2019-2020-1 20175314「情報セキュリティシステム設計の基本」9週の学習の概要

今週の学習内容の要約

仮想メモリの概念と役割

仮想メモリの概念：

仮想メモリは、コンピュータシステムのメモリ管理技術です。これは、アプリケーションが利用可能な連続メモリ（連続フルアドレス空間）を持っていると思いますが、実際にそれが一部の物理メモリは、複数のフラグメントに分割する際、必要とされる外付けディスク・ストレージに通常であり、一時的に記憶しますデータ交換のため。現在、ほとんどのオペレーティングシステムは、このような「仮想メモリ」のWindowsファミリとして、仮想メモリを使用し、Linuxの「スワップ領域」を。

仮想メモリー効果：

コンピュータの役割で多くのメモリ、すべてのプログラムを実行しているコンピュータがメモリを介して実行する必要がある、または非常に多くの実行ならば、それは枯渇メモリにつながります。この問題を解決するために、仮想メモリ技術、使用中のウィンドウの仮想メモリが終了したときに、メモリ使用率、メモリ使用率として機能するハードディスクの空き容量の一部を思い付くために、コンピュータが自動的にメモリの緊張を緩和するためのメモリとして動作するようにハードドライブを呼び出します。コンピュータは、そのファイルの200メガバイトの容量を読むとき、あなたは比較的大きな仮想メモリを使用しなければならないことを、メモリがファイルの後に読み込まれる物理メモリの唯一の128メガバイトを、持っている場合の例として、第1の仮想メモリに保存され、メモリ、仮想メモリに保存されているすべての文書を待って、それが元のインストールディレクトリに仮想メモリに保存されたファイルのリリースに従います。
要約すると：仮想メモリ簡素化リンクは、負荷を簡素化し、簡素化し、共有メモリの割り当てを合理化します。

アドレス変換の概念

IPアドレスの枯渇は、CIDRの開発につながったが、主な目的は、既存のインターネットアドレスのCIDR有効利用を開発することです。そして、彼らはNAT RFC 1631（IPネットワークアドレス変換に基づいて複数のインターネットで同じIPサブネットを使用することができますが）登録されたIPアドレスの使用を減らすために開発されました。
NAT技術は、プライベートネットワークは、ネットワーク内に位置し、内部IPアドレスを担当するパケットを送信する前に外部ネットワークNATルータは、外部の法律に翻訳され、外の世界へのIPを登録するにはインターネットを介して接続することができますことができます。外部ネットワーク通信に内部ネットワークのホストは、同時に、内部アドレスの一部のみが翻訳されることができないように。
NAT変換はスタティック変換（スタティック変換）と動的変換（ダイナミック翻訳）2種類を取ることができます。静的には1対1の対応への内部と外部アドレスの1を翻訳します。ときに動的変換の使用に、アドレスプールの翻訳を使用して翻訳するアドレスを確認するためにNATが必要。送信データの送信元ポート技術を技術を用いPortmultiplexing、または変更するPAT（ポートアドレス変換）されているのと同じ外部アドレス、内部に複数のIPアドレスにマッピングすることができます。
内部に外部IPアドレスをマッピングするときは、TCP負荷分散技術を使用することができます。この機能を、内部ホストベースのラウンドロビンメカニズムを使用して、来る新しい外部接続は、別のホストに指示しました。注：外部アドレスの内部をほのめかしたときに負荷のみ有効distributiong。

