2023-2024-1 20211306 密码系统设计与实现课程学习笔记10

20211306 密码系统设计与实现课程学习笔记10

任务详情

自学教材第12章，提交学习笔记

知识点归纳以及自己最有收获的内容，选择至少2个知识点利用chatgpt等工具进行苏格拉底挑战，并提交过程截图，提示过程参考下面内容

“我在学***X知识点，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题”
核心是要求GPT：“请你以苏格拉底的方式对我进行提问”
然后GPT就会给你提问，如果不知道问题的答案，可以反问AI：“你的理解（回答）是什么？”
如果你觉得差不多了，可以先问问GPT：“针对我XXX知识点，我理解了吗？”
GPT会给出它的判断，如果你也觉得自己想清楚了，可以最后问GPT：“我的回答结束了，请对我的回答进行评价总结”，让它帮你总结一下。

问题与解决思路，遇到问题最先使用chatgpt等AI工具解决，并提供过程截图
实践过程截图，代码链接
其他（知识的结构化，知识的完整性等，提交markdown文档，使用openeuler系统等）

一、第十二章学习总结

摘要

本章讨论了块设备 I/0 和缓冲区管理;解释了块设备 I/0 的原理和 I/0 缓冲的优点;论述了Unix 的缓冲区管理算法，并指出了其不足之处;还利用信号量设计了新的缓冲区管理算法，以提高I/0 缓冲区的缓存效率和性能;表明了简单的 PV 算法易于实现，缓存效果好不存在死锁和饥饿问题:还提出了一个比较 Unix 缓冲区管理算法和PV算法性能的编程方案。编程项目还可以帮助读者更好地理解文件系统中的I/O操作。

块设备I/O缓冲区

大多数文件系统使用I/0缓冲来减少进出存储设备的物理I/0数量。合理设计的I/0缓冲方案可显著提高文件I/0效率并增加系统吞吐量。

Unix I/O缓冲区管理算法

I/O缓冲区：NBUF缓冲区，每个缓冲区用一个结构体表示

结构体由两部分组成：缓冲头部分、数据部分
设备表：每个块设备用一个设备表结构表示

每个设备表都有一个dev_list，包含设备的I/O缓冲区，有一个io_queque，包含等待I/O操作的缓冲区。
缓冲区初始化：系统启动时，所有的I/O缓冲区都在空闲列表里，所有设备列表和I/O队列均为空。
缓冲区列表：当缓冲区分配(dev,blk)时，被插入dev_list中。如果缓冲区正在使用，记为繁忙，并从空袭那列表删除。
Unix getblk/breles 算法

Unix算法具体说明

数据一致性：getblk不能给同一个(dev,blk)分配多个缓冲区。
缓存效果：缓存效果可以通过以下方法实现。释放的缓冲区保留在设备列表中，以便可能重用。标记为延迟写人的缓冲区不会立即产生I/0，并且可以重用。缓冲区会被释放到空闲列表的末尾，但分配是从空闲列表的前面开始的。这是基于LRU(最近最少使用)原则它有助于延长所分配缓冲区的使用期，从而提高它们的缓存效果
临界区：设备中断处理程序可操作缓冲区列表例如从设备表的I/0 队列中除bp，更改其状态并调用brelse(bp)。