空间限制能够分配的虚拟页面总数。

掌握动态存储器分配的方法

• 当运行时需要额外虚拟存储器时，使用动态内存分配器维护一个进程的虚拟存储器区域。
• 分配器有两种基本风格。两种风格都要求应用显式地分配块。不同在于由哪个实体来负责释放已分配地块：
  • 显示分配器：要求应用显式地释放任何已经分配的块。
  • 隐式分配器：要求分配器检测一个已分配块何时不再被程序所使用，就释放这个块。也叫做垃圾收集器。

理解垃圾收集的概念

• 动态内存分配器，自动释放程序不再需要的已分配块。
• 垃圾收集器将内存视为一张有向可达图，从根节点出发，不可达的堆节点视为垃圾。两个节点的指向关系是其中一个节点包含另一个的位置信息。

了解C语言中与存储器有关的错误

• 间接引用坏指针
  • 在进程的虚拟地址空间中有较大的洞，没有映射到任何有意义的数据，如果试图引用一个指向这些洞的指针，操作系统就会以段异常来终止程序。
  • 典型的错误是：scanf("%d",val);，没有加&符号
• 读未初始化的内存
  • 虽然bass存储器位置总是被加载器初始化为0，但对于堆存储器却并不是这样的。
  • 常见的错误就是假设堆存储器被初始化为0.
• 允许栈缓冲区溢出
  • 如果一个程序不检查输入串的大小就写入栈中的目标缓冲区，程序就会出现缓冲区溢出错误。
• 假设指针和指向他们的对象大小是相同的。
• 造成错位错误。
• 引用指针，而不是他所指向的对象。
• 误解指针运算
  • 忘记了指针的算术操作是以它们指向的对象的大小为单位来进行，而这种大小单位不一定是字节。
• 引用不存在的变量
• 引用空闲堆块中的数据
• 引起存储器泄露
  • 当不小心忘记释放已分配块，而在堆里创建了垃圾时，就会引起存储器泄露。

代码托管

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）|
| -------- | :----------------😐:----------------😐:---------------: |:-----😐
| 目标 | 1000行 | 30篇 |400小时 | |
| 第一周 | 156/200 | 2/2 | 20/20 | |
| 第二周 | 121/200 | 2/2 | 18/30 | |
| 第三周 | 107/200 | 2/2 | 15/30
| 第四周 | 111/200 | 2/2 | 16/30
| 第五周 | 101/200 | 1/1 | 18/30
| 第六周 | 110/200 | 2/2 | 19/30
| 第七周 | 90/200 | 1/1 | 18/30
| 第八周 | 93/200 | 1/1 | 15/30
| 第九周 | 265/200 | 1/1 | 25/30