随笔分类 - 操作系统导论
操作系统导论
摘要：Locality and The Fast File System "old UNIX file system" looked like this: super block（S）: contains information about the entire file system inode reg
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摘要：File System Implementation 这章会介绍一个简单的文件系统vsfs（Very Simple File System）。该系统为简化版的UNIX系统，纯软件；有现在大部分文件系统中的基本磁盘结构、访问方法和各种策略。 带着问题学习：如何实现一个简单的文件系统？ 1. The W
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摘要：Interlude: Files and Directories 带着问题学习：操作系统应如何管理持久性设备？什么是API？实施的重要方面是什么？ 1. Files And Directories 在虚拟化存储方面有两个重要的抽象： 文件（file） 目录（directory） 文件：一组字节的线性
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摘要：Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAIDs) 带着问题学习：如何制作容量大、速度快、可靠的磁盘？ 解决上述问题使用了一种技术叫做Redundant Array of Inexpensive Disks（RAID）：协同使用多个磁盘。 RAIDs相对于单个
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摘要：Hard Disk Drives 带着问题：磁盘是如何存储和获取数据的？ 1. The Interface 磁盘可以看作n个扇区的数组（驱动器地址空间从0到n - 1）。 多扇区操作是可以的。许多文件系统一次将读或写很大字节的内容。但是，在更新磁盘时，驱动制造商唯一保证的就是单个512字节扇区的写入
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摘要：I/O Devices 带着问题学习：如何将I/O集成到系统中？一般机制是什么？如何使它们高效？ 1. System Architecture 上图所示，I/O设备被分成三层。但是为什么需要将其分层？ 最直接的原因：物理（physics）和成本（cost）。高性能通道没有太多空间插入设备且设计总线的
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摘要：Event-based Concurrency (Advanced) 我们前面讨论并发问题都是使用多线程。但是，关于并发的问题不止这一方面，还有使用基于GUI的应用程序和因特网服务器的并发，这些叫做基于事件的并发（event-based concurrency）。 要解决的基于事件的并发问题有两个：
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摘要：Common Concurrency Problems 带着问题：如何处理常见的并发错误问题？ 1. What Types Of Bugs Exist? 主要研究4个开源应用： MYSQL Apache Mozilla OpenOffice 2. Non-Deadlock Bugs 大部分并发问题都
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摘要：Semaphores 带着问题学习：如何使用信号量（semaphores）？ 1. Semaphores: A Definition semaphore是一个具有整数值的对象，可以使用两个例程来对其进行操作。 POSIX中两个例程为sem_wait()和sem_post()。 在使用之前必须初始化，
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摘要：Condition Variables 输出结果如下： 在多线程情况下我们可以尝试使用共享变量，可以但是效率非常低下： 问题来了：在多线程情况下，线程应该如何等待条件？ 1. Definition and Routines condition variable有两个操作： wait() // 当一个
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摘要：Lock-based Concurrent Data Structures 带着问题：给定一个数据结构，如何给其添加锁使其拥有正确性和高效性？ 1. Concurrent Counters 1.1 Simple But Not Scalable 上述代码满足了正确性，但是对于性能，我们一无所知。为了
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摘要：Locks 为了解决在执行一系列指令时中间发生中断事情，引入了lock。 1. Locks: The Basic Idea 使用lock，关键部分为balance = balance + 1。 2. Pthread Locks 传递了一个变量来锁定和解锁，因为可能使用不用的锁来保护不同的变量（提高并
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摘要：Interlude: Thread API 带着两个问题学习本章节： OS创造和控制线程预留了什么接口？ 这些接口是如何被设计以实现易用性和实用性？ 1. Thread Creation 2. Thread Completion 3. Locks 除了创建和加入线程，另一个最有用的函数集就是为了使关
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摘要：Concurrency: An Introduction 我们这里引入了thread（线程）的概念，与前面所说process（进程）的区别如下： 线程之间进行上下文切换地址空间保持不变。 每个线程都将有一个stack。 1. Why Use Threads? 在深入了解thread之前，首先需要知道
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摘要：Complete Virtual Memory Systems 通过VAX/VMS和LINUX两个系统来说明前面所说的部分在完整的VM系统中如何体现。 1. VAX/VMS Virtual Memory 1.1 Memory Management Hardware VAX-11为每个进程提供了32位
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摘要：Beyond Physical Memory: Policies 对于OS的replacement policy，如何决定哪个(些)page(s)应该被移出内存是非常重要的，弄不好就会严重影响性能。当然的，为了避免极端情况下的行为发生，OS还包括一些调整措施。 1. Cache Management
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摘要：Beyond Physical Memory: Mechanisms 效率就是金钱。为了提高效率，一台计算机肯定不能一次只运行一个程序，而是一次运行多个程序。但是这样的话，page肯定不能全部存在内存中，所以就需要将page存在磁盘中。 1. Swap Space 首先我们要做的就是在磁盘中预留出一
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摘要：Paging: Smaller Tables 这章解决page带来的第二个问题：page table太大，会占用太多内存。 1. Simple Solution: Bigger Pages 一种非常简单的方法就是虚拟地址位数不变的情况下，增大page的大小，这样page的数量就会减少，相应的page
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摘要：Paging: Faster Translations (TLBs) 使用分页（paging）可能会导致高性能开销，因为分页需要大量的映射信息。由于该映射信息存储在物理内存中，所以对其进行查找要产生额外的内存开销。 为了解决这一问题，我们就需要依赖OS的老朋友硬件，在芯片的MMU中添加TLB（tra
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摘要：Paging: Introduction 在解决大多数空间管理问题时，操作系统会采用两种方法中的一种。一种是前面我们所提及到的segmentation，很不幸的是这种方法实现起来很困难。另一种方法就是接下来要介绍的paging。 1. A Simple Example And Overview 下图
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