第20講windows存儲(chǔ)、文件、設(shè)備管理(編輯修改稿)
2025-03-08 01:59 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? 這種線程優(yōu)先級(jí)的提升同樣是以線程基本優(yōu)先級(jí)為基點(diǎn) , 提升后的優(yōu)先級(jí)同樣不會(huì)超過(guò)15 ? 在等待結(jié)束時(shí) , 線程的時(shí)限值被減 1 , 并在提升后的優(yōu)先級(jí)上執(zhí)行完剩余的時(shí)限 值 。 隨后降低一個(gè)優(yōu)先級(jí) , 運(yùn)行一個(gè)新時(shí)限值直到優(yōu)先級(jí)減退到原來(lái)的基本優(yōu)先級(jí)。 ? (3) 前臺(tái)進(jìn)程中的線程完成一個(gè)等待操作后 ? 對(duì)于前臺(tái)進(jìn)程中的線程 , 一個(gè)內(nèi)核對(duì)象上的等待操作完成時(shí) , 相關(guān)的內(nèi)核函數(shù)會(huì)提升線程的當(dāng)前優(yōu)先級(jí) ( 而不是基本優(yōu)先級(jí) ) 。這種前臺(tái)線程優(yōu)先級(jí)的提升 , 可以增強(qiáng)交互式應(yīng)用程序的 響應(yīng)性 當(dāng)前臺(tái)應(yīng)用程序完成一個(gè)等待操作時(shí)小幅提升其優(yōu)先級(jí)使它更有可能立刻進(jìn)入運(yùn)行 狀態(tài)。 ? (4) 由于窗口活動(dòng)而喚醒 CUI 線程時(shí) ? 擁有窗口的線程在被窗口活動(dòng)喚醒 (例如收到窗口信息 ) 時(shí)將得到一個(gè)幅度為 2 的額外優(yōu)先級(jí)提升。這種優(yōu)先級(jí)提升的理由同樣是有利于改進(jìn)交互式應(yīng)用的響應(yīng)時(shí)間 。 ? (5) 線程處于就緒狀態(tài)超過(guò)一定時(shí)間但沒(méi)能進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)時(shí) , 這種現(xiàn)象被稱為處理器饑餓。一個(gè)優(yōu)先級(jí)為 7 的線程正處于運(yùn)行狀態(tài) , 另一個(gè)優(yōu)先級(jí)為 4 的線程在這種情況下是不會(huì)獲得處理器使用權(quán)的 ? 一個(gè)優(yōu)先級(jí)為 11 的線程正等待某種被優(yōu)先級(jí)為 4 的線程鎖定的資源 , 優(yōu)先級(jí)為 4 的線程將得不到足夠的時(shí)間來(lái)完成它所要做的工作 , 并釋放阻塞優(yōu)先級(jí)為 11 的線程所需要的資源 。 ? 對(duì)于這種情況 , 平衡集管理器 (balance set manager, 這是一個(gè)用于內(nèi)存管理的系統(tǒng)線程 , 在后面有關(guān)存儲(chǔ)管理的小節(jié)中將作進(jìn)一步的介紹 ) 會(huì)每秒鐘掃描就緒隊(duì)列一次 , 查找已在就緒隊(duì)列中排隊(duì)超過(guò) 300 個(gè)時(shí)鐘間隔 ( 將近 4 s) 的線程。如果找到了一個(gè)這樣的線程 , 則將其 優(yōu)先級(jí)提升到 15, 并為其分配一個(gè)時(shí)限為正常值兩倍的時(shí)限值。 ? 一旦被提升線程用完其時(shí)限后 , 該線程的優(yōu)先級(jí)立即被減退到它原來(lái)的基本優(yōu)先級(jí)。如果該線程結(jié)束前出現(xiàn)了其他更高優(yōu) 先級(jí)的線程 , 該線程將返回就緒隊(duì)列中 ( 如果它在該隊(duì)列中又等待了 300 個(gè)時(shí)鐘間隔 , 則它 再次獲得優(yōu)先級(jí)提升 ) 。 ? Windows 存儲(chǔ)管理 ? 雖然 PC 的存儲(chǔ)器容量不斷擴(kuò)大、速度不斷提高但它仍然不能滿足軟件發(fā)展的需要。 特別是多任務(wù)處理的出現(xiàn) , 一方面要求 CPU 能同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序 , 另一方面還要求存儲(chǔ)器能被不同的任務(wù)所共享 , 因而如何對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行有效的管理 , 不僅直接影響到存儲(chǔ)器的利用率 , 而且還對(duì)系統(tǒng)的性能有重大影響。存儲(chǔ)管理是操作系統(tǒng)的一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。 ? 內(nèi)存管理概述 ? 