系统架构师备考：存储管理与设备管理考点梳理与实战心得-北京尧图网络

很多考系统架构师的同行复习到“操作系统知识”这一章的时候最容易卡壳的往往不是进程管理而是存储管理和设备管理这两块。原因其实很简单一是概念抽象逻辑地址、物理地址、页表、快表、DMA、通道、SPOOLing名词堆在一起不彻底理解就成了一团浆糊二是这部分特别喜欢出小计算页表换算、缺页次数、磁盘寻道长度算错一步整道题就白给三是案例分析题里经常拿存储瓶颈、I/O瓶颈做素材光背概念根本答不到得分点上。我备考那年在这两块上反复折腾过后来把教材重新拆了一遍按“这东西到底解决什么问题”的思路重新整理了一份笔记再回去做历年真题正确率明显不一样。这篇就把我梳理出来的框架和实战心得写出来适合正在备考系统架构师、或者想系统过一遍操作系统存储与设备管理部分的同行参考。内容不需要你一下子全记住但跟着走一遍至少能把这些考点串成一条线。1. 存储管理到底在管什么从地址转换看操作系统的基本盘开始抠细节之前先把存储管理的目标想清楚。操作系统管内存本质上就三件事第一多个进程怎么把有限的内存分着用而且互相不干扰第二程序员写的程序用的是逻辑地址硬件需要物理地址两者怎么对上第三内存不够用的时候用什么样的策略来换入换出。这三件事就是存储管理的全部。1.1 逻辑地址和物理地址程序员看到的世界和硬件运行的世界先解决一个最容易混淆的概念。一个C程序里声明数组后你通过下标去访问元素这个下标在编译链接阶段形成的是逻辑地址。逻辑地址是相对于程序自身的它描述的是“这个变量在我这个程序空间里的哪个位置”而不是它在内存条上真正待的位置。物理地址则是内存单元的真实编号是内存硬件能直接认识的地址。举个生活化的例子逻辑地址相当于你手绘的办公室分布图上标的“3号工位”物理地址相当于工位上贴的固定资产编号。外人来找你只看工位图是找不到的必须有一张“3号工位对应资产编号XX-XX-XX”的对照表这张对照表就是地址映射的核心。把逻辑地址转成物理地址的过程叫重定位。重定位有静态和动态两种静态重定位程序加载到内存时由装载器一次性把所有指令里的地址都改成物理地址。优点是简单缺点是程序一旦装入内存就不能再移动了想换出换入也很麻烦因为物理地址已经写死到指令里了。动态重定位程序加载时不改指令里的逻辑地址运行时每次访问内存由硬件基址寄存器地址加法器在瞬间做一次“逻辑地址基址”的换算。现代操作系统基本都是动态重定位原因很简单程序可以在内存里移动可以先换出再换入配合虚拟存储做灵活调度。理解这个区别很重要。后面讲分页、分段、虚拟存储本质上都是在解决“逻辑地址和物理地址怎么快速可靠地对应起来”这一件事只是做法越来越精巧。1.2 连续分配和内存碎片固定分区、动态分区与紧凑最原始的存储管理方式是连续分配也就是给每个进程一块连续的内存区域。连续分配又分两代固定分区系统启动时把内存切成若干固定大小的小块每个分区装一个进程。优点是简单缺点是分区大小很难定定小了大进程装不下定大了小进程用不满小块里浪费的空间就是内部碎片。考试里选择题经常让你判断“内部碎片和外部碎片分别出现在哪种分配方式”固定分区对应内部碎片。动态分区进程来多少就给多少按需切割内存。这种方案没有内部碎片但频繁加载、卸载进程后内存里会出现很多零散的小空洞每个洞都小到装不下新进程加起来却不少这叫外部碎片。为了解决外部碎片就有了紧凑技术把内存里所有进程往一端搬移把分散的空洞合并成一个大空闲区。代价是搬移过程要占用CPU时间进程也不能运行所以频繁紧凑并不划算。考试如果问你“紧凑技术到底解决的是内部碎片还是外部碎片”答案是外部碎片这里容易踩坑。