1虚拟化解决什么问题
闭卷重建虚拟化解决什么问题的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
操作系统与系统实验 · 小纸条
选一章打印。双面打印（按长边翻页）后沿虚线剪开，每张卡片正面题目、背面答案。
第 1 页 · 正面（题目）
2陷阱模拟、硬件辅助与虚拟CPU
闭卷重建陷阱模拟、硬件辅助与虚拟CPU的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
3内存虚拟化与二级地址翻译
闭卷重建内存虚拟化与二级地址翻译的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
4I/O虚拟化与设备模型
闭卷重建I/O虚拟化与设备模型的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
5容器的命名空间与资源控制
闭卷重建容器的命名空间与资源控制的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
6实验：vCPU份额与超售
闭卷重建实验：vCPU份额与超售的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
7实验：容器资源与故障演练
闭卷重建实验：容器资源与故障演练的对象、状态、事件、不变量与一个失败反例。
第 1 页 · 背面（答案）
核心机制：客户敏感指令由硬件陷入管理程序，vCPU还要映射到物理CPU并保存客户状态；实验入口：追踪客户页表修改和虚拟中断注入，计算两层调度导致的等待；边界：客户内核态仍受管理程序约束，不等于宿主机器最高权限。
核心机制：虚拟化在物理资源上提供多个受控执行环境，核心是拦截敏感操作、隔离状态并复用资源；实验入口：把一台服务器划成三台虚拟机，逐项分配vCPU、内存、虚拟磁盘和虚拟网卡；边界：资源看起来独占不代表性能完全独立；共享缓存和I/O仍会产生干扰。
核心机制：设备模拟兼容性高，半虚拟驱动减少陷阱，直通接近原生却增加迁移与隔离复杂度；实验入口：比较虚拟网卡的模拟、virtio与直通路径，记录数据复制、边界跨越和可迁移性；边界：性能提升要连同IOMMU、DMA隔离和故障恢复一起评估。
核心机制：客户虚拟地址先到客户物理地址，再由二级页表到宿主物理地址，TLB缓存组合翻译；实验入口：给两级映射表逐步翻译地址，并计算TLB未命中时最坏访存次数；边界：气球回收和超分配可提高利用率，却会触发客户换页与宿主换页叠加。
核心机制：按权重与物理容量分配vCPU时间，检测总请求超过容量时的节流与尾延迟风险；实验入口：输入物理核数、时间窗和各虚机权重/需求，输出实际配额与未满足量；边界：比例公平不等于延迟公平；持锁vCPU被暂停会拖慢其他虚机。
核心机制：namespace隔离视图，cgroup计量限制资源，镜像提供文件系统层，运行时负责创建受限进程；实验入口：创建CPU限额、内存上限和只读根文件系统的容器，观察超限与进程可见性；边界：镜像不是虚拟磁盘快照，容器也不是安全边界的万能答案。
核心机制：实验同时施加CPU、内存、进程数和只读文件系统限制，记录可观察失败方式；实验入口：运行资源模拟器，按事件序列输出THROTTLED、OOM、PIDS或READONLY；边界：故障码必须能被监控和上层重试策略区分，盲目重启可能形成风暴。