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郑州轻工业学院 课 程 设 计 任 务 书 题目 非windows操作系统功能管理 专业、班级 计科08-1 学号 200707010117 姓名 金勋 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 请选择一个在课程中没有讨论到的现代操作系统，如Apple Macintosh, IBM OS/400等，写一篇文章概述该系统如何进行设备管理、文件管理、进程管理和内存管理。不必给出对操作系统本身的严格分析。 完 成 期 限： 10课时 指导教师签名： 课程负责人签名： 2011年07月 01日 目录 一． 摘要 - 3 - 二．正文 - 4 - 2.1 Linux内存 - 4 - 2.1.1 Linux操作系统内存管理 - 4 - 2.1.2 Linux存储管理的基本框架 - 4 - 2.1.3 Linux对虚拟内存的管理 - 5 - 2.1.4 Linux对物理内存的管理 - 6 - 2.1.5 缓存和刷新机制 - 7 - 2.1.6 小结 - 9 - 2.2 进程调度 - 10 - 2.2.1 Unix进程调度 - 11 - 2.2.2 Linux的进程调度 - 12 - 2.2.3 小结 - 16 - 四．关键字 - 16 - 五．参考文献 - 16 - 摘要 1.1 Linux支持虚拟内存, 就是使用磁盘作为RAM的扩展，使可用内存相应地有效扩大。核心把当前不用的内存块存到硬盘，腾出内存给其他目的。当原来的内容又要使用时，再读回内存。这对用户全透明：运行于Linux的程序只看到大量的可用内存而不甘心哪部分在磁盘上。当然，读写硬盘比真的内存慢(慢千倍)，所以程序运行较慢。用做虚拟内存的这部分硬盘叫对换空间。Linux可以使用文件系统中的普通文件或单独的分区作为对换空间。对换分区更快，但对换文件更易于改变大小(无须对硬盘重分区)。如果知道要多少对换空间，应该用对换分区；如果不能确认，可以先用对换文件，用一段时间后再根据所需空间建立对换分区。Linux允许同时使用多个对换分区和/或对换文件。即如果偶尔需要更多的对换空间，可以随时建立一个额外的对换文件。 1.2 以Linux ，Unix ，Windows操作系统为例，分析其进程调度策略，以期对进程调度过程有更深层次的认识 二．正文 2.1 Linux内存 2.1.1 Linux操作系统内存管理 Linux是一个遵循POSIX（Portable Operating System Interface）标准的操作系统，它继承了UNIX系统优秀的设计思想，拥有简练、容错强、高效而且稳定的内核。此外Linux还具备其他操作系统所不能比拟的优点。①：完全免费；②：内核源代码完全公开。 Linux内核拥有一个功能完备的内存管理子系统,它增加了对NUMA（非均匀存储结构）体系结构的支持并且使用了基于区(ZONE)的物理内存管理方法,从而保持了物理上连续分布、而逻辑上统一的内存模式和传统的共享内存编程模型,使得系统的性能得以极大的扩展。这样Linux不仅能够满足传统的桌面应用,而且还能满足高端服务器市场的需要。目前，Linux不仅在Internet服务器上表现出色，而且还可以胜任大型数据库系统的服务器。 2.1.2 Linux存储管理的基本框架 Linux内核采用虚拟页式存储管理，采用三次映射机制实现从线性地址到物理地址的映射。其中PGD为页面目录，PMD为中间目录，PT为页面表。具体的映射过程为： ⑴从CR3寄存器中找到PGD基地址； ⑵以线性地址的最高位段为下标，在PGD中找到指向PMD的指针； ⑶以线性地址的次位段为下标，在PMD中找到指向PT的指针； ⑷同理，在PT中找到指向页面的指针； ⑸线性地址的最后位段，为在此页中的偏移量，这样就完成了从线性地址到物理地址的映射过程。 32位的微机平台如Intel的X86采用段页式的两层映射机制，而64位的微处理器采用三级分页。对于传统的32位平台，Linux采用让PMD(中间目录)全0来消除中间目录域，这样就把Linux逻辑上的三层映射模型落实到X86结构物理上的二层映射,从而保证了Linux对多种硬件平台的支持。 2.1.3 Linux对虚拟内存的管理 虚拟内存不仅可以解决内存容量的问题，还可以提供以下附加的功能：大地址空间；进程保护；内存映射；灵活的物理内存分配；共享虚拟内存。 Linux对虚拟内存的管理以进程为基础。32位的线性地址映射的4G的虚拟空间中，从0XC0000000到0XFFF