动态分区还有一个考点就是空闲分区分配算法常见的有三种算法策略优点缺点首次适应FF从低地址开始找第一个能装下的分区实现简单分配快低地址容易形成大量小碎片最佳适应BF找所有能装下分区里最小的那个尽量保留大分区碎片更琐碎查找慢最坏适应WF找最大的那个分区切剩余分区不会太小大分区被快速切没对大进程不友好实际系统中首次适应和最佳适应都比较常见最坏适应用得少。选择题里如果问“哪种算法最容易产生大量难以利用的小碎片”多数情况指的是最佳适应因为它是“按需精切”切到最后全是边角料。1.3 覆盖与交换给内存扩容的两种土办法在虚拟存储技术成熟之前人们想了两招让程序能突破物理内存上限。覆盖的思路是一个程序没必要把全部代码和数据同时留在内存里。比如一个程序有主模块、模块A和模块BA和B不会同时执行那就可以让A和B共享同一块内存区域。放在谁身上用呢开发者在编程阶段就要手工划分覆盖结构所以覆盖是“程序员的活”操作系统只提供支持。这个知识点现在考得不多但偶有选择题会问“覆盖技术要求程序员提供覆盖结构”要能识别。交换的思路更宏观以进程为单位把整个进程从内存换到磁盘的交换区把另一个进程从磁盘换入内存。它的意义在于多道程序的并发度不用再受物理内存总容量的限制。但交换有几个代价一是换出时进程状态要完整保存换入后要能恢复二是进程换入换出时不能执行调度器要把它挂起三是交换区大小和换出时机的选择有讲究。理解交换之后再去看虚拟存储里的请求分页会发现思路是一脉相承的——只不过交换换整个进程分页换的是页面。2. 分页分段与地址换算一张页表看穿考试的底层逻辑连续分配的碎片问题让人意识到能不能不要求进程“整块连续”分页存储管理就是在这种背景下出现的。它把物理内存切成等大的页框把进程的逻辑空间切成同样大小的页面。一个进程的页面可以不连续地散落在各个页框中只要有一张页表维护映射关系就行了。2.1 分页存储管理物理内存按框切逻辑空间按页切分页的思路相当于把一个大蛋糕先切成固定大小的方块进程需要吃几块就拿几块不需要一整块完整蛋糕。页面大小一般是2的整数次幂比如4KB。为什么必须是2的幂因为这样地址转换可以用位运算快速完成——逻辑地址的低位直接就是页内偏移高位是页号不需要除法。别小看这个设计它直接影响地址转换的速度而地址转换是每条指令访问内存都会涉及的慢一点都不行。页表就是一张“页号 → 页框号”的映射表。硬件访问一个逻辑地址时先查页表拿到页框号再拼接页内偏移合成物理地址。这张表存在哪存在内存里。这样一来每条访存指令要多访问一次内存去查页表性能损失接近一半所以硬件引入了快表TLBTranslation Lookaside Buffer把最近访问过的“页号→页框号”缓存到CPU的快速存储里。TLB命中率直接决定存储系统的性能这也是案例题里常常提到的优化点。2.2 地址转换实操一道十六进制换算题讲透很多人在页表换算题上丢分不是因为不懂原理而是十六进制和二进制转换不够熟。我拿一道典型例题演示完整过程假设页面大小为4KB某进程的逻辑地址为0x3A25当前页表映射关系为0号页→2号页框1号页→5号页框2号页→8号页框3号页→7号页框。求对应的物理地址。第一步确定页内偏移位数。4KB等于2的12次方所以逻辑地址低12位是页内偏移高4位是页号。第二步把0x3A25拆开。0x3A25用二进制表示是0011 1010 0010 0101其中高4位0011就是页号3低12位1010 0010 0101是页内偏移也就是十六进制的0xA25。第三步查页表3号页对应7号页框。