メモリマップの概念

主マイクロプロセッサ（CPU）、メモリ、入出力インターフェース、バスなどによってコンピュータハードウェア。前記メモリは、コンピュータユニットの最も重要な機能の一つです。多くの場合、「メモリマップ」概念に遭遇した最近の研究では、私は徐々にこの概念について少し知っている、思考の後に、より抽象的に感じるようになったので、あなたと共有への書き込み、および私はあなたが正しい私を助け願っています。メモリは、黒板、月などのメモリセルのセット、メインメモリ一般に、ランダムアクセスメモリRAM（ランダムアクセスメモリ）、読み出し専用メモリROM（読み出し専用メモリ）、ランダムアクセスメモリRAMの二種類であります書き込み物事の内側に、あなたはどれが両方の読み取りデータは、書き込みデータことができ、消去して、新しいコンテンツを書き込むことができます。Aは、所定のコンテンツを読み出し、それを書き換えることができないメモリに記憶された所定の良いコンテンツに予め専用メモリROMを読み出します。RAMまたはROMのいずれかで、CPUが記憶部に記憶されている正確な情報を検索することができ、我々が通常のアドレスコードを識別するものであり、これらのメモリセルのための相互識別の違いを割り当てることができなければなりません。前パワーアップまたはリセットの実際の条件、コンピュータまたは他のプロセッサ（例えば、即ちA ARM、ノイマン型を使用してARMコアは、混合アドレッシング命令およびデータ・メモリを共有）の下で、メモリ・アドレスは、単にいくつかの符号化されていませんうまく電源投入後動作するために、物理メモリ、または組み込みコンピュータ・システム、メモリリソースは、関係1つのマッピングを構築することにより、所有するコンピュータまたはプロセッサを搭載したコーディングアドレスが必要です。一般に、プロセッサ設計者が各連続1メモリの値を割り当て、番号は自然数アドレスコードメモリ、この対応関係メモリと自然数の集合として進数16のコレクションにストレージ・ユニットのその数に等しいですメモリマップは、メモリマップは場合（リセット）組み込みシステム電源オン予備動作として理解することができます。

動的なメモリ割り当て

動的記憶割当て：動的スタック型動的メモリ割り当てまたは分配ヒープ二種類を含む、ストレージ・スペースの量を割り当てるターゲットプログラムまたはオペレーティング・システムのソース・プログラム・ステージ。主な必要性は、処理の動的なメモリ割り当て量の使用ではなく、すべての時間はあなたが設計し、ストレージ、組織の段階を実行する、コンパイル時に、実行時にコンパイラをすべての作業を行うと、各データ項目のためにそれを配置しますデータ領域の相対的な位置。

それは、以下の5つの方法に分けられます。

最初のフィットアルゴリズム（ファーストフィット）

最初のフィットアルゴリズム（ファーストフィット）分布の使用を説明するための我々の予備パーティションのチェーン例。FFアルゴリズムは、アドレス昇順リンクに予備のパーティションのチェーンが必要です。あなたが無料のパーティションの要件を満たすためにサイズを見つけるまでは、第一鎖開始から順にメモリを割り当てるとき、そして無料のパーティションがまだ残っている、ジョブのサイズ、パーティションから要求者に割り当てられたメモリ空間はさておきセットに従ってくださいアイドルチェーンに残しました。チェーンの最後までチェーンからの最初のパーティションの要件を満たしているものを見つけることができない場合は、メモリの割り当ては、復帰に失敗しました。このアルゴリズムは、それによってフリーゾーン高いサイトの大部分を維持し、サイトの低い一部の空きメモリパーティションの優先順位を使用する傾向があります。これは、条件を作成するためにメモリ空間を割り当てるために、大きな大きな仕事に到達するための将来のためです。欠点は、サイトの低い部分は、使用、小さな無料のパーティション、そして、彼らは間違いなく使用可能な空きパーティションのオーバーヘッドが増加します低アクセス部を、見つけるために開始されるたびに困難の多くを残して、分割され続けています。

サイクル最初のフィットアルゴリズム（次フィット）

アルゴリズムが作られた最初のフィットアルゴリズムから進化しています。プロセスのメモリ領域を割り当てるときは、もはや常に最初の鎖から探し始めるが、あなたが描画するから無料でパーティションの要件を満たしているものを見つけるまで、最後FOUNDパーティションアイドルから次の空きパーティションを見つけるために始めたではありませんメモリ要求等しいサイズにジョブを割り当てます。アルゴリズム：

検索開始ポインタを設定すると、無料のパーティションの検索、および環状の検索方法の開始時刻を示すために使用されます。
（チェーンの最後）最後の空きパーティションのサイズは、まだサイズ要件を満たしているとの比較、最初のフリーのパーティションへの復帰を要件を満たすことができない場合。
見つかったら、検索開始ポインタを調整しました。
このアルゴリズムは、より均等に無料のパーティションを探していたときにこのようにオーバーヘッド削減、分散メモリ空きパーティションを可能にしますが、それは大きな空のパーティションを欠くことになります。

