Часть III. Управление памятью. 85

Глава 8. Введение. Простейшие схемы управления памятью. 85

8.1 Введение. 85

8.2 Связывание адресов. 86

8.3 Простейшие схемы управления памятью. 88

8.3.1 Схема с фиксированными разделами. 88

8.3.1.1  Один процесс в памяти 90

8.3.1.2   Оверлейная структура 90

8.3.2  Свопинг 91

8.3.3 Мультипрограммирование с переменными разделами. 92

Глава 9. Виртуальная память. Архитектурные средства поддержки виртуальной памяти 94

9.1 Проблема размещения больших программ. Понятие виртуальной памяти. 94

9.2 Архитектурные средства поддержки виртуальной памяти. 95

9.2.1 Страничная память 96

9.2.2 Сегментная и сегментно-страничная организации памяти 98

9.2.3 Таблица страниц 100

9.2.4 Ассоциативная память. 103

9.2.5 Иерархия памяти 104

9.2.6  Размер страницы 105

Глава 10. Аппаратно-независимый уровень управления виртуальной памятью 106

10.1  Исключительные ситуации при работе с памятью. 106

10.2 Стратегии управления страничной памятью 107

10.3 Алгоритмы замещения страниц 107

10.3.1 FIFO алгоритм. Выталкивание первой пришедшей страницы. 109

10.3.2  Оптимальный алгоритм 109

10.3.3  Выталкивание дольше всего не использовавшейся  страницы. LRU (The Least Recently Used) Algorithm . 109

10.3.4  Выталкивание редко используемой страницы. NFU (Not Frequently Used) алгоритм. 110

10.3.5 Другие алгоритмы 111

10.4. Thrashing. Свойство локальности. Модель рабочего множества. 111

10.4.1 Концепция локальности 113

10.4.2 Модель рабочего множества (Working Set) 113

10.5 Демоны пейджинга 114

10.6 Аппаратно-независимая модель памяти процесса. 115

10.6.1 Структуры данных, используемые для описания сегментной модели 116

10.7 Отдельные аспекты функционирования менеджера памяти. 117

Часть IV. Файловые системы 119

Глава 11. Файлы с точки зрения пользователя 119

11.1 Введение 119

11.2 Имена файлов 121

11.3 Структура файлов 121

11.4 Типы и атрибуты файлов 122

11.5 Доступ к файлам 123

11.6 Операции над файлами. 125

11.7 Директории. Логическая структура файлового архива.  126

11.8 Операции над директориями 128

11.9 Защита файлов. 129

11.9.1 Контроль доступа к файлам 129

11.9.2  Списки прав доступа 129

Глава 12. Реализация файловой системы 131

12.1 Интерфейс файловой системы. 131

12.2 Общая структура файловой системы 131

12.3 Структура файловой системы на диске. 134

12.3.1  Методы выделения дискового пространства 134

12.3.2 Управление свободным и занятым дисковым пространством. 137

12.3.3 Размер блока 138

12.3.4  Структура файловой системы на диске 139

12.4 Реализация директорий 140

12.4.1 Примеры реализация директорий в некоторых ОС 140

12.4.2 Поиск в директории 141

12.5 Монтирование файловых систем. 142

12.6  Кооперация процессов при работе с файлами. 144

12.7  Надежность файловой системы. 145

12.7.1 Целостность файловой системы. 146

12.7.2 Управление плохими блоками. 146

12.8  Производительность файловой системы 147

12.9 Современные архитектуры файловых систем 148

Часть V. Ввод-вывод 150

Глава 13. Система управления вводом-выводом 150

13.1 Физические принципы организации ввода-вывода. 151

13.1.1. Общие сведения об архитектуре компьютера. 151

13.1.2. Структура контроллера устройства. 153

13.1.3. Опрос устройств и прерывания. Исключительные ситуации и системные вызовы 154

13.1.4. Прямой доступ к памяти (Direct Memory Access – DMA). 157

13.2. Логические принципы организации ввода-вывода. 158

13.2.1. Структура системы ввода-вывода. 159

13.2.2. Систематизация внешних устройств и интерфейс между базовой подсистемой ввода-вывода и драйверами. 160

13.2.3. Функции базовой подсистемы ввода-вывода. 162

13.2.3.1. Блокирующиеся, не блокирующиеся и асинхронные системные вызовы. 162

13.2.3.2. Буферизация и кэширование. 163

13.2.3.3. Spooling и захват устройств. 164

13.2.3.4. Обработка прерываний и ошибок. 165

13.2.3.5. Планирование запросов. 166

13.2.4. Алгоритмы планирования запросов к жесткому диску. 166

13.2.4.1. Строение жесткого диска и параметры планирования. 166

13.2.4.3. Алгоритм Short Seek Time First (SSTF). 168

13.2.4.4. Алгоритмы сканирования (SCAN, C-SCAN, LOOK, C-LOOK) 168