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操作系统

操作系统概论

计算机系统

计算机系统：可以按照用户的要求接收信息、存储信息、自动进行数据局处理并输出结果信息的系统
计算机系统包括：硬件系统和软件系统
计算机系统资源包括两大类：硬件资源和软件资源

操作系统

操作系统（计算机的系统软件）：能够有效的组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理组织计算机工作流，控制程序执行，并向用户提供各种服务的功能，使用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机能够高效运行。

1. 操作系统的特征：
   1) 并发性（微观交替，宏观同时）
   2) 共享性
   3) 随机性

2. 并行性与并发性的区别：并行性是两个或多个事件在同一时刻发生，并发性是指在同一时间间隔内发生

3. 操作系统的观点
   1) 进程管理（处理器管理）—进程控制、进程同步、进程通信、进程调度
   2) 存储管理 — 内存分配与回收、存储保护、内存扩充
   3) 文件管理（文件空间分配策略，提高空间利用率） —文件存储空间管理、目录管理、文件系统安全性管理
   4) 设备管理 —
   ①主要功能：外部设备的分配、启动、故障处理
   ② 采用技术：中断技术、通道技术、虚拟设备技术和缓冲技术等
   5) 用户接口

操作系统体系结构

1. 操作系统的主要层次：
   1) 内核
   ① 基本操作：线程调度、陷入处理和异常调度、中断处理和调度、多处理器同步、共执行体使用的基本内核对象
   ② 运行在核心态，代码短小紧凑、可移植性也很好。
   2) 硬件抽象层HAL
   3) 执行体
   4) 系统进程和系统线程

   操作系统运行环境

   进程与线程

   多道程序设计

   程序：是一个在时间上按严格次序前后继承的操作序列，这些操作是机器指令或高级语言编写的语句。
   程序并发执行：是指两个或两个以上的程序在计算机系统中，同时处于开始执行但未结束的状态。
2. 程序顺序执行的特点：
   1) 顺序性
   2) 封闭性
   3) 程序执行结果的确定性
   4) 程序执行结果的可再现性
3. 程序并发执行的特征：
   1) 在执行期间并发程序相互制约（资源竞争和共享）
   2) 程序与计算不再一一对应（多个进程调用同一个进程段）
   3) 并发程序的执行结果不可再现
   4) 程序的并行执行与并发执行
   前者是宏观和微观都是同时运行的，

4. 多道程序设计的环境特点
   1) 独立性
   2) 随机性
   3) 资源共享性

5. 多道程序设计的缺陷
   1) 可能延长程序执行的时间
   2) 系统效率提高有一定限度

进程

进程：是具有一定独立功能的程序在某个数据集合上的一次运动，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。
可再入程序：一个自身不变，但是能够被多个用户同时调用的纯代码程序
进程控制原语：①创建原语②撤销原语③阻塞原语④唤醒原语

1. 进程与程序的联系和区别
   1) 程序是构成进程的组成部分之一，进，进程是由程序、数据和进程控制块（PCB）三部分组成
   2) 程序是静态的，而进程是动态的

2. 进程的特征：①并发性②动态性③独立性④交往性⑤异步性⑥结构性

3. 进程的属性：
   1) 进程是一个可以拥有独立资源的独立单位
   2) 是一个可以独立调度和分配的基本单位
4. 进程的状态与转换
   1) 三状态进程模型（就绪、运行、等待）
   2) 五状态进程模型（创建、就绪、阻塞、运行、结束）
   3) 七状态进程模型 （创建、就绪/挂起、就绪、等待/挂起、运行、结束）

线程

用户级线程：不依赖于内核，实现线程有自己的调度算法
内核级线程：依赖内核，

1. 线程的属性
   1) 拥有唯一标识
   2) 不同线程可以执行相同程序
   3) 同一个进程中的线程共享内存
   4) 多个线程是可以并打执行的
   5) 线程创建时便具有生命周期直到结束
2. 引入线程的好处
   1) 线程的创建和切换花费时间少
   2) 由于同一个进程中的线程共享资源，信息传递速度更快
   3) 线程独立执行，可以充分利用和发挥处理器与外部设备并行工作能力
3. 进程与线程
   1) 线程被称为轻量级进程，传统进程被称为重量级进程
   2) 调度
   3) 并发性
   4) 拥有资源
   5) 系统开销

