计算机体系结构(5)

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     * 计算机体系结构(5)
     *      存储器技术和优化
     *          #SRAM
     *              DRAM 本质是读取数据之后将其写回,在访问时间和周期时间存在差异,并需要进行刷新;
     *              SRAM 不需要,所以存在时间和周期时间非常接近
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     *          #DRAM
     *              读取数据之后将其写回,在访问时间和周期时间存在差异,并需要进行刷新;
     *              为了在每个芯片中容纳更多的位,采用一个晶体管保存一位数据
     *              信息读取的过程中会破坏该信息,必须进行修复。
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     *          #提高DRAM内存存储性能
     *          #闪存
     *          #存储系统的可靠性
     *      =========================================
     *      虚拟存储和虚拟机
     *          虚拟机被用作真实机器的独立的,高效的副本
     *          VMM概念
     *              为程序提供了和原始机器相同的运行环境
     *              在这种环境中运行程序的最糟糕情况也是速度慢一些
     *              可以完全控制系统资源
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     *          #通过虚拟存储器提供保护
     *              多道程序设计,几个同时运行的程序共享一台计算机资源
     *                  需要各个程序之间提供共享和保护能力,从而产生了进程的概念
     *                  进程就是一个程序运行和它继续运行的全部状态
     *                  任何时候都可以从一个进程切换到另一个进程,称为进程切换,上下文切换
     *              --操作系统和体系结构联合处理就能保证程序共享硬件内存而不受干扰
     *                  体系结构能够保证用户和限制进程访问资源,但是系统进程能够访问更多资源
     *              体系结构几点
     *                  1、提供至少两种模式
     *                      能够区分用户进程和系统进程——内核进程,
     *                  2、提供一部分处理器状态信息,用户进程只读不可写。
     *                       信息包括
     *                          用户/系统管理模式位
     *                          异常启用/禁用和存储保护位
     *                          --之所以禁止用户写入访问位是因为如果用户自己管理进程访问位则会
     *                              发生系统无法管理用户进程,导致进程行为失控
     *                  3、提供处理器能够通过用户模式转变为管理模式的反向逆转过程
     *                      前一种转化通常通过系统调用完成
     *                          使用一直特殊的指令将控制传递到系统管理的一个特殊位置代码空间
     *                          保存系统调用时刻的程序计数器,处理器转入管理模式
     *                      返回用户模式的过程类似一个全程返回
     *                          恢复到先前的用户/管理模式
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     *                 4、提供限制存储器访问的机制
     *                      在进行上下文切换的时候不需要将进程换出到磁盘就可以保证该进程的存储器状态
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     *          #通过虚拟机提供保护
     *              隔离和安全在现在操作系统中再次得到重视
     *              标准操作系统的安全性和可靠性出现问题
     *              许多不相关的用户共享一台计算机
     *              处理器性能的高速增长,使虚拟机的落地更容易
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     *              VM 商业价值优点
     *                  软件管理————提供整个软件运行时的程序栈 的抽象层——————这是基础软件设计的思想核心
     *                  硬件管理————程序独立运行————共享硬件————多核的云计算中心
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     *          #虚拟机监视器(VMM)要求
     *              定性需求
     *                  在VM运行程序和硬件的架构上运行没有什么不同,除了性能上的差异
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     *                  guest VM不能够会直接修改可以共享的资源
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     *          #虚拟机的指令集体系结构支持
     *              VMM必须确保客户系统只能和虚拟资源进行交流
     *              传统的客户操作系统是一种用户模式程序运行在VMM上
     *              如果一个客户操作系统试图通过特权指令进行访问或者修改硬件相关的信息
     *              它会向VMM发出指令陷阱,然后通过VMM找到适当的指令进行与实际资源进行适配
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