页面置换算法

FIFO 先进先出算法 LRU(Least recently use)
最近最少使用算法 LFU(Least frequently use)
最少使用次数算法 OPT(Optimal replacement)
最优置换算法

虚拟内存是什么

虚拟内存的基本思想是:每个进程拥有独立的地址空间,这个空间被分为大小相等的多个块,称为页 (Page),每个页都是一段连续的地址。这些页被映射到物理内存,但并不是所有的页都必须在内存中才能运行程序。页面置换算法。

操作系统中进程调度策略有哪几种?

FCFS(先来先服务,队列实现,非抢占的)
SJF(最短作业优先调度算法)
优先级调度算法 (可以是抢占的,也可以是非抢占的)
时间片轮转调度算法 (可抢占的)
多级队列调度算法
多级反馈队列调度算法。

关于RAID技术

参考

https://www.zhihu.com/question/20131784
和 李智慧的 从零开始学大数据专栏

磁盘 - 图1
磁盘 - 图2

RAID 0

首先,我们先假设服务器有N块磁盘,RAID 0是数据在从内存缓冲区写入磁盘时,根据磁盘数量将数据分成N份,这些数据同时并发写入N块磁盘,使得数据整体写入速度是一块磁盘的N倍;读取的时候也一样,因此RAID 0具有极快的数据读写速度。但是RAID 0不做数据备份,N块磁盘中只要有一块损坏,数据完整性就被破坏,其他磁盘的数据也都无法使用了。

也就是说如果你有n块磁盘,原来只能同时写一块磁盘,写满了再下一块,做了RAID 0之后,n块可以同时写,速度提升很快,但由于没有备份,可靠性很差。n最少为2。

优点:使用 n 颗硬盘,即可拥有将近 n 倍的读写效能。
缺点:数据安全性较低,同组数组中任一硬盘发生问题就会造成数据遗失。
硬盘数量:最少 2 个。
磁盘 - 图3

RAID 1

RAID 1是数据在写入磁盘时,将一份数据同时写入两块磁盘,这样任何一块磁盘损坏都不会导致数据丢失,插入一块新磁盘就可以通过复制数据的方式自动修复,具有极高的可靠性。

优点:安全性依照数组里的实体硬盘数量倍数成长。
缺点:空间利用率是所有 RAID 中最没有效率的。
硬盘数量:最少 2 个。

磁盘 - 图4

RAID 10

结合RAID 0和RAID 1两种方案构成了RAID 10,它是将所有磁盘N平均分成两份,数据同时在两份磁盘写入,相当于RAID 1;但是平分成两份,在每一份磁盘(也就是N/2块磁盘)里面,利用RAID 0技术并发读写,这样既提高可靠性又改善性能。不过RAID 10的磁盘利用率较低,有一半的磁盘用来写备份数据。
一般情况下,一台服务器上很少出现同时损坏两块磁盘的情况,在只损坏一块磁盘的情况下,如果能利用其他磁盘的数据恢复损坏磁盘的数据,这样在保证可靠性和性能的同时,磁盘利用率也得到大幅提升。

RAID 3

顺着这个思路,RAID 3可以在数据写入磁盘的时候,将数据分成N-1份,并发写入N-1块磁盘,并在第N块磁盘记录校验数据,这样任何一块磁盘损坏(包括校验数据磁盘),都可以利用其他N-1块磁盘的数据修复。
但是在数据修改较多的场景中,任何磁盘数据的修改,都会导致第N块磁盘重写校验数据。频繁写入的后果是第N块磁盘比其他磁盘更容易损坏,需要频繁更换,所以RAID 3很少在实践中使用,因此在上面图中也就没有单独列出。

RAID 5

相比RAID 3,RAID 5是使用更多的方案。RAID 5和RAID 3很相似,但是校验数据不是写入第N块磁盘,而是螺旋式地写入所有磁盘中。这样校验数据的修改也被平均到所有磁盘上,避免RAID 3频繁写坏一块磁盘的情况。
如果数据需要很高的可靠性,在出现同时损坏两块磁盘的情况下(或者运维管理水平比较落后,坏了一块磁盘但是迟迟没有更换,导致又坏了一块磁盘),仍然需要修复数据,这时候可以使用RAID 6。

优点:兼顾空间利用率与安全性。
缺点:需要额外的运算资源,仅能忍受 1 个硬盘损毁。
硬盘数量:至少 3 个。

磁盘 - 图5

RAID 6

RAID 6和RAID 5类似,但是数据只写入N-2块磁盘,并螺旋式地在两块磁盘中写入校验信息(使用不同算法生成)。

优点:容错硬盘数量比 RAID 5 多 1 颗。
缺点:运算量比 RAID 5 大、空间利用率比 RAID 5 低。
硬盘数量:至少 4 个。

磁盘 - 图6

各个RAID技术的比较

磁盘 - 图7

RAID技术有硬件实现,比如专用的RAID卡或者主板直接支持;也可以通过软件实现,在操作系统层面将多块磁盘组成RAID,从逻辑上视作一个访问目录。RAID技术在传统关系数据库及文件系统中应用比较广泛,是改善计算机存储特性的重要手段。