2021-2022-1学期 20212318 《网络空间安全导论》第五周学习总结

《计科概论》第10章~第11章自学总结

Chapter10.操作系统

10.1操作系统的角色

  • 现代软件

    • 应用软件（application software）：解决现实问题
    • 系统软件（system software）：管理计算机系统并与硬件交互
      • 操作系统（operating system)：系统软件的核心
        管理计算机资源，提供人机交互界面
      • 其他系统软件：支持特定目的

  • 操作——“better sharing”

10.1.1内存、进程与CPU管理
  • 多道程序设计（multiprogramming）：在主存中驻留多个程序
    • 进程（process）正在执行的程序
  • 内存管理（memory management）：主存中载有多少程序及其位置
  • 进程管理（process management） 了解活动进程的信息
  • CPU调度（CPU scheduling）确定某个时刻CPU执行内存中哪个进程
10.1.2批处理

程序和系统指令集合在一起称为作业。把相同或相似资源的作业包含在一个分批内可以更好地提高效率。

10.1.3分时
  • 分时（time sharing）：允许多个用户同时与计算机交互，多个交互用户共享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（mainframe）：多用户计算机，与早期的分时系统有关
  • 哑终端（dumb terminal）：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
  • 个人计算机的计算机用法
  • 计算机需连接网络
  • 负责各式各样的设备通信
  • 支持实时系统
    • 实时系统（real-time system）：给用户提供最少相应时间的系统
    • 响应时间（reponse time）：收到信号和生成响应之间的延迟时间
10.2内存管理

  • 逻辑地址（logical address）：对一个储存值的引用，是相对于引用它的程序的。

  • 物理地址（physical address）：主存设备中的真实地址。

把逻辑地址联编到物理地址的时间越迟，得到的灵活度越大。

  • 地址联编（address binding）：逻辑地址和物理地址之间的映射。

采用十进制进行地址联编计算。

10.2.1单块内存管理
  • 单块内存管理（single contiguous memory management）：把应用程序载入一段连续的内存区域的内存管理方法

物理地址=起始地址+逻辑地址
优点：实现与管理简单
缺点：大大浪费内存空间和CPU时间

10.2.2分区内存管理

  • 固定分区法（fixed-partition technique）：把内存分成特定数目的分区以载入程序的内存管理方法

  • 动态分区法（dynamic-partition technique）：根据容纳程序的需要对内存分区的内存管理方法

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）：存放当前分区长度的寄存器

  • 分区选择法
10.2.3页式内存管理
  • 页式内存管理法( paged memory technique):把进程划分为大小固定的页，载人内存时存储在帧中的内存管理方法。
  • 帧(frame):大小固定的一部分主存， 用于存放进程页。
  • 页(page):大小固定的一部分进程 ，存储在内存帧中。
  • 页映射表(Page Map Table, PMT): 操作系统用于记录页和帧之间的关系的表。

两种无效逻辑地址：①越过进程界限②偏移量大于帧大小

  • 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)时才会被载人内存。
  • 页面交换(page swap):把一个页面从二级存储设备载人内存，通常会使另一个页面从内存中删除。
  • 虚拟内存(virtualmemory):由于整个程序不必同时处于内存而造成的程序大小没有限制的假象。
  • 系统颠簸(thrashing): 频繁的页面交换造成的低效处理。
10.3进程管理
10.3.1进程状态

注：可能同时有多个进程处于准备就绪或等待状态，但只有一个进程处于运行状态。

10.3.2进程控制块
  • 进程控制块（process control block）：操作系统管理进程信息使用的数据结构。
  • 上下文切换（context switch）：当一个进程移出CPU时，另一个进程取代它发生的寄存器信息交换。
10.4CPU调度


1.先到先服务FCFS
2.最短作业优先SJN
3.轮询法

可能是应用最广泛的，一般支持所有的作业，被认为是最公平的算法。

Chapter11.文件系统和目录

11.1文件系统
  • 文件(file): 数据的有名集合，用于组织二级存储设备。

文件是可以写入二级存储设备的最小数据量。

  • 文件系统(file system):操作系统为它管理的文件提供的逻辑视图。
  • 目录(directory):文件的有名分组。
11.1.1文本文件和二进制文件
  • 文本文件(text file):包含字符的文件。
  • 二进制文件(binary file):包含特定格式的数据的文件，要求给位串一一个特定的解释。

有些信息有字符表示法，通常使人更容易理解和修改。
有些信息类型则是通过定义特定的二进制格式或解释来表示数据，以使其更有效且更符合逻辑。

注：包含报表的文档并不是文本文件，而是二进制文件。

11.1.2文件类型
  • 文件类型(file type):文件中存放的关于类型的信息。
  • 文件扩展名(fileextensionn):文件名中说明文件类型的部分。
    注：可以任意命名文件，改变文件扩展名不会改变文件中的数据或它的内部格式。
11.1.3文件操作
创建——删除

打开——关闭

读取数据——写入数据

重定义文件中的当前文件指针（地址——读指针，写指针）

把数据附加到文件的结尾

删减、重命名、复制

11.1.4文件访问
1.顺序文件访问(sequential file access):以线性方式访问文件中的数据的方法。

2.直接文件访问(direct file access):通过指定逻辑记录编号直接访问文件中的数据的方法。

11.1.5文件保护

多用户系统中，文件保护的重要性居于首要地位。

确保合法的文件访问是操作系统的责任。

每个文件都由一个特定用户所拥有，通常是文件的创建者。

一个文件可能具有一个相关的组名，分组只是一个用户列表；一个管理组中的用户都具有Group许可。

11.2目录
目录文件存放的是关于目录中的其他文件的数据。
11.2.1目录树

分级结构

  • 文件系统→目录树(directory tree):展示文件系统的嵌套目录组织的结构
  • 最高层目录→根目录(root directory):包含其他所有目录的最高层目录。
  • 工作目录(working directory):当前活动的子目录。
11.2.2路径名
  • 路径(path):文件或子目录在文件系统中的位置的文本名称。
    • 绝对路径( absolute path):从根目录开始，包括所有后继子目录的路径。
    • 相对路径(relative path):从当前工作目录开始的路径。
11.3磁盘调度

  • 磁盘调度（disk scheduling）：决定先满足哪个磁盘I/O请求的操作。

    建立原因：二级I/O一般是计算机系统中最慢的部分

    →访问磁盘驱动器上的信息的方法对于文件系统至关重要

    →建立访问磁盘的请求列表

  • 三种磁盘调度法：

    1.先到先服务

    不考虑读写头的当前位置

    2.最短寻道时间优先

    通过尽可能少的读写头移动满足所有未解决的请求。

    可能会在满足一个请求后改变读写头的移动方向。

    “饿死”：新的请求总是比早期的请求所需要的柱面离当前位置近。

    3.SCAN

    读写头向轴心移动，再向盘片边缘移动，在两者之间来回移动。

posted @ 2021-10-30 00:13  20212318  阅读(146)  评论(0)    收藏  举报