计算机操作系统

概述 网络层时为主机之间提供逻辑通信 传输层向应用层提供进程间端到端的逻辑通信服务（U形通信路路线） 运输层向上层用户屏蔽了下面网络核心的细节，使应用进程看到的就是好像在两个运输层实体之间有一条端到端的逻辑通信通道。 传输的数据单位：运输协议数据单元TPDU 用户数据报协议UDP(User Datagram Protocol) 传送的数据单元是UDP数据报 无需建立连接 传输控制协议TCP(Transmission Control Protocol) 提供面向连接的服务，先建立连接在传输数据，最后释放连接 传输层端口 复用：应用层的所有应用进程都可以通过传输层在送到网络层 分用：传输层从IP层收到数据后，交付给指定的进程 前提：在本地计算机系统中的进程使用进程描述符标志运行在操作系统中的多个进程，而在互联网环境下，运行在应用层的各种应用进程不可以用进程标识符，因为不同计算机使用的操作系统千差万别，需要用统一的方式去使得不同操作系统的计算机应用可以通过互联网通信。 在运输层使用协议端口号（port）可以解决这个问题，通信的终点是应用程序进程，但我们把数据交给目的主机某个合适端口，剩下的交付过程交给TCP 区分，硬件端口是不同硬件设备进行交互的接口，软件端口是应用层的各种协议进程与运输实体之间进行层间交互的一种地址。 传输层收到IP层交上来的传输层报文

1.下面关于Windows的功能特点的描述中，错误的是（D）。 A．Windows XP是一个完整的32位操作系统，不再依赖于DOS操作系统 B．对于大部分硬件设备都能实现“即插即用” C．Windows是一个单用户多任务操作系统 D．一切操作都通过图形用户界面，不能执行DOS命令 2.“32位和64位操作系统的区别,主要是看硬件支持,如果CPU支持64位操作系统,内存大于4g以上的,就可以选用64位操作系统,不过现在大多数软件都是32位,有些软件需要最新版本才能在win7上稳定运行,CPU寻址是64位要比32位快2倍,一个32位的XP最高内存只能认到3.25G,而64…” 3.一般地，我们将计算机指令的集合称为(A )。 A．机器语言 B．汇编语言 C．模拟语言 D．仿真语言 4.通过电话线连接上网，用户必须使用（B）。 A . 网卡 B . 调制解调器 C . 电视接收卡 D . 交换机 5.“微型计算机简称微机,俗称电脑,其准确的称谓应该是微型计算机系统。它可以简单地定义为:在微型计算机硬件系统的基础上配置必要的外部设备和软件构成的实体。 微型计算机系统从全局到局部存在三个层次:微型计算机系统、微型计算机、微处理器(CPU)。单纯的微处理器和单纯的微型计算机都不能独立工作,只有微型计算机系统才是完整的信息处理系统,才具有实用意义。

一 为何要学习计算机基础 python是编程语言，即python是语言 语言有英语、法语、葡萄牙语等，但凡是语言，都是用来沟通的介质。 程序员编程的本质就是让计算机去工作，而编程语言就是程序员与计算机沟通的介质 程序员要想让计算机工作，必须知道计算机能干什么，怎么干的，这也就是我们必须学习计算机基础的原因 然而光有编程语言和硬件也并不能满足大家的编程需求，为什么这么说呢？ 程序用编程语言写程序，最终开发出的结果就是一个软件，既然是软件，那就与腾讯qq、暴风影音、快播等软件没有区别了。这些软件必须运行在操作系统之上，你肯定会问：为何要有操作系统呢？没错，远古时代的程序员确实是在没有操作系统的环境下，用编程语言之间操作硬件来编程的，你可能觉得这没有问题，但其实问题是相当严重的，因为此时你必须掌握如何操作硬件的所有具体细节，比如如何具体操作硬盘（现在你得把硬盘拆开，然后你能看见的所有的东西，你都得研究明白，因为你编程时要用到它），这就严重影响了开发的效率，操作系统的出现就是运行于硬件之上，来控制硬件的，我们开发时，只需要调用操作系统为我们提供的简单而优雅的接口就可以了 所以一套完整的计算机系统分为：计算机硬件，操作系统，应用软件，如下图。因而我们的python编程之路分为计算机硬件基础，操作系统基础，和python编程三部分，就让我们先从计算机硬件学起吧 二 本节目标