   进程调度

   进程调度：记录系统中所有进程的 执行状况，根据一定调度算法，从就绪队列中选出一个进程，准备把处理器分配给它
   进程调度的时机：新进程就绪或旧进程终止的时候
   调度算法设计原则：
   系统分类：批处理、交互式和实时系统
   掌控工作进度，通常检查三个指标：吞吐量、周转时间以及处理器利用率
   抢占式算法与非抢占式算法：前者使进程中途可中断，防止单一进程独占cpu导致系统开销过大；后者使进程运行结束或阻塞，容易实现适用于专用系统
4. 进程调度原则：
   1) 先来先服务算法（非抢占式）
   2) 进程最短优先级算法（非抢占式）
   3) 最短剩余时间优先级算法（抢占式）
   4) 最高响应比优先级算法（非抢占式）
   5) 轮转算法（非抢占式）
   6) 最高优先级算法
   7) 多级反馈队列算法

   系统内核

   系统内核：保证系统运行效率和关键部分不受破坏，把操作系统各种基本操作和基础功能集中到一起的程序模块；系统内核本身并不是进程，是系统进程和用户进程赖以活动的基础
   系统内核的功能：
   1) 终端处理程序
   2) 进程同步互斥
   3) 进程调度
   4) 控制通信
   5) 存储管理以及时钟管理

进程同步与互斥

死锁

死锁：同时多个进程并发运行，共享系统资源，当一个进程提出资源申请在进行分配使用时，在一定条件下回导致系统发生一种随机错误

1. 产生死锁的原因：
   1) 竞争资源，系统资源分配时出现错误
   2) 多道程序运行时，进程推进顺序不合理

2. 死锁产生的必要条件
   1) 互斥条件
   2) 不可剥夺条件
   3) 请求和保持条件
   4) 循环等待条件

3. 解决死锁的办法（一类是不让死锁发生，一类是检测是否发生再加以解决）
   1) 预防死锁—破坏死锁发生的必要条件
   2) 避免死锁—资源分配过程中，防止系统进入不安全状态
   3) 检测与解除死锁
   4) 忽略死锁—-发生概率低，成本大

资源静态分配策略

存储管理

存储体系

1. 存储管理的任务：
   2) 内存分配与回收
   3) 存储共享—①代码共享节省内存空间②数据共享实现进程通讯
   4) 存储保护—-①地址越界保护②权限保护
   5) 扩充内存容量
2. 地址重定位（地址转换/地址映射）：逻辑地址转换为物理地址，方法有静态重定位（
   程序执行前集中完成）与动态重定位（程序执行时完成）

分区管理方案

内存表由两张表组成：①已分配分区表②空闲区表

1. 空闲分区的分配策略：
   1) 最先适应算法（顺序分配算法）
   2) 最优适应算法（找到第一个能满足申请长度的最小空间）——优点：不分割大的空间区，缺点：可能会形成很多小的空闲区域（碎片）

   虚拟页式存储管理

   页表分为：多级页表、散列页表（虚拟页号，所映射页框号以及指向下一个元素的指针）、反置页表
   碎片：在分区管理中，随着分配和回收次数的增加，必然会导致碎片的出现，解决办法是使用紧缩技术进行碎片整理
2. 页表的作用： 每个页表指出程序逻辑地址中的页号与所占有的物理页面号之间的对应关系，系统要通过查页表来从逻辑地址到响应物理地址的变换，即地址转换；
3. 页表项包括：物理页面号、有效位（驻留位、存在位）、访问位、修改为、保护位
4. 页面调度策略：
   4) 调入策略
   5) 置页策略
   6) 置换策略
5. 页面置换算法
   8) 理想页面置换算法
   9) 先进先出页面置换算法
   10) 第二次机会页面置换算法
   11) 时钟页面置换算法
   12) 最近最少使用页面置换算法

文件系统

I/O设备管理

计算机系统结构

概论

线性表

栈和队列

多维数组和广义表

树和二叉树

图

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查找

互联网及其应用

互联网概述

互联网是一种网络的集合，以TCP/IP进行数据通信，把世界各地的计算机网络连接在一起实现信息交换和资源共享
互联网起源于美国国防部高级研究计划局（ARPA）网
中国公用计算机互联网—CHINANET
中国科技网—CSTNET
中国教育和科研计算机网—CERNET
中国金桥信息网—CHINAGBN
中国网通公用互联网—CNCNET
中国国际经济贸易互联网—CIETNET
中国卫星集团互联网— CSNET

互联网络的体系结构

互联网的组成：网络硬件和网络软件
互联网的工作方式：采用分组交换和包交换技术作为通信方式，这种通信方式把数据分割成小的信息包进行传输。

1. 分层体系结构的特点
   1) 层间的独立性
   2) 适用的灵活性
   3) 结构上的可分割
   4) 易于实现和维护
   5) 促进标准化

2. 互联网的拓扑结构
   树形和星形在广域网中比较常见
   1) 总线结构 —网络延展距离有限，网络容纳结点数有限
   2) 环形结构
   3) 星形结构 —接点之间不能直接通信，容易搭建，集中控制，负载过重可靠性能低
   4) 树形结构
   5) 网状结构