第四步拼物理地址。因为页面大小是2的幂所以不用做乘法直接把页框号7和页内偏移0xA25拼接起来物理地址就是0x7A25。如果是非2的幂的分区式内存那就得老老实实用“基址偏移”计算。这里要注意分页和分段的区别分页的页面大小固定且为2的幂所以能拼接分段的段长是可变的不能简单拼接必须用段基址加上段内偏移。考试里还可能问你“逻辑地址0x3A25的页号是几、页内偏移是几”或者“访问该地址需要查几次页表”。后者在多级页表场景下有标准答案N级页表需要N1次访存N次查表加1次真正取数据但有了快表后命中时只需要1次。2.3 分段存储管理按用户视角的逻辑模块划分分页是物理视角的方案它压根不管程序的结构只是机械地把逻辑空间切成等大的页。但程序员写代码时是一个模块一个模块组织的代码段、数据段、栈段、堆段每个段的逻辑功能不同需要的保护属性也不同代码段只读数据段可读写。分段存储管理正是按这种用户视角来划分内存的。段的长度不再是固定大小而是由逻辑结构决定这带来了几个特性便于共享两个进程想共享一个库只要让各自的段表项指向同一个段不用像分页那样按页粒度的共享那么麻烦。便于保护段表项里可以标记读写权限访问越权时会触发保护异常。段长可变所以地址转换是“段号→段基址段长”的映射不能直接拼接页内偏移。分页没有外部碎片但有内部碎片分段没有内部碎片但有外部碎片——因为段长可变进程装载和释放后内存里会留下碎片。这个概念考得非常多建议用对比表反复看几遍维度分页分段段页式地址结构页号页内偏移段号段内偏移段号页号页内偏移页面/段长固定2的幂可变段可变段内页面固定是否对用户透明透明用户无感知可见按逻辑模块划分系统级结合两者外部碎片无有无内部碎片有无有便于共享和保护较麻烦方便兼顾段页式是两者的结合逻辑地址先按分段结构分成“段号段内逻辑地址”段内逻辑地址再按分页机制进一步划分成“页号页内偏移”。访问时要先查段表、再查页表两次内存访问加上一次真正的数据访问等于三次访存所以同样依赖快表来加速。系统架构师考试对这个点的考查频率很高特别是“段页式访问一个数据需要几次访存”这类题目答案要能脱口而出。3. 虚拟存储与页面置换抖动的本质是对局部性的背叛分页和分段解决了内存利用率问题但还没解决“程序比内存还大怎么办”的问题。虚拟存储的答案是别把整个程序都装进内存让CPU只加载当前正在用的那部分其余留在磁盘上用的时候再按需调入。3.1 虚拟内存的底气局部性原理虚拟存储能成立靠的是局部性原理。这个原理说人话就是程序在一小段时间里访问的指令和数据都集中在某个局部区域。一个循环会被反复执行循环体里的指令自然反复用到这是时间局部性一个数组会按顺序连续访问相邻地址的数据被一起取进来这是空间局部性。局部性原理的意义在于既然进程当前用到的页面只占整体的一小部分那么只要把这部分放进内存进程就能正常运行。当某条指令要访问的页面不在内存时硬件触发缺页中断操作系统从磁盘把页面读入内存然后重新执行这条指令。这个“按需调页”的机制就是请求分页虚拟存储的核心。这里要纠正一个认知误区虚拟存储不是把你的物理内存变大了而是它替你管理了“磁盘充当内存”这件事。物理内存装不下时进程照样能跑只是速度会大打折扣。3.2 OPT、FIFO、LRU、Clock四个算法的本质差异页面需要换出时选哪个页面滚蛋就是页面置换算法的事。学校教材和软考大纲里四个算法必须彻底搞清楚OPT最佳置换算法选择未来最长时间不会被访问的页面换出。它缺页率理论上最低但未来不可预知所以只能作为衡量其他算法优劣的基准。真题里如果给出未来页面走向让你算OPT的缺页次数那直接按定义数就行。