2017-2018-1 20155229 《信息安全系统设计基础》第十一周学习总结
教材学习内容总结
虚拟存储器
- 虚拟存储器是计算机系统最重要的概念之一，它是对主存的一个抽象
- 虚拟存储器的三个重要能力：
它将主存看成是一个存储在磁盘上的地址空间的高速缓存，在主存中只保存活动区域，并根据需要在磁盘和主存之间来回传送数据，通过这种方式，高效的使用了主存
它为每个进程提供了一致的地址空间，从而简化了存储器管理
它保护了每个进程的地址空间不被其他进程破坏
地址空间
- 地址空间是一个非负整数地址的有序集合：{0,1,2,……}
- 线性地址空间：地址空间中的整数是连续的。
- 虚拟地址空间：CPU从一个有 N=2^n 个地址的地址空间中生成虚拟地址，这个地址空间成为称为虚拟地址空间。
- 地址空间的大小由表示最大地址所需要的位数来描述。N=2^n：n位地址空间
页面
一个数据结构，存放在物理存储器中，将虚拟页映射到物理页。
（1）页表就是一个页表条目PTE的数组。
PTE：由一个有效位和一个n位地址字段组成的，表明了该虚拟页是否被缓存在DRAM中。
（2）页表的组成：有效位+n位地址字段
设置了有效位：地址字段表示DRAM中相应的物理页的起始位置，这个物理页中缓存了该虚拟页。
缺页
指DRAM缓存不命中。
缺页异常：会调用内核中的缺页异常处理程序，选择一个牺牲页。
页面调度（交换）：磁盘和存储器之间传送页的活动。
按需页面调度：直到发生不命中时才换入页面的策略，所有现代系统都使用这个。
存储器
存储器映射
1、共享对象
2、私有对象
3、fork函数：应用了写时拷贝技术。为每个进程保持了私有地址空间的抽象概念。
4、execve函数：将程序加载到存储器。
5、map函数：
（1）创建新的虚拟存储器区域。
（2）删除虚拟存储器
动态存储器分配
分配器的两种基本风格：
显示分配器-malloc和free
隐式分配器/垃圾收集器
1、malloc函数：从堆中分配块。
#include <stdlib.h>
void *malloc(size_t size);
//成功返回指针，指向大小至少为size字节的存储器块，失败返回NULL
2、free函数：释放已分配的堆块。
#include <stdlib.h>
void free(void *ptr);
//无返回值，ptr参数必须指向一个从malloc、calloc或者reallov获得的已分配块的起始位置。
3、分配器的要求和目标
4、碎片：虽然有未使用的存储器，但是不能用来满足分配请求。
5、隐式空闲链表
6、放置策略：放置已分配的块。
7、申请额外的堆存储器
#include <unistd.h>
vid *sbrk(intptr_t incr);
//成功则返回旧的brk指针，出错为-1
通过将内核的brk指针增加incr来扩展和收缩堆。
8、合并空闲块
合并是针对于假碎片问题的，任何实际的分配器都必须合并相邻的空闲块。
教材学习中的问题和解决过程
- 问题一：为什么动态内存分配申请后，还要再释放？
-解决：
动态数组的构造
假设动态构造一个int型一维数组
int p=(int)malloc(int len);
本句中分配了两块内存，一块内存是动态分配的，总共len个字节，另外一块是静态分配的，并且这块内存是p变量本身所占的字节，总共4个字节。
malloc只有一个int型的形参，表示要求系统分配的字节数。
malloc函数的功能是请求系统len个字节的内存空间，如果请求分配成功，则返回第一个字节的地址，如果分配不成功，则返回NULL。malloc函数能且只能返回第一个字节的地址，所以我们需要把这个无任何实际意义的第一个字节的地址（俗称干地址）转化为一个有实际意义的地址，因此malloc前面必须加（数据类型*），表示把这个无实际意义的第一个字节的地址转化为相应类型的地址。如：
int *p=(int*)malloc(50);
表示将系统分配好的50个字节的第一个字节地址转化为int*型的地址，更准确的说是把第一个字节的地址转化为四个字节的地址，这样p就指向了第一个的四个字节，p+1就指向了第2个的四个字节，P+i就指向了第2个的四个字节，p+i就指向了第i+1个的4个字节。p[0]就是第一个元素，p[i]就是第i+1个元素
double *p=(double*)malloc(80);
表示将系统分配好的80个字节的第一个字节的地址转化为double*型的地址，更准确的说是把第一个字节的地址转化为8个字节的地址，这样p就指向了第一个的8个字节，p+1就指向了第二个的8个字节，p+i就指向了第i+1个的8个字节。p[0]就是第一个元素，p[i]就是第i+1个元素。
4 . free(p);
