本次会议围绕文件系统、磁盘性能提升以及可执行程序加载等多个主题展开讨论，详细讲解了相关知识和技术，分析了存在的问题并提出了解决方案，内容如下：
文件系统知识回顾
文件系统存储内容
磁盘上组织成的数据
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文件和文件夹：文件系统主要存储两类东西，文件是将扇区组织成自由长度的结构，可采用链表、树、哈希表等形式；文件夹是对文件的分类索引，本身也是一种文件。
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磁盘存储结构：假设每个文件是一个链表，整个磁盘上就存储着各式各样的链表，找到链表的表头即可串联起后面的所有内容。
文件系统的技巧
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树根存储：为节省搜索时间，文件系统将树根存储在磁盘的特定位置。磁盘又大又慢。数据结构的课中，没有父节点。
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打开文件表：操作系统缓存了一张打开文件表，用于记录文件链表表头在磁盘中的位置，以减少查找时间。
打开文件表的问题及解决方法
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表的上限：打开文件表有上限，早期操作系统支持 256 或 1024 个文件，现在可根据内存大小扩展。
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表满处理：当表满时，可采用扔掉长时间不用的文件句柄的方法，同时需要统计文件句柄的使用频率。
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重复打开文件：重复打开同一个文件会创建多个打开表项，为避免这种情况，可复用已有的数据。open的返回值 unsigned int.
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文件指针独立性：每个进程可以有自己独立的文件指针，操作系统设计者可决定进程是否允许有多个文件指针。fd记录着读到了哪个字节。
文件系统的锁和缓存
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文件锁：文件系统上的锁是建议锁，不是强制锁，Windows 和 Linux 系统在文件删除时的提示机制不同。u盘的弹出，直接拔掉不会出错
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文件缓存：可在文件系统的内存中做 cache，将已读数据存储下来，以提高读取速度，但会出现 cache的毛病浮现写回延迟和读写放大等问题。
新存储介质 NVM
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文件系统接口：即使有了新的存储介质 NVM，字节型接口 也需要为其重新建立一套文件系统接口，以实现对现有二进制系统的兼容。之前的文件系统建立在磁盘 上扇区 磁道。
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操作系统开发困难：在成熟的操作系统领域开发新系统困难，因为需要保留原有二进制程序的系统调用接口，否则应用程序需要重新适配。
磁盘性能提升
磁盘访问时间分析
值得注意的时间
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寻道时间：磁头移动到目标磁道上空所需的时间，是影响磁盘性能的主要因素。
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旋转延迟：磁头到达目标磁道上空后，等待目标扇区旋转到磁头下方所需的时间，平均约为半圈的旋转时间。概率。
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数据传输时间：将目标扇区的数据传输到内存所需的时间，由用户读取的数据量决定。
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对大头下手，解决主要问题《来自组成原理的概念。所以就是寻道时间了。
磁道调度方法
提高磁盘对你的响应速率。读写请求。磁道管理。
先入先出（FIFO）：
最简单（好处）的调度方法，但磁头移动频繁，效率较低。来回移动，机械行为。物理上的加速减速。53到98。掉头不希望看到。
短路径优先（SSTF）：经典方法
选择距离当前磁头位置最近的磁道进行访问，可减少磁头移动距离，但可能导致磁头黏滞现象。 问题：来回移动，一堆动态到达的请求的时候。把磁头黏在一个地方。
扫描算法（电梯算法）：最经常使用
更不愿意看到掉头，机械损伤
磁头先沿着一个方向移动，处理完该方向上的所有请求后再掉头处理另一个方向的请求，可减少磁头掉头次数。
循环扫描法：电梯调度的改进
只在一个方向上完成读写请求，到达最大磁道号后直接将磁头抬起到 0 号磁道，再进行下一轮循环。而不是慢慢走回来。
n 步扫描法：
一次接收固定数量的请求，按照特定方法处理，处理过程中到来的新请求放入另一个队列等待，采用双缓冲机制。
RAID 系统 redundant array of inexpensive disks
1秒100兆磁盘，内存1秒几十个g,放1000个硬盘，一起启动，1秒钟传100g,磁盘速度线性叠加。
廉价磁盘的冗余阵列。
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RAID 0：将用户数据切成块，均匀分布在多个磁盘上，实现数据的并行读写，提高磁盘读写速度。条带化。一个人读可，第二个人就不可了。条带化