http://blog.chinaunix.net/uid-24501667-id-3490922.html 从打开电源到开始操作，计算机的启动是一个非常复杂的过程 。 我一直搞不清楚，这个过程到底是怎么回事，只看见屏幕快速滚动各种提示...... 这几天，我查了一些资料，试图搞懂它 。 下面就是我整理的笔记 。 零、boot的含义 先问一个问题，"启动"用英语怎么说？ 　回答是boot。可是，boot原来的意思是靴子，"启动"与靴子有什么关系呢？ 原来，这里的boot是bootstrap（鞋带）的缩写，它来自一句谚语： "pull oneself up by one's bootstraps" 字面意思是"拽着鞋带把自己拉起来"，这当然是不可能的事情。最早的时候，工程师们用它来比喻，计算机启动是一个很矛盾的过程：必须先运行程序，然后计算机才能启动，但是计算机不启动就无法运行程序！ 早期真的是这样，必须想尽各种办法，把一小段程序装进内存，然后计算机才能正常运行。所以，工程师们把这个过程叫做"拉鞋带"，久而久之就简称为boot了 。 　　计算机的整个启动过程分成四个阶段。 一 、 第一阶段：BIOS 　　上个世纪70年代初，"只读内存"（read-only memory，缩写为ROM）发明，开机程序被刷入ROM芯片，计算机通电后，第一件事就是读取它 。 这块芯片里的程序叫做

[TOC] 一 引子: 接下来一段时间，我们的目标的是：学会使用python这门编程语言来编写ATM+购物车程序，那么问题来了: 1.1 什么是语言？什么是编程语言？为何要有编程语言？ 插图：恶搞图01 语言其实就是人与人之间沟通的介质，如英语，汉语，俄语等。 而编程语言则是人与计算机之间沟通的介质。 那么为何要有编程语言，或者说人为何要与计算机沟通呢？这是因为在编程的世界里，计算机就好比是人的奴隶，人与计算机沟通的目的就是为了奴役计算机，让计算机按照人类的思维逻辑自发地去工作从而把人力解放出来。 此处我们可以提炼出如下两个重要的概念 1.2 什么是编程？为什么要编程？ 编程就是人把自己想命令计算机干的事用编程语言翻译出来并写到文件里（这一系列的文件就是程序），那么为什么要编程？ 插图：恶搞图02 小人类编程的目的就是为了让计算机按照人类的思维逻辑(程序)自发地去工作从而把人力解放出来。 综上，我们接下来的学习应该分为两个层面 1、为了更好地控制人类的奴隶（即计算机），我们需要学习计算机是由什么组成的、它能做什么事、它是怎样工作的（详见计算机组成原理、操作系统概述） 2、我们需要学习编程语言，从而把原来需要人力来完成的业务（比如ATM和购物）交给计算机去做 二 计算机组成原理 2.1、什么是计算机？ 俗称电脑，即通电的大脑，电脑二字蕴含了人类对计算机的终极期望

基本特征 1. 并发 2. 共享 3. 虚拟 4. 异步 基本功能 1. 进程管理 2. 内存管理 3. 文件管理 4. 设备管理 系统调用 大内核和微内核 1. 大内核 2. 微内核 中断分类 1. 外中断 2. 异常 3. 陷入 基本特征 1. 并发 并发是指宏观上在一段时间内能同时运行多个程序，而并行则指同一时刻能运行多个指令。 并行需要硬件支持，如多流水线、多核处理器或者分布式计算系统。 操作系统通过引入进程和线程，使得程序能够并发运行。 2. 共享 共享是指系统中的资源可以被多个并发进程共同使用。 有两种共享方式：互斥共享和同时共享。 互斥共享的资源称为临界资源，例如打印机等，在同一时刻只允许一个进程访问，需要用同步机制来实现互斥访问。 3. 虚拟 虚拟技术把一个物理实体转换为多个逻辑实体。 主要有两种虚拟技术：时（时间）分复用技术和空（空间）分复用技术。 多个进程能在同一个处理器上并发执行使用了时分复用技术，让每个进程轮流占用处理器，每次只执行一小个时间片并快速切换。 虚拟内存使用了空分复用技术，它将物理内存抽象为地址空间，每个进程都有各自的地址空间。地址空间的页被映射到物理内存，地址空间的页并不需要全部在物理内存中，当使用到一个没有在物理内存的页时，执行页面置换算法，将该页置换到内存中。 4. 异步 异步指进程不是一次性执行完毕，而是走走停停，以不可知的速度向前推进。

Linux教程 什么是操作系统 Linux 也是众多操作系统之一，要想知道 Linux 是什么，首先得说一说什么是操作系统 操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。 操作系统简介 在计算机中，操作系统是其最基本也是最为重要的基础性系统软件。从计算机用户的角度来说，计算机操作系统体现在其提供的各项服务；从程序员的角度来说，其主要是指用户登录的界面或者接口；如果从设计人员的角度来说，就是指各式各样模块和单元之间的联系。事实上，全新操作系统的设计和改良的关键工作就是对体系结构的设计，经过几十年以来的发展，计算机操作系统已经由一开始的简单控制循环体发展成为较为复杂的分布式操作系统，再加上计算机用户需求的愈发多样化，计算机操作系统已经成为既复杂而又庞大的计算机软件系统之一。 操作系统历史 纵观计算机之历史，操作系统与计算机硬件的发展息息相关。操作系统之本意原为提供简单的工作排序能力，后为辅助更新更复杂的硬件设施而渐渐演化。从最早的批量模式开始，分时机制也随之出现，在多处理器时代来临时，操作系统也随之添加多处理器协调功能，甚至是分布式系统的协调功能。其他方面的演变也类似于此。另一方面