表示把p所指向的内存给释放掉，p本身的内存是静态的，不能由程序员手动释放，p本身的内存只能在p变量所在的函数运行终止时由系统自动释放。
静态内存和动态内存的比较：
静态内存是有系统自动分配，由系统自动释放。 静态内存是在栈分配的。
动态内存是由程序员手动分配，手动释放。 动态内存是在堆分配的。
代码调试中的问题和解决过程
无
代码托管
上周考试错题总结
9(多选题|1分)
Unix/Linux中，对于代码fd=open("foo",O_WRONLY,0766),umask=022,下面说法正确的是()
:
A . 进程对foo是只写的
B . 同组成员能写foo
C . 使用者可以执行foo
D . 任何人都可以写foo
正确答案：AC
10(多选题|1分)
关于open(2),下面说法正确的是（ ）
:
A . flag 参数中O_RDONLY,O_WRONLY,O_RDWR至少要有一个
B . O_RDONLY|O_WRONLY == O_RDWR
C . fd=open("foo.txt",O_WRONLY|O_APPEND,0),调用write(fd,buff,n)写入foo.txt的数据不会破坏已有数据。
D . fd=open("foo.txt",O_WRONLY|O_APPEND,0644),必将导致其他人不能写foo.txt
正确答案：AC
解析：
umask是chmod配套的，总共为4位（gid/uid,属主，组权，其它用户的权限）,不过通常用到的是后3个，例如你用chmod 755 file（此时这文件的权限是属主读(4)+写(2)＋执行(1),同组的和其它用户有读写权限)，默认情况下的umask值是022(可以用umask命令查看），此时你建立的文件默认权限是644(6-0,6-2,6-2)，建立的目录的默认权限是755(7-0,7-2,7-2)，可以用ls -l验证一下哦 现在应该知道umask的用途了吧，它是为了控制默认权限，不要使默认的文件和目录具有全权而设的
13(多选题|1分)
Linux中下列概念中可以用Unix I/O处理的是（）
:
A . 普通文件
B . 设备文件
C . 目录
D . 套接字
正确答案：ABCD
19
(单选题|1分)
输入输出是针对（）来讲的？
:
A . CPU
B . 主存
C . I/O设备
D . 计算机
正确答案：B
解析：
结对及互评
点评模板：
- 博客中值得学习的或问题：
-
- 代码中值得学习的或问题：
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本周结对学习情况
- [20155225](博客链接)
- 结对照片
- 结对学习内容
- 学习书上第九章内容
其他（感悟、思考等，可选）
本周主要学习的是第九章，很多的知识在其他课上有接触过。但这周大多数都是理论知识，所以学习时候主要是靠理解。
学习进度条
| 代码行数（新增/累积） | 博客量（新增/累积） | 学习时间（新增/累积） | 重要成长 | |
|---|---|---|---|---|
| 目标 | 5000行 | 15篇 | 400小时 | |
| 第一周 | 20/20 | 1/ | 12/12 | |
| 第二周 | 42/62 | 1/2 | 8/20 | |
| 第三周 | 62/124 | 1/3 | 14/34 | |
| 第四周 | 61/185 | 1/4 | 10/44 | |
| 第五周 | / | 2/6 | 13/57 | |
| 第六周 | / | 2/8 | 17/74 | |
| 第七周 | / | 2/10 | 15/89 | |
| 第八周 | / | 2/12 | 12/101 | |
| 第九周 | / | 2/14 | 10/111 | |
| 第十一周 | / | 1/16 | 12/123 |
尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。
耗时估计的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。
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计划学习时间:12小时
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实际学习时间:12小时
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改进情况：本周学习的内容较少，所以时间上画的不多
(有空多看看现代软件工程 课件
软件工程师能力自我评价表)