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RAID 1：照四块盘的样子再做四块盘。对 RAID 0 的数据进行原样复制，提供数据副本，提高数据的可靠性和读写带宽。2 个人想一起读。
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RAID 2：将数据拆成比特存储在多个磁盘上，但由于磁盘操作效率低，毫秒级寻道。该方案被废弃。 重要前提：磁盘是廉价的
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RAID 3：通过数学运算减少数据存储冲突，用计算换存储，但按比特操作无意义。
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RAID 4：将条带化数据做异或运算放在最后一块盘上，计算代替存储可实现磁盘损坏修复和加速，但校验盘读写频繁，岁让上千万次读写，容易损坏。
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RAID 5：将校验和均匀分布在各个盘片上，负载均衡，可抵御一块盘片坏掉，是比较完善的方案。
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RAID 5 + 1：结合 RAID 5 和 RAID 1 的优点，提高数据的可靠性和读写效率。两块盘。 这几个策略是并行的 不是迭代的
文件系统的性能思考
- os 喜欢做顺序的读写以改进性能，沿着盘片转动的方向
- 但是用户按照什么方式读写磁盘？
可执行程序加载
可执行程序被存在磁盘上的时候是怎么样被读走的
可执行程序的存储和读取
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谁是可执行程序的写者？谁往磁盘里写，编译器或者下载器。二进制可执行程序几乎不修改。病毒。。。
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二进制程序的格式是编译器开发者和操作系统设计者两者约定。约定怎么存怎么读。保证健壮性和扩展性。
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文件头：可执行程序的文件头用于标识文件类型，Linux 系统通过 ELF header 比对确定可执行文件，Windows 系统通过文件扩展名标识。
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程序头表：程序头表记录了程序的虚拟地址空间排布，包括数据的起始位置、长度、权限等信息。
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section header 方便编译器知道数据放到哪里去了。text .segment 运行，section 编译
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虚拟地址空间：编译器和操作系统约定了可执行程序的地址空间记录和读取方式，程序执行时根据程序头表构造虚拟地址空间。成员变量memsz filesz,压缩时不同，
传统 read 操作的问题
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启动慢：对于大型可执行程序，使用 read 操作将所有数据加载到内存中会导致启动过程漫长。
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内存消耗大：由于操作系统的缓存机制，使用 read 操作读取数据会在内存中产生两份副本，缓存一份。增加内存消耗。
MMAP 函数的应用
对一个进程虚拟地址空间的一个操作，是一个系统调用。操作系统为你提供。
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原理：制造一个合法的空洞。MMAP 函数在进程的虚拟地址空间中创建一个映射，将对该地址空间的访问转换为对文件的访问，实现按需加载。 缺页+读磁盘
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优点：MMAP 函数避免了数据的重复加载，减少了内存占用，提高了程序启动速度。
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缓存机制：为解决 MMAP 操作的慢速问题，可在内核中创建一个配置 cache，将已读数据存储在 cache 中，下次访问时直接从 cache 中读取。磁盘某个特定位置的读写。
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做了的操作：1. 在用户空间掏了一个洞，没有真正意义上的分配物理内存；2. 这块物理内存的读或写会被操作系统翻译成对文件的读或写 3. 由于对于内存的读写太慢。内核里申请了一块数据的缓冲区，再下一次的读或者写直接在这个区域里完成。
MMAP 操作的权限问题
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页的权限标识：MMAP 操作创建的页同时属于内核和用户空间，不同权限的地址访问该页会有不同的结果。
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数据安全：物理内存上的数据没有权限标识和数据保护，攻击者可通过液氮冻结 DRAM 数据的方式读取内存中的数据。
后面没声音了呜呜～