FIFO先进先出换出最早进入内存的页面。实现最简单用一个队列就行。但它可能出现Belady异常——增加分配给进程的页框数缺页次数反而增加了。这个反直觉现象是高频考点。LRU最近最久未使用换出最长时间没被访问的页面。它利用局部性原理认为最近没用的将来大概率也不用。性能好但要在访问时维护“最近使用时间”硬件开销大。Clock时钟置换算法也叫二次机会算法是LRU的一种近似实现。每个页面有一个使用位页面被访问时置1需要淘汰时像时钟指针一样循环扫描遇到使用位为1就改成0并跳过遇到0就淘汰。它用很小的代价换取了接近LRU的效果。操作系统教材里的改进型Clock还考虑了修改位优先淘汰没被修改过的干净页面因为脏页面换出前需要写回磁盘代价更大。考选择题时最常出现的坑是“LRU必须基于过去的信息OPT必须基于未来的信息”两者不要搞混。3.3 手算缺页次数不要偷懒算一遍就记住了前面说的都是概念这里我建议你跟着我算一遍。给定页面走向1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5分配给进程的页框数为3分别求FIFO和LRU的缺页次数。FIFO的推演过程我直接在表里标出来页面走向123412512345页框状态11,21,2,32,3,43,4,14,1,21,2,51,2,51,2,52,5,35,3,43,4,5是否缺页×××××××√√×××FIFO一共缺页10次。注意第8位和第9位的1、2是命中的因为5换入时淘汰的是41和2还在页框里。LRU的推演是另一个故事访问4时淘汰1访问1时淘汰2访问2时淘汰3访问5时淘汰4访问3时淘汰5访问4时淘汰1访问5时淘汰2最终也是缺页10次。这个例子里两种算法缺页次数恰好一样但淘汰的选择完全不同。很多同学在这里产生疑惑觉得LRU不是更优吗对一个具体序列LRU并不总是优于FIFO只是总体上通常更好真正关键的区别是FIFO有Belady异常LRU没有。我个人的刷题经验是置换算法一定别只背结论拿出一张草稿纸把页框一行一行推过去推完一个序列所有细节都记住了。网上那些“FIFO缺页9次”的说法多半是因为把命中页面挪到队尾或者没遵守淘汰顺序算错了。3.4 工作集与抖动为什么越换越慢页面置换算法解决的是“换谁出去”而工作集理论回答的是“到底应该给进程多少页框才够用”。所谓工作集是进程在一段时间窗口内实际访问的页面集合。如果操作系统分给进程的页框数小于它的工作集大小进程就会频繁缺页CPU大部分时间都在等磁盘I/O系统吞吐量断崖式下跌这就是抖动。抖动的本质是“并发度过高导致每个进程的内存都不够用”。处理抖动的常用策略有采用局部置换策略让一个进程的缺页只影响它自己不让别的进程遭殃。挂起部分进程把它们的页面抢过来分配给正在运行的进程等系统压力小了再恢复。控制多道程序度不让同时运行的进程数量超过内存能承受的极限。系统架构师案例题里如果给你一个数据库服务器的内存配置让你分析为什么数据库突然变慢很大概率就落在“内存分配不合理导致缺页率上升”这个套路上。答题时把工作集和抖动的逻辑链写清楚比堆一堆监控数据管用得多。4. 设备管理的本质I/O 控制演进、缓冲与 SPOOLing存储管理管的是内存设备管理管的是外设和I/O系统。外设种类多、速度差异大、工作方式完全不同所以设备管理的第一件事就是分类。4.1 设备分类和目标为什么有的设备叫块有的叫字符设备大体有两种分类维度按信息交换单位分块设备以数据块为单位读写比如磁盘、SSD可以随机访问传输速度相对快字符设备以字符为单位读写比如键盘、串口只能顺序访问速度差异很大。