2020-2021学期 20202414黄若宇 《网络空间安全专业导论》第五周学习总结

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第十章 操作系统

10.1 操作系统的角色

应用软件：是为了解决特定需要解决现实世界的问题而编写的。

系统软件：管理计算机系统并与硬件实现交互的程序。

操作系统：管理计算机资源并为系统交互提供界面的系统软件。

一个计算机通常只有一个操作系统，计算机开机后，“振作“起来的过程叫作引导

但是有些计算机可以具备两个操作系统，这种称为双引导系统，不过任何时候都只能有一个操作系统在控制计算机。

操作系统的角色通常都围绕着“良好的共享”这一思想。操作系统负责管理资源，而这些资源由它们的程序共享。

10.1.1 内存、进程与CPU管理

多道程序设计：同时在主存中驻留多个程序，由它们竞争CPU的技术。

内存管理：了解主存中载有多少个程序以及它们的位置的动作。

进程：程序执行过程中的动态表示法。

进程管理：了解活动进程中的信息的动作。

CPU调度：确定主存中的哪个进程可以访问CPU以便执行的动作。

10.1.2 批处理

批处理即是将多个作业分批处理，这样就不必反复载入和准备相同的资源。

10.1.3 分时

分时：多个交互用户同时共享CPU时间的系统。

虚拟机：分时系统创建的每个用户都有专有机器的假象。

主机：一个大型的多用户计算机，通常与早期的分时系统相关。

哑终端：在早期的分时系统中用户用于访问主机的一套显示器和键盘。

10.1.4 其他OS要素

操作系统必须把计算机通常要连接的网络这个因素考虑在内。

操作系统要负责与各种各样的设备通信。

操作系统的最后一个要素是需要支持实时系统。

实时系统：应用程序的特性决定了响应时间至关重要的系统。

响应时间：收到信号和生成响应之间的延迟时间。

10.2 内存管理

所有程序在执行时都存储在主存中，这些程序引用的数据也存储在主存中，以便程序能够访问他们。

程序中到处都是对变量的引用和对其他程序其他部分的引用。

逻辑地址：对一个储存值的引用，是相对于引用它的程序的。 物理地址：主存储设备中的真实地址。

地址联编：逻辑地址和物理地址间的映射。

10.2.1 单块内存管理

单块内存管理：把应用程序载入一段连续的内存区域的内存管理方法。

10.2.2 分区内存管理

分区的方法有两种，固定分区法和动态分区法。

使用固定分区法，主存将被划分为特定数目的分区。这些分区的大小不一定要相同，但是操作系统初始引导时它的大小就固定了。OS具有一个地址表，存放了每个分区的起始地址和长度。 使用动态分区法，将根据程序的需要创建分区。操作系统将维护一个分区信息表，不过在动态分区中，地址信息会随着程序的载入和清除而改变。

基址寄存器（base register）：存放当前分区的起始地址的寄存器。

界限寄存器（bounds register）：存放当前分区的长度的寄存器。

分区有三种选择法：

最先匹配：把第一个足够容纳程序的分区分配给它。 最佳匹配：把最小的能够容纳程序的分区分配给它。 最差匹配：把最大的能够容纳程序的分区分配给它。

10.2.3 页式内存管理

在 页式内存管理法 中，主存被分成小的大小固定的存储块，叫作帧。进程划分为页。

页式内存管理：把进程划分为大小固定的页，载入内存时存储在帧中的内存管理方法。 帧：大小固定的一部分主存，用于存放进程页。 页：大小固定的一部分进程，存储在内存帧中。 页映射表：操作系统用于记录页和帧之间的关系的表。

页式内存管理思想的一个重要扩展式请求分页。

请求分页（demand paging）：页式内存管理法的扩展，只有当页面被引用（请求）时才会被载入内存。

页面交换（page swap）：把一个页面从二级存储设备载入内存，通常会使另一个页面从内存中删除。

虚拟内存：由于整个程序不必同时处于内存erect造成的程序大小没有限制的假象。

系统颠簸：连续的页面交换造成的低效处理

10.3 进程管理

操作系统必须管理的另一个重要资源是每个进程使用的CPU时间。

10.3.1 进程状态

进程状态：在操作系统的管理下，进程历经的概念性阶段。

10.3.2 进程控制块

进程控制块：操作系统管理进程 信息使用的数据结构。

10.4 CPU调度

CPU调度即是确定把哪个准备就绪状态的进程移入运行状态。

非抢先调度：当当前执行的进程自愿放弃了CPU时发生的CPU调度。 抢先调度：当操作系统决定照顾另一个进程而抢占当前执行进程的CPU资源时发生的CPU调度。

周转周期：从进程进入准备就绪状态到它最终完成之间的时间间隔，是评估CPU调度算法的标准。

10.4.1 先到先服务FCFS

在FCFS中，进程按照它们到达运行状态的顺序转移到CPU。FCFS是调度是非抢先的。

10.4.2 最短作业优先

最短作业优先CPU调度算法将查看所有处于准备就绪状态的进程，并分派一个具有最短服务时间的，它也是通常被实现为非抢先算法。

10.4.3 轮询法

CPU轮训法会把处理时间平均分给所有准备就绪的进程。该算法单独建立时间片。

时间片：在CPU轮询算法中分配给每个进程的时间量。

轮询算法是抢先的。

第十一章 文件系统和目录

11.1 文件系统

最常用的二级存储设备是磁盘驱动器，而磁盘上的数据保存在文件里。文件即是相关数据的有名集合。文件系统是操作系统提供的一个逻辑视图，使用户能够按照文件集合的方式管理数据。文件系统通常用目录组织文件。

11.1.1 文本文件和二进制文件

文本文件：包含字符的文件。

二进制文件：包含特定格式的数据的文件，要求给位串一个特定的解释。

目录：文件的有名分组

11.1.2 文件类型

文件类型：文件中存放的关于类型的信息。

文件扩展名：文件名中说明文件类型的部分。

11.1.4 文件访问

顺序文件访问，即把文件看成线性结构，按顺序处理文件中的数据。

直接文件访问的文件会被概念性的划分为带编号的逻辑记录，用户可直接通过指定逻辑记录编号访问文件中的数据。

11.2 目录

11.2.1 目录树

目录树：展示文件系统的嵌套目录组织的结构。 根目录：包含其他所有目录的最高层目录。

11.2.2 路径名

路径：文件或子目录在文件系统中的位置的文本名称。

绝对路径：从根目录开始，包括所有后继子目录的路径。

相对路径：从当前工作目录开始的路径。

11.3 磁盘调度

磁盘调度：决定先满足哪个磁盘I/O的请求的操作。

11.3.1 先到先服务磁盘调度法

第十章中有一个先进先服务的CPU调度法，类似的算法也适用于磁盘调度。

11.3.2 最短寻道时间优先磁盘调度法

最短寻道时间优先磁盘调度法将通过尽可能少的读写头移动速度满足所有未解决的请求。

11.3.3 SCAN磁盘调度法

其工作方法与电梯类似，只是没有上下移动，而是读写头向轴心移动，然后再向盘片边缘移动，在轴心和盘片边缘来回移动。

 

 

学习总结

这两章的内容相比前面的内容要容易理解许多，自我感觉能够初步了解书中所介绍的大部分内容，在下次的课堂中应该能够对内容有更好的理解。