3. 互联网的主要性能指标
   1) 带宽 — 某个信号具有的频带宽度，是指一个信道上能够传送数字信号的速率，级数据率或比特率有时也叫吞吐量
   2) 时延
   3) 吞吐率 — 在指定时间内，由一处传输到另一处的数据量
   4) 服务质量Qos —是网络中保障传输质量的一种机制，是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术

4. QoS的功能：
   1) 分类—① 协议②TCP和UDP端口号③源IP地址④物理端口号
   2) 标注
   3) 优先级设置

   Intranet基本概念

   intranet是基于internet的TCP/IP构建的企业内部网络，包括两种类型，一种局域网不与外网互联，另一种与外网互联，即在局域网用于互联网互联处链接防火墙等安全设备，以保证内部网络的安全性

5. 下一代互联网的特点
   1) 更大
   2) 更快
   3) 更安全
   4) 更便捷

   互联网的应用

互联网技术

TCP/IP技术实际是在底层网络技术与高层应用程序之间增加了一个中间软件层，
导航器： 每个主机和路由器保持一张路径选择表，对每个可能的目的网络，路径选择表给出IP数据报应该往下一个路由器的地址以及到达目的地址的步数
TCP: 输控制协议，解决分组交换通道中数据流量超载和传输阻塞的问题，（先建立链接，自动重传，流量控制，差错控制）
UDP： 用户数据协议，不建立链接，不保证数据局的可靠性，（如ping，TFTP,SNMP）
应用层TCP/IP协议：远程登录-telnet(23)、文件传输—FTP((21)、简单邮件传输协议—SMTP(25)、简单网络管理协议SNMP
端口号：应用程序在计算机中的逻辑接口（公用端口号：1~255）;HTTP(80)、POP3邮件协议(110)
IP地址由网络号+主机号构成，网络号又可以划分IP地址类型，`1~127、128~191、192~223、224~239、240~255
子网：将网段划分为更小的单元（IP地址=网络地址+主机地址（子网络地址+主机地址））

互联网基本技术

网络翻译技术(NAT): 将内部网络使用的地址翻译为公网IP地址，在互联网上使用；
NAT三种类型：①静态NAT②NAT池③端口NAT
IP组播技术： 是一种允许一台或多台主机发送单一数据包到主机的TCP/IP网络技术，有数据量大，时延敏感性强，持续时间长等特点
组播路由协议分为三类：①密集模式协议（DVMRP\PIM\DM）②稀疏模式协议伞链路状态协议
IPSec：网络层提供ip安全协议，两种安全机制认证和加密

1. 互联网络结构特点
   1) 隐秘网络底层节点，用户不用了解硬件链接细节
   2) 不指定网络互连的拓扑结构
   3) 能通过各种网络收发数据
   4) 网络的所有计算机共享全局标识（IP地址）
   5) 用户界面独立与网络

2. IP协议三个基本功能
   1) 基本数据单元传送
   2) IP协议软件执行路由功能
   3) IP协议定长数据报是限长的

IPv6基础知识

1. ipv6的新特性
   1) 巨大地址空间
   2) 全新报文结构
   3) 全新地址分配方式
   4) 更好支持Q0s
   5) 内置安全性
   6) 全新邻居返现协议

2. ipv6地址类型
   1) 单播地址
   2) 任播地址
   3) 组播地址

3. iPv4向ipv6的过度技术
   1) 隧道技术
   2) 双栈技术
   3) 地址翻译技术

   接入互联网

   缓冲器：①代理服务器②专用网络cache服务器
   三层交换技术：也称ip交换技术或高速路由交换技术，利用第三层路由交换加强第二层基于网卡MAC地址的交换技术，已达到提升交换速度的目的

网络技术基础

网络互连与实现技术

交换式局域网

虚拟局域网：是把处于同一桥接网络上的不同主机及网络设备逻辑地分割成不同的组，组与组之间不能直接进行数据交互，避免了不同组之间的相互干扰，也保证同一组内的数据安全
虚拟局域网的主要协议：IEEE802.10和IEEE802.1Q
网络互连设备中能够完成路由功能的设备主要有路由器和三层以上的交换机

1. VLAN实现方式（创建逻辑组和广播域 的方法）
   1) 通过端口
   2) 通过网络地址
   3) 根据网络层划分
   4) 通过用户定义

2. 虚拟专用网路
   1) 隧道技术（VPN的核心）
   2) VPN 网络安全
   3) VPN功能

网络应用技术

网络社区BBS：是指以论坛为基础的核心应用，包括公告栏，群组讨论，在线聊天、交友、个人空间网上互动平台
WAV:波形声音文件，未经压缩处理的音频数据，所以体积很大，不适合在网络上传播
电子商务是在网络上进行业务通信和交易处理的过程