按资源性质分独占设备一次只能给一个进程用比如打印机、磁带机共享设备允许多个进程交替使用比如磁盘虚拟设备是通过软件技术把独占设备改造成可共享的逻辑设备最有名的例子就是用SPOOLing技术改造打印机。设备管理要干的事也就清晰了一是为进程分配设备避免争抢冲突二是控制设备完成数据传输三是提供设备独立性让用户用逻辑设备名访问不必关心底层物理设备的具体型号四是应对设备故障和异常。4.2 I/O控制方式的四层演进设备管理最核心的考点是I/O控制方式的演进这个脉络其实非常清晰第一层程序查询方式。CPU不断轮询设备状态寄存器直到设备准备好才传输数据。整个过程CPU都在忙等效率极其低下但实现最简单。可以用“排队打饭时一直盯着阿姨有没有抬头”来理解。第二层中断驱动方式。CPU发出I/O命令后不再空转而是去执行其他任务设备完成操作后通过中断通知CPU。这一下把CPU从等待中解放出来。但问题还在每次传输一个字或一个字节都要触发一次中断中断次数太多CPU大量时间花在中断处理上。第三层DMA直接存储器访问方式。DMA控制器接管数据搬运工作CPU只需要设置好源地址、目的地址和传输长度然后就可以去干别的。数据块传完后DMA发一次中断通知CPU。这就相当于你雇了一个跑腿小哥让他一次帮你把一箱文件搬到隔壁楼搬完给你打个电话你不需要一页一页自己跑。第四层通道方式。通道是独立的I/O处理器有自己的指令系统可以执行通道程序控制多台设备的复杂I/O过程。CPU只需发起一个I/O指令后面的整套操作由通道自主完成。这相当于你给跑腿公司下单公司自己派人、自己规划路线、自己交货你只管最后验收。这四层的演进关系每一年考试几乎都会碰到核心逻辑是“CPU参与程度越来越低设备智能程度越来越高”。4.3 缓冲技术解决速度不匹配与数据黏滞CPU和打印机速度相差几个数量级如果CPU直接把数据一条条送给打印机那CPU基本就瘫痪了。缓冲技术的用途就在这里在内存里划出一块区域暂时存放数据让速度不匹配的双方向通过缓冲区交换数据。单缓冲是设备先把数据送入缓冲区CPU再取走处理两者的操作串行。双缓冲则可以让设备填满第一个缓冲区的同时CPU处理第二个缓冲区交替进行实现一定程度的并行。如果题目问双缓冲对某个工作的平均处理时间可以套公式每块处理时间≈max(CPU处理时间, I/O传输时间)直接存储器访问开销。循环缓冲和缓冲池则是更通用的扩展多个缓冲区首尾相连或组成池子供不同设备共享。这块考得不算深但“为什么引入双缓冲”“单缓冲和双缓冲在生产率计算上的区别”是常见选择题建议把两道典型的生产者消费者算例做一遍比单纯背概念强。4.4 SPOOLing与虚拟设备把独占设备变成可共享的设备SPOOLing可能是设备管理里最贴近实战的考点因为它体现了“用软件改造硬件资源”的典型思路。SPOOLing的核心构成有四部分输入井和输出井它们都建立在磁盘上用来暂存数据输入缓冲区和输出缓冲区位于内存输入进程和输出进程负责模拟外围设备。以打印任务为例多个进程同时请求打印时各自的输出内容先被写入磁盘上的输出井形成打印队列输出进程按队列顺序把数据发送给打印机。每个进程看起来都觉得自己独占了一台打印机但实际上打印机是被多个进程轮流使用的。这个机制的价值不必多说它解决了独占设备利用率低的问题还间接缓解了“进程持有打印机等另一个设备”导致的死锁风险。考试如果问你“SPOOLing离不开哪两种硬件的配合”答案是磁盘和内存如果问你“SPOOLing技术把独占设备变成了什么设备”答案是虚拟设备也有人叫逻辑设备这两个说法都对。