ベストフィットアルゴリズム（ベストフィット）

アルゴリズムは：無料のパーティションが昇順無料のパーティションにソート無料のパーティションチェーン、無料のパーティションは、チェーンを形成しました。仕事と自由なパーティションサイズを見つけるたびに、第1のチェーンは、ジョブがメモリを割り当てるための適切なフリーのパーティションを見つけるたびに、いわゆるに最も近い「最高。」
利点は：最初は、仕事の空きパーティションに割り当てられたメモリのサイズに最も近いサイズを見つけることです。
短所：困難な外部断片化を大量に使用します。

最悪の適応アルゴリズム（ワーストフィット）

アルゴリズム：ベストフィットアルゴリズムでちょうど反対は、無料のパーティションを形成するために、パーティションのパーティションチェーンチェーンを惜しまう降順にソート、彼らは最初の空きパーティションを見て、それぞれの時間は、あなたが見つけることができたときに満たしています。
長所：高効率、見つけるのは簡単パーティション。
短所：ときに小さな仕事小型で大きな自由のパーティションにして、大きな仕事は、適切なフリーのパーティションを見つけることです。

高速適応アルゴリズム（クイックフィット）

分類アルゴリズムはまた、どのパーティションによれば、探索法と呼ばれる自由な複数のパーティションがシステム・リストに存在するように、フリー・リスト別のパーティションを確立するために、同じ容量で各クラスの空き容量サイズ分類、全てフリーのパーティションです、メモリ内のインデックス管理テーブルを確立しながら、フリーパーティションタイプ、レコード及びパーティションタイプフリーリスト・ヘッダへのポインタに対応するテーブルの各エントリ。フリーパーティション分類プロセスは等2キロバイト、4キロバイト、8キロバイトのような従来の空間分割、に従って行われる、そのような7キロバイト空き領域としてパーティションの他のサイズのため、8キロバイトのリスト上に配置されてもよい、またはこれは、フリーリストの特別な領域に配置することができます。このアルゴリズムの利点は、プロセスの長さが最低限スペアエリアリストがそれを保持し、割り当てられるべき最初のブロックを除去することができる見つけるために必要に応じて、高い効率を見つけることです。無料のパーティション割り当てアルゴリズム作りに加えて、分割任意のパーティションを作成しません、彼らは大きなスペースの需要を満たすために大きなパーティションを保持することができる、それはメモリの断片化を生成しません。このアルゴリズムの欠点は、アルゴリズムの複雑場合パーティションメインメモリ、大きなオーバーヘッドのリターンということです。また、アルゴリズムは、フリーパーティションユニットを割り当てる過程で一つだけプロセスに属するパーティションであるので、プロセスのために割り当てられたパーティション、多かれ少なかれ一定の廃棄物。アイドル細かい分割は、廃棄物がより深刻で、かなりの収納スペースが全体的に浪費され引き起こす可能性があり、これは時間の典型的な練習スペースです。

ガベージコレクションのコンセプト

GCは、ガベージに、メモリ内にもはや使用されていないオブジェクトを参照しません。

一般的なガベージコレクションアルゴリズム

参照カウントアルゴリズム（循環参照がオブジェクトが回復することはできません）
クリアラベル付けアルゴリズム：ステージはマークに分け、ステージをクリアしている（メモリスペースデブリを生成します）
レプリケーションアルゴリズム（欠点は、バイナリシステムメモリ、効率は小さなライブオブジェクト、ごみオブジェクトとよりを前提に構築されているということです）：シリアルJavaのガベージコレクタの新しい世代、コピーアルゴリズムを使用してのアイデア、新世代のエデンへ3つの部分に、から。オブジェクトを格納するために使用されるサバイバースペースのスペースになるために、からは回収されません。ここで、新世代の若者のためのオブジェクト空間を指し、古いのは、生きているガベージコレクションのストレージを指します。ガベージコレクションの新世代では、オブジェクトのエデン領域は、ケースエデン領域及び領域から直接空にすることが可能な、若いオブジェクトも使用にコピーされているからで生き残るために配置されます。

ラベリング圧縮方法（効率が生きているオブジェクトのほとんどに確立されています）

：古い年のガベージコレクションのための
最適化された明確なマーキングアルゴリズム：すべての到達可能なオブジェクトのルートから始まるマークを行います。そして、すべてのオブジェクトの境界外のすべてのスペースを掃除した後、メモリの反対側まで圧縮されています。