1. 电子商务的支付模式
   1) SSL支付模式
   2) SET支付模式

网络应用制作技术

单行文本
<input type="text" name="" size="宽度" value="缺省值">
密码文本框
<input type="password" name="" size="宽度">
滚动
<textarea name="" row="行数" col="列数"></textarea>
单行文本
<input type="text" name="" size="宽度" value="缺省值">
下拉菜单
<select name="" size="">
<option value="" ></option>
</select>
单选框
<input type="radio" name="" value="宽度" value="缺省值">
复选框
<input type="checkbox" checked name="" value="宽度" value="缺省值">
提交
<input type="submit" name="" value="宽度" value="缺省值">
复原
<input type="reset" name="" value="宽度" value="缺省值">

1 2

1. Flash的特点：
   2) 矢量图形
   3) 交互性
   4) 流技术

2. javaScript特点：
   6) 简单性
   7) 动态性
   8) 跨平台性

3. javaScript简单数据类型
   10) string
   11) number
   12) Boolean
   13) Object
   14) Null值
   15) Undefinf值

动态页面技术

分布式数据库的定义：物理上分布，逻辑上集中，利于改善性能，可扩充性好，可用性好
ASP：服务器端执行程序，能够产生执行动态的，交互的，高效的web服务应用程序

PHP：超文本预处理器，是一种在服务器端执行的嵌入HTML的脚本语言

1. JSP特点
   1) 内容的生成和显示的分离
   2) 生成可重用组件
   3) 内置脚本语言基于java编译语言，一次编译各处运行

2. ASP的特点：
   1) 集成在HTML，无需编译或链接就能执行
   2) 使用常规文本编译
   3) 与浏览器无关
   4) 源代码程序不会传到用户浏览器
   5) 可通过Active服务器扩充
   6) 面向对象

3. ASP 对象
   1) Response -传送信息给用户，将程序执行结果给浏览器（Request.redirect —可以将目前网页转换到另一个网络页 ）
   2) Request —读取浏览器信息
   3) Server -提供访问服务器的方法和属性
   4) Application -提供多个网页之间保留和使用一些公用信息，被访问该网页的所有用户共享
   5) Session - 提供网页之前的公用信息

常用服务器的安装与配置

代理服务器：一端连接局域网另一端接入局域网，之间数据传输全部由代理服务器转发和控制
电子公告板服务器(BBS)：是一个远程访问服务，分布在世界各地的用户可以连接诶到这个服务器上，互相交换信息，以及提供的娱乐服务
DHCP3种IP地址分配方式：①自动分配②动态配置③手动配置
域名系统(DNS)：负责本地数据库中的名字解析，通过采用复制技术和缓冲技术，在保证整个数据库的坚固性的同时，保持各个域名服务器之间的同步
域名：[主机].[部门].[网点名称].[公司名称].[国家]
反向域名：192.168.20.0-20.168.192.in-add.arpa

1. 域名服务器类型：
   2) 主域名服务器
   3) 辅助域名服务器
   4) 转发服务器
   5) 唯缓存服务器
   6) 解析器

   计算机网络安全及管理技术

   CMIS/CMIP:基于SNMP见到你网络管理协议开发的公共管理系信息服务/公共管理协议
   代理：的作用是收集被管理者的各种信息并响应网络中SNMP服务器的要求传输到中心的MIB（集线器、网桥、路由器、网关）
   管理信息库(MIB)：负责存储设备信息。他是SNMP分布式数据库的分支数据库
   网络管理站(NMS):以数据报的形式发出和传送命令，从而达到控制代理的作用
   容错存储技术(RAID)：是将十几个低成本的硬盘陈列方式组合工作的硬盘管理技术
   pppoe局域网安全接入方式
   授权管理基础设施(PMI):将对资源访问的控制权限，统一交由授权机构进行管理

2. 信息安全技术
   2) PKI ①CA认证机构②证书证书库③秘钥备份及恢复④
   3) CA 认证技术
   4) 信息加密技术
   5) 数字签名技术

3. 网络攻击技术
   7) 获取密码
   8) 电子邮件攻击
   9) 特洛伊木马
   10) 系统漏洞扫描
   11) 网络监听
   12) 缓冲区溢出
   13) 拒绝服务攻击

4. 网络病毒的特征：
   15) 传播速度快
   16) 危害性更强
   17) 融入黑客特征