设备分配与死锁的关系也是容易混淆的点安全分配方式进程发出I/O请求后进入阻塞态直到I/O完成才唤醒相当于“持有不再等待”不会死锁但设备利用率低不安全分配方式进程可以继续运行等待设备设备利用率高但可能造成“拿着A设备等B设备”的循环等待。选择题问你“哪种分配方式可能导致死锁”答案是不安全分配。5. 磁盘调度与存储可靠性案例分析里最常被当作素材的考点设备管理里性价比最低、最容易被临时抱佛脚的是磁盘这块。它出现率不低而且不管选择题还是案例题都能拿来出题所以有必要系统梳理。5.1 磁盘的读写模型寻道延迟、旋转延迟、传输时间一次磁盘读写花的时间由三块组成寻道时间磁头移动到目标磁道、旋转延迟盘片转到目标扇区、传输时间读写数据本身。旋转延迟的平均值怎么算如果磁盘转速是7200转/分那么转一圈的时间是60/7200秒也就是8.33毫秒平均旋转延迟取半圈约4.17毫秒。这类题在软考里出现过不止一次给你转速和平均寻道时间让你算平均访问时间你只要把平均寻道时间加上平均旋转延迟再加上传输时间通常题目会给一个很小的固定值就能拿到分。传输时间一般很小很多时候甚至可以忽略但题目明确给了就一定要加进去。5.2 磁盘调度算法从FCFS到CSCAN磁盘调度算法的目标很朴素减少磁头移动的总距离从而降低平均等待时间。考试常考五个算法FCFS先来先服务按请求到达顺序处理公平但没有优化可能让磁头在磁盘上乱跑。SSTF最短寻道时间优先每次处理离当前磁道最近的请求。平均寻道距离短但可能出现“饥饿”——远处的请求一直等不到服务。SCAN电梯算法磁头先朝一个方向移动沿途处理请求走到头再反向像电梯上下楼。这个算法不会饥饿但“走到头”这一要求有点机械。C-SCAN循环扫描单向服务磁盘头从一端走到另一端处理途中请求然后立刻跳回起点。对每个磁道的等待时间更均匀。LOOK和C-LOOKSCAN和C-SCAN的优化版磁头只移动到最远的请求位置就回头不用真的走到磁盘端点。我拿一个经典算例演示计算。假设当前磁头位于53号磁道请求队列是98、183、37、122、14、124、65、67磁头向磁道号增大的方向移动。SSTF的服务顺序是53→65→67→37→14→98→122→124→183移动总量为12230238424259236。SCAN的服务顺序是53→65→67→98→122→124→183然后回头→37→14移动总量为122312425914623299。这类计算题没什么难度但特别考验细心。我给你的建议是先列一个“当前磁道→下一个服务磁道”的表格再算每一段的差值最后求和步骤写清楚千万别用嘴算跳步。选择题里陷阱基本都出在“方向搞反了”或者“SSTF不是贪心到最小值而是每一步贪心”。5.3 RAID级别软考反复出现但总是记混的一张表RAID算不算设备管理严格说它是存储系统层面的技术但系统架构师考试里它一般出现在存储相关的选题或案例里和磁盘知识同时出现。RAID的核心思想是把多块物理磁盘组合成一个逻辑存储池通过冗余或条带化提升性能或可靠性。历年常考的就四个级别用一张表就能理清RAID级别最少磁盘数容错能力空间利用率特点典型场景RAID 02无100%条带化读写性能高临时数据、高速缓存RAID 12允许坏1块50%镜像写性能略降系统盘、关键日志RAID 53允许坏1块(n-1)/n分布式奇偶校验文件服务器、通用存储RAID 104每个镜像对允许坏1块50%先镜像后条带核心数据库选择题最喜欢的问法RAID 5至少需要几块盘坏了能容忍几块RAID 0和RAID 1哪个有冗余空间利用率差多少。