• Read 摘自 github CS-Notes - 计算机操作系统 一、虚拟内存 将物理内存抽象为地址空间，每个进程都有各自的地址空间，地址空间被分割成多个块， 每一块称为一页 。这些页被 映射到物理内存 ，但不需要映射到连续的物理内存，也不需要所有页都必须在物理内存中。目的是让物理内存扩充成更大的逻辑内存，从而让程序获得更多的可用内存。 1、分页系统地址映射 内存管理单元负责地址空间和物理内存的转换，其中页表存储着 页（程序地址空间） 和 页框（物理内存空间） 的映射表。一个虚拟地址分为 页面号 （16位地址是前4位）和 存储偏移量 。页面号的十进制数对应页表的索引，一个页表项最后一位表示是否存在于内存，前几位即为页框的前几位。 2、页面置换算法 在程序运行过程中，如果要访问的页面不在内存中，就发生缺页中断从而 将该页调入内存 中。此时如果内存已无空闲空间，系统必须从内存中 调出一个页面到磁盘对换区 中来腾出空间。 页面置换算法的主要目的就是 使页面置换频率最低 。 大专栏 计算机操作系统 - 内存管理 > 最佳 （OPT）：所选择的被换出的页面将是最长时间内不再被访问（理论上不知道将来使用页面的情况） 最近最久未使用（ LRU）：通过维护链表保证表尾的页面是最近最久未访问的，代价很高 最近未使用 ：每个页面有 R 和 M 两个状态位 先进先出

第四章 系统安全 4.1 操作系统概述 1.计算机是由硬件、操作系统软件、应用软件共同构成的复杂系统。其中,一系列复杂的硬件是计算机的基础,多样的应用软件则为用户提供各种不同的应用服务,而操作系统则是整个计算机系统的“灵魂”。 我们常用的操作系统有 Windows、 Linux等计算机操作系统,以及安卓、iOS等智能移动终端操作系统。 2. 操作系统 ( Operating System,OS )是一组管理与控全制计算机软、硬件资源,为用户提供便捷计算服务的计算机程序的集合。 3.计算机中的应用软件工作在操作系统之上,操作系统以进程管理的方式对应用软件的运行进行统一管理,一个应用软件运行时可以生成多个进程,由操作系统负责为每个进程分配内存空间和所需其他资源。 4.计算机操作系统的功能： 进程管理 :也称为处理器管理,主要负责对中央处理器(CPU)的时间进行合理分配、对处理器的运行进行有效的管理。 内存管理 :主要负责对计算机内存空间进行合理分配、保护和扩充,用于解决多道进程共享内存资源时的冲突,并通过有效的管理方式提高计算机内存空间利用率。 设备管理 :根据一定的分配原则对计算机的硬件设备进行调度与分配,使设备与计算机能够并行工作,为用户提供良好的设备使用效果。 文件管理 :负责有效地管理计算机磁盘的存储空间,合理地组织和管理文件系统,为文件访问和文件保护提供更有效的方法及手段。

从事服务端开发，少不了要接触网络编程。epoll 作为 Linux 下高性能网络服务器的必备技术至关重要，nginx、Redis、Skynet 和大部分游戏服务器都使用到这一多路复用技术。 epoll 很重要，但是 epoll 与 select 的区别是什么呢？epoll 高效的原因是什么？ 网上虽然也有不少讲解 epoll 的文章，但要么是过于浅显，或者陷入源码解析，很少能有通俗易懂的。笔者于是决定编写此文，让缺乏专业背景知识的读者也能够明白 epoll 的原理。 文章核心思想是：要让读者清晰明白 epoll 为什么性能好。 本文会从网卡接收数据的流程讲起，串联起 CPU 中断、操作系统进程调度等知识；再一步步分析阻塞接收数据、select 到 epoll 的进化过程；最后探究 epoll 的实现细节。 一、从网卡接收数据说起 下边是一个典型的计算机结构图，计算机由 CPU、存储器（内存）与网络接口等部件组成，了解 epoll 本质的第一步，要从硬件的角度看计算机怎样接收网络数据。 计算机结构图（图片来源：Linux内核完全注释之微型计算机组成结构） 下图展示了网卡接收数据的过程。 在 ① 阶段，网卡收到网线传来的数据； 经过 ② 阶段的硬件电路的传输； 最终 ③ 阶段将数据写入到内存中的某个地址上。 这个过程涉及到 DMA 传输、IO 通路选择等硬件有关的知识，但我们只需知道：