世代アルゴリズム：コピー積分アルゴリズムと圧縮方式に沿ってタグに。
アルゴリズムを区分：全メモリ空間が異なる連続した小空間に分割され、小さな空間がそれぞれ、単独で別個リサイクル使用されます。大きなスペースのためには、それはそうGC、GCにかかる時間が長いほど時間を短縮します。

回復状況をオブジェクト：

参照強い、柔らかい、弱い、レファレンスファントム参照：Javaは参照の4種類が用意されています。
オブジェクトの強い参照がいつでもGCで回収されることはありません言及しました。
GCは、ソフト参照を行う回収できないかもしれないが、メモリがタイトであるとき、ソフト参照オブジェクトが回復されます。
また、弱参照が回収されるGCで見つかりました。
いつでも仮想基準が回収されます。

新世代と旧GCの違い：

新世代のGCより頻繁に、より短い期間。
歳GCはあまり頻繁に発生しますが、長い期間。

ガベージコレクタカテゴリ：

シリアル・コレクタ：コンピュータとセクシュアリティ弱いため、シングルスレッド化ガベージコレクションコレクター、パフォーマンスが優れている、それはガベージコレクタの最も古いものです。シリアルコレクタの回復は、すべてのスレッドが一時停止して、完全にガベージコレクションを待つ必要がある場合。「世界を停止します」。
平行コレクター：複数のスレッドを使用して、ガベージコレクションは、並列コンピュータ強力な能力のために、効果的にガベージコレクションの時間を短縮することができます。
CMSコレクター：システムの滞留時間に焦点を当てました。並行マークをクリアした意味。クリアラベル付けアルゴリズムが使用されています。彼は、並列リサイクルコレクタは複数のスレッドを使用でもありました。

一般的なC言語およびメモリ関連のエラー

悪いポインタ参照
初期化されていないメモリを読み込み、
スタックバッファオーバーフローを可能にします
ポインタを仮定し、それらが同じサイズを指すオブジェクト
脱臼は、エラーが原因
参照ポインタではなく、それが指すオブジェクト
ポインタ算術誤解
参照変数は存在しません。
ヒープ領域での参考データブロック
原因メモリリーク

今週の問題の概要を学びます

質問1：ページ・テーブル内のDRAMの速度によるアドレス変換のための需要を満たすことはできません。TLBは、SRAMの一環として、速度が速く、ページ・テーブル・クエリよりもあります。TLB実用的な効果は、マップを作るTLBで対応するVPN PPNを探すことです。行う方法についてTLBマッピング？
溶液：この時間は、以下に示すように、それは、個片に分割することができるVPN TLBを説明するのに必要である：

（：TLBタグ、TLBI：TLBインデックスTLBT）VPN分割見られる
図のTLB構造：

TLBI 2ビットの説明は、グループそのTLBの上記の説明6 TLBTフラグから選択されます。
質問2：どのように我々は、物理メモリ内の物理アドレスでデータを見つけたいですか？
ソリューション：まず、我々はいくつかの部分に分割された物理アドレスを見て：

物理アドレスは3つの部分に分かれていること：3つのCO'S（チャンクオフセット）、CI（インデックス）、CT（タブ）の部分
の物理メモリ：構成下記参照

セットに対応するセットを見つけるために、CIインデックスを見つけるために物理アドレス、および、タグが1に等しいとCTと一致している場合、有効ビットがセットされているかを判断します。これらの条件が満たされている場合は、COによって相殺所望のデータを検索します。
問題3：（失敗したCOMオブジェクトを作成するためのVirtualBox）によるCOMエラーに失敗したメインのコンフィギュレーションのコンストラクタ
解決策：右VirtualBoxのデスクトップショートカットを選択属性- 兼容性选项卡-ダニ以兼容模式运行这个程序- 以管理员身份运行此程序。

ホスティングコード

学習の進捗バー

	コードの行の数（追加/累算）	ブログ量（追加/蓄積）	学習時間（追加/蓄積）
目標	5000行	30	400時間
最初の週	200/200	1/1	20/20
第二週	300/500	1/1	10月15日
第3週	200/500	1/1	10月12日
4週	500/500	1/1	12月12日
5週目	200/500	1/1	8/12
6週	300/500	1/1	12月12日
7週	300/500	2/2	12月12日
8週目	200/500	2/2	10月12日
週ナイン	200/500	2/2	10月12日

プランの学習時間：10時間
実際の学習時間：12時間

参考資料

研究ガイド「コンピュータシステムV3の深い理解」