这类题只要把上面的表刻进脑子里基本不丢分。还有一个容易迷惑的点RAID 10和RAID 01的区别前者是先镜像再条带后者是先条带再镜像从可靠性角度RAID 10明显更优因为RAID 01里一个镜像对坏掉一块盘整个条带组就废了。6. 这套知识怎么变成应试分题型分布、做题顺序和易错点最后把前面所有内容落到“拿分”这件事上。我问过不少一起备考的同行发现大家共同的困惑是知道概念但题目换个问法就认不出来了。这里面有规律可循。6.1 选择题里反复出现的三个挖坑点第一个坑是逻辑地址和物理地址的概念偷换。题目说“程序员看到的是物理地址”或者“链接后生成的是物理地址”都是错的。编译链接生成的是逻辑地址加载或运行时才变成物理地址。第二个坑是页面置换的Belady异常。题目问“哪种置换算法可能出现进程分配的页框数增加缺页率反而升高”你得立刻反应是FIFO。如果问“哪种算法不可能出现”答案通常是LRU——因为LRU属于栈式算法页框增加时缺页数只会减少或保持不变。第三个坑是通道和DMA的区别。DMA一次传输仍需要CPU设置参数、收到一个中断通道可以执行通道程序管理多台设备处理更复杂的I/O过程。选项里如果说DMA可以执行通道程序那就是错的。6.2 案例题里的结合点存储瓶颈和I/O瓶颈案例分析题不会只考“页面置换算法选哪个”它喜欢把存储管理、设备管理嵌在一个真实场景里。举几个常见套路给一个进程的虚拟内存配置和缺页率监控数据让你分析系统变慢的原因。这时你要答出内存分配不足→驻留集小于工作集→缺页频繁→CPU等待I/O→吞吐量下降并给出增加内存、调大工作集窗口或减少并发进程数的应对方案。给一个数据库服务器的存储架构涉及RAID级别选择。你要能从可靠性和性能两个维度分析为什么选RAID 10而不是RAID 5。这里的核心论据是数据库读多写少但写请求对性能极度敏感RAID 10写操作不需要计算校验值所以延迟更稳定。给一个I/O密集型系统的设备配置让你指出瓶颈。答题思路基本是先看CPU参与I/O的程度再看缓冲是否足够再看磁盘调度策略是否合理最后看是否有设备分配导致的资源等待。我复习时有个习惯每做一道案例题先用一句话写出“出题人到底想考哪个知识点”再去对答案。这个方法帮我避免了大量“读题都懂写答案就跑偏”的情况。6.3 梳理体系比刷题更重要一条线串起所有考点如果你时间紧张我建议你放下题海先按这条线把知识点串一遍程序编译出逻辑地址动态重定位把逻辑地址映射到物理地址连续分配有碎片所以有了分页、分段单级页表开销大所以有多级页表和快表内存不够用所以有虚拟存储和页面置换外设速度慢、种类杂所以有I/O控制方式演进、缓冲技术、SPOOLing和磁盘调度。每一环都是在解决前一个方案留下的问题这样前后是连得上的而不是散落的记忆点。我做真题的时候发现近五年的选择题里存储和设备的题目占比基本稳定页表换算、页面置换、磁盘调度这三类计算题几乎年年都有。这三类题不偏不怪只要按前面3.3节和5.2节的方法亲手算过一遍考场上是实打实的送分题。最后说点个人体会存储管理和设备管理这两章很多内容乍看和工作关系不大但设计一个系统、排查一个线上故障时你迟早会在内存占用和I/O等待上跟它们打照面。当时我啃这些知识点纯粹为了应付考试后来做架构评审时才发现那些关于内存换页、I/O调度、RAID选择的判断全都在这里打过底。备考的过程虽然枯燥但这些底层知识带来的回报往往比我预想的更持久。

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