作業系統 記憶體分層體系

2021-08-15 12:20:13 字數 1090 閱讀 3648

站在計算機內部,作業系統把cpu、磁碟、記憶體這三部分物理資源抽象成程序、檔案、位址空間,來給我們的應用程式使用。

作業系統層次結構:硬體之上,應用程式之下。

kernel (作業系統內部元件),包括:

os kernel的特徵:

計算機基本硬體結構:

cpu:完成對整個程式(軟體)執行的控制。

記憶體:放置程式的**和處理的資料。

i/o裝置:硬碟、鍵盤、滑鼠

記憶體的層次結構:

磁碟 (虛擬記憶體)、主存、快取(cpu上的)

什麼叫「記憶體的層次結構」?意思就是cpu要訪問的指令或者資料在什麼地方。

cpu可以訪問的記憶體包括2大類:暫存器、cache(l1快取、l2快取)。都是位於晶元內部的,作業系統對它們無法直接管理的,它們速度很快,容量很小。

「主存」也就是我們的物理記憶體,放置我們的程式**。一掉電資料就沒有了。

硬碟:保持永久性資料。

作業系統具體要完成的工作:

抽象:應用程式在執行的時候由作業系統有效管理,使得程式不必考慮太多底層的細節,不必考慮物理內存在什麼地方,外設在什麼地方。只需要訪問乙個連續的位址空間,我們把這個位址空間稱之為邏輯位址空間。

保護:因為在我們的記憶體中可以執行多個不同的應用程式,我們需要保護多個程序之間的位址空間是需要隔離的。

共享:保障程序之間安全有效可靠的資料傳遞。

虛擬化:當記憶體有執行了很多應用程式之後,會出現記憶體不夠的情況,如何讓正在執行的程式獲得它所需要的記憶體空間呢?把最需要放到記憶體的資料放到記憶體中,暫時不需要訪問的資料可以放到硬碟上。

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