計算機底層知識虛擬內存virtualmemory虛擬地址和物理地址virtualaddressandphysicaladdress■虛擬地址大小:LEN=2BITBIT=計算機位數構成:虛擬地址=內核地址（1）+應用地址（3）44■物理地址實際內存地址。■虛擬地址到物理地址虛擬地址（VA）MMU物理地址（PA）物理地址（PA）MAP緩存行（BL）■虛擬頁和物理頁虛擬頁（VIRTUALPAGE）：虛擬內存由虛擬頁構成物理頁（PHYSICALPAGE）：物理內存由物理頁構成虛擬頁大小=物理頁大小■操作的真實指向Cpu操作的真實指向是物理內存，用高速緩存作物理內存的緩存。APP操作的真實指向是硬盤空間，用物理內存作緩存。■頁的三種類型NO類型虛擬頁物理頁1沒分配頁XX2未緩存VX3已緩存VV頁表pagetable目的：管理虛擬內存頁、物理內存頁、緩存狀態。記錄結構：數組=索引+值（有效位+物理頁號）索引：虛擬頁號；有效位：是否緩存；物理頁號：物理頁號。缺頁異常：缺頁異常：標志位為零的頁。缺頁異常得處理：重新加載緩存頁面調度：主存頁——3緩存區——3磁盤頁頁表層級：為節約頁表空間，頁表分級創建。地址轉換addresstranslate■轉換過程中使用的符號類別NO項目說明參數1N=2n虛擬地址數量2M=2m物理地址數量3P=2p頁面大小虛擬地址1vpo虛擬地址偏移2VPN虛擬頁號3TLBTLB索引4TLBTTLBT索引標專物理地址1ppo物理地址偏移2ppn物理頁號3CO高速緩存偏移4CI高速緩存索引5CT高速緩存標記■轉換過程［頁表寄存器結構］

頁表寄存器數據記錄1數據記錄N索引標志數值虛擬頁號頁表寄存器數據記錄1數據記錄N索引標志數值虛擬頁號虛擬偏移物理頁號物理偏移*虛擬頁號虛擬偏移［頁面命中示意圖］［頁面命中示意圖］［轉換過程］stepl.CPU拿到一個虛擬地址，分為兩步，先通過頁表機制確定該地址所在虛擬頁的內容是否從磁盤加載到物理內存頁中，然后通過高速緩存機制從該物理地址中取到數據。step2.地址翻譯硬件要把這個虛擬地址翻譯成一個物理地址，從而可以再根據高速緩存的映射關系，把這個物理地址對應的值找到。

step3.地址翻譯硬件利用頁表數據結構，TLB硬件緩存等技術，目的只是把一個虛擬地址映射到一個物理地址。要記住DRAM緩存是全相聯的，所以一個虛擬地址和一個物理地址是動態關聯的，不能直接根據虛擬地址推導出物理地址，必須根據DRAM從磁盤把數據緩存到DRAM時存到頁表時存的實際物理頁才能得到實際的物理地址，用物理頁PPN+VPO就能算出實際的物理地址（VPO=PPO,所以直接用VPO即可）。PPN的值是存在頁表條目PTE中的。地址翻譯做了一堆工作，就是為了找到物理頁PPN，然后根據VPO頁面偏移量，就能定位到實際的物理地址。step4.得到實際物理地址后，根據高速緩存的原理，把一個物理地址映射到高速緩存具體的組，行，塊中，找到實際存儲的數據。內存映射virtualmap■內存映射示意圖Va1Va2Va3Va4Va5Va6Va7Va8Va9Fa1Fa2Fa3Fa4Fa5Fa6Fa7Fa8Fa9Va1Va2Va3Va4Va5Va6Va7Va8Va9Fa1Fa2Fa3Fa4Fa5Fa6Fa7Fa8Fa92.1進程概念:進程系統分配存儲資源最小單位.進程假象：一直占居CPU一直獨占存儲資源

■復制與共享復制:物理內存塊在寫的時候內存真實復制.共享:共享指針指向同一物理內存塊.■管理打開的文件資源■父進程和子進程之資源分配進程間通訊：通過管道等方式在不同進程間進行通訊.2.2線程概念:功能調度的最小單位.并發本質和難點本質:同一時間點，不同邏輯流同時運行.難點:解決資源共享問題.（共享內存方式解決）3.硬盤知識disc3.1磁盤的基本結構和工作原理■基本結構盤面磁道扇區■工作原理:■硬盤結構:柱面盤片磙頭硬盤結構：■硬盤結構:柱面盤片磙頭8個盤片,16個盤面（1盤片上下兩個盤面）1個盤面有2A16個磁道；1個磁道有256個扇區；1個扇區有4KB字節；總字節數=16X2A16X256X4KB=1TB讀取時間=尋道時間+旋轉延時+傳輸時間3.2磁盤和主存之間數據交換CPU芯片寄存器文件二ALU總線接'口—緩存CPU芯片寄存器文件二ALU總線接'口—緩存主存USB適配器圖形視配器磁盤控制器—4.文件系統:filesystem4.1文件系統構成：磁盤文件系統；網絡文件系統；虛擬文件系統；4.2虛擬文件系統VIRTUALFILESYSTEM4.3VFS核心對象超級對象:mount文件系統;INODE對象:一個具體文件;目錄對象:文件路徑（目錄）；打開文件對象:文件句柄；4.4對象之間關系說明

超級塊:supperblock■每個物理扇區的結構:啟動塊塊組1塊組2塊組N■塊組結構：超級塊（真實）塊1塊2塊N超級塊（備份）塊1塊2塊N■塊組數據結構：示意圖超級塊組描述數據位圖INODEINODE|TABLEDATA1K11NM4.6文件節點：INODEINODE和文件——對應INODE重要屬性NO屬性說明NO屬性說明NO屬性說明1i_ino編號4I_count引次7I_mode權限2I_size大小5I_dentry目錄8I_mapping映射3I_atime訪問6I_sb超塊9INODE狀態無引用，無修改。已引用，無修改。已引用，已修改。4.7目錄項D