多任務(wù)處理系統(tǒng)中 , 存儲(chǔ)管理的主要任務(wù)包括內(nèi)存的分配和回收、地址變換、內(nèi)存擴(kuò)充、內(nèi)存共享和保護(hù)等功能。 ? 1. 分區(qū)式存儲(chǔ)管理 ? 內(nèi)存在程序之間的分配有多種方法。為一個(gè)用戶程序分配一個(gè)連續(xù)的內(nèi)存空間是最簡(jiǎn)單的做法。 ? 為了支持多道程序并發(fā)執(zhí)行 , 引入了分區(qū)式存儲(chǔ)管理 , 它把內(nèi)存分為一些大小相等或不等的 分區(qū) , 操作系統(tǒng)占用其中一部分分區(qū) , 其余的分區(qū)由應(yīng)用程序使用 , 每個(gè)應(yīng)用程序占用一個(gè)或幾 個(gè)分區(qū)。這種做法雖然可以支持多任務(wù)并發(fā) , 但難以實(shí)現(xiàn)內(nèi)存分區(qū)的共享 , 內(nèi)存的使用效率不高。 ? 與分區(qū)式存儲(chǔ)管理配合使用的是覆蓋 ( overlay) 技術(shù) , 它的原理很簡(jiǎn)單 : 一個(gè)程序 (進(jìn)程 ) 的幾個(gè)代碼段或數(shù)據(jù)段按照時(shí)間先后來(lái)占用同一內(nèi)存空間。 將程序 (進(jìn)程 ) 常用部分的代 碼和數(shù)據(jù)常駐內(nèi)存 , 不常用的部分平時(shí)存放在外存 (覆蓋文件 ) 中 , 需要時(shí)才裝入內(nèi)存。覆蓋 技術(shù)的缺點(diǎn)是編程時(shí)必須劃分程序模塊并確定模塊之間的覆蓋關(guān)系 , 這增加了編程的復(fù)雜度。 ? 還有一種類似的技術(shù)稱為交換 ( swapping) 技術(shù) , 它在多個(gè)程序 (進(jìn)程 ) 并發(fā)執(zhí)行時(shí) , 將暫時(shí)不執(zhí)行的程序 (進(jìn)程 ) 送到外存中 , 從而獲得空閑內(nèi)存來(lái)裝入新程序 (進(jìn)程 ) , 或讀入保 存在外存中而處于就緒狀態(tài)的程序 (進(jìn)程 ) 。它也與分區(qū)式存儲(chǔ)管理配合使用 , 其優(yōu)點(diǎn)是增加 了并發(fā)運(yùn)行的程序 (進(jìn)程 ) 數(shù)目 , 但不足之處是換入和換出的控制增加了處理器的負(fù)擔(dān) 。 ? 分區(qū)式存儲(chǔ)管理會(huì)使存儲(chǔ)器產(chǎn)生碎片 (被占用分區(qū)內(nèi)未被利用的空間是內(nèi)碎片 , 占用分區(qū)之間難以利用的空閑區(qū)是外碎片 ) , 整理碎片需要內(nèi)存數(shù)據(jù)搬移 , 會(huì)占用 CPU 不少時(shí)間。 ? 2. 頁(yè)式和段式存儲(chǔ)管理 ? 在上面介紹的存儲(chǔ)管理方法中 , 為程序 (進(jìn)程 ) 分配的空間是連續(xù)的 , 所使用的地址都是物理地址。 如果能將一個(gè)程序 (進(jìn)程 ) 分散到許多不連續(xù)的空間 , 就可以避免和減少碎片。為此引入了邏輯地址的概念 , 使程序 (進(jìn)程 ) 的地址空間與實(shí)際使用的存儲(chǔ)空間分離 , 以增 加存儲(chǔ)管理的靈活性。 ? 386 處理器的邏輯地址指的是進(jìn)程中使用的地址 , 它們需要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后才能生成用于訪問(wèn)存儲(chǔ)器的物理地址。所有邏輯地址的集合稱為該程序的地址空間 , 所有物理 地址的集合稱為存儲(chǔ)空間。根據(jù)分配時(shí)所采用的基本單位不同 , 可以將分配管理方式分為 3 種 : 頁(yè)式存儲(chǔ)管理、段式存儲(chǔ)管理和段頁(yè)式存儲(chǔ)管理。 ? 所謂頁(yè)式存儲(chǔ)管理 , 就是將程序的邏輯地址空間劃分為固定大小的頁(yè) (page) , 而物理內(nèi) 存也劃分為同樣大小的頁(yè)幀 ( page frame) 。程序加載時(shí) , 可將任意一頁(yè)放入內(nèi)存的任意一個(gè)頁(yè)幀中 , 且這些頁(yè)幀不必連續(xù)。 ? 在段式存儲(chǔ)管理中 , 將程序的地址空間劃分為若干個(gè)段 ( seg ment) , 這樣每個(gè)進(jìn)程有一個(gè)二維 (需要給出段名和段內(nèi)地址 )的地址空間 , 系統(tǒng)為每個(gè)段分 配一個(gè)連續(xù)的分區(qū) , 而進(jìn)程中的各個(gè)段可不連續(xù)地存放在內(nèi)存的不同分區(qū)中 。 段頁(yè)式存儲(chǔ)管理 是前兩者
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