网络工程师软考知识点

操作系统

1.操作系统的概述

操作系统不但是硬件与所有其他软件之间的接口，而且是整个计算机系统的控制和管理中心。所有计算机都是由硬件和软件俩部分组成，其中硬件是构成电脑系统的物理实体和物理装置，软件是那些为了运行和管理维修电脑而人工编制的各种程序的集合，没有软件只有硬件的组合的计算机成为裸机。操作系统的特性（并发性，共享性,随机性），操作系统的主要功能：进程管理（主要对处理机管理）,存储管理，设备管理，文件管理，用户和操作系统的接口。

操作系统的类型：单用户操作系统，批处理操作系统，实时操作系统，网络操作系统和分布式操作系统。批处理操作系统的特点是吞吐量搞，但也存在着周转时间长，用户使用不方便的缺点。

分时操作系统的特点（同时性，独立性，及时性，交互性）

实时操作系统的特点：及时性，可靠性，数据保护

用于管理分布式计算机系统的操作系统成为分布式操作系统，高可靠性，可用性和可扩展性，并具有容错能力。

2.进程，线程，进程间通信的基本概念

程序的顺序执行就是程序执行按其语句的书写顺序依次进行，顺序程序的特点就是程序的顺序性，封闭性和可再现性。

程序的并发执行是若干个程序同时在系统中执行，从宏观上看，系统中的多个程序都同时得到执行么并发执行的特点是：并发性和共享性。程序在并发执行与顺序执行的不同：失去封闭性，程序与计算机

不再一一对应，并发程序在执行期间可以相互制约

进程就是一个程序在给定活动空间和初始环境下，在一个处理机上的执行过程，它具有动态性，并发性，调度性，异步性，结构性。

进程的三种基本状态：运行，就绪，等待

进程并非固定出于某个状态，它将随着自身的推进和外界条件的变化而发生变化，进程通常表示为程序段，数据集合和进程控制块（PCB）PCB是用来描述进程当前的状态，本身特性的数据结构，是进程组成中最关键的一部分，其中含有进程的描述信息和控制信息，是进程动态特征的集中反应它是系统对进程施行识别和控制的依据，每个进程都有唯一的进程控制块，操作系统根据PCB对进程是实施控制和管理，PCB是进程存在的唯一标志，PCB组织方式：线性方式，链接，索引。

进程管理包括：创建进程，撤销进程，挂起进程，回复进程，改变进程优先级，封锁进程，唤醒进程，调度进程。

同步是进程共同完成一项任务时直接发生相互作用的关系，这些进程在执行时间次序上必须遵循确定的规律。

互斥指的是俩个进程在逻辑上本来完全独立毫无关系，只是由于竞争同一个物理资源而相互制约.共享资源如果一次仅允许一个进程使用，那这类共享资源就称为临界资源。

互斥进程必须遵循以下原则，才能保证对临界资源的安全使用。

1.一次只能允许一个进程进入空闲的临界区

2.如已有进程进入临界区，其他进程需等待

3.进程在临界区应限定时间

4.无法进入临界区的进程，应当让出CPU

用锁操作原语可实现互斥，信号量及信号量上的P操作和V操作是一种解决同步，互斥问题的更通用的方法。

进程通信是指进程间的信息交换，高级进程通信方式可归并为三类：1.共享存储器方式2.管道文件，即管道线3.消息传递方式：直接通

信方式和间接通信方式

死锁是指计算机系统中多个进程因竞争资源而造成一种僵局，即多个进程无限期的等待永远不会发生呢个的条件这样一种系统状态，在计算机系统中产生死锁的原因可归纳为俩点：多个进程竞争资源和进程推进顺序非法。

死锁的必要条件：互斥条件，不可抢占条件，部分分配条件，循环等待条件。

死锁预防：预先静态分配法，有序资源使用法

预防死锁的几种策略中都施加了较强的限制条件，从而保证死锁一定不会发生但其却降低资源利用率，避免死锁的策略中，所施加的限制条件较弱，有可能获得较好的系统性能，银行家算法是最具有代表性的死锁避免算法，死锁的避免的缺点是增加了系统开销。

最常用的检测死锁的方法就是对资源分配图进行化简。

死锁解除办法有俩种：一种是强制性地从系统中撤销进程并剥夺它们的资源给剩余的进程使用，另一种是使用一个有效的挂起和接触挂起的机构来挂起一些进程。

线程是比进程更小的能独立运行的基本单位，引入线程的目的是为了提高系统内程序并发执行速度，从而进一步提高系统的吞吐量。进程好似任务调度的单位，也是系统资源的分配单位，而线程是进程中的一条执行路径。

计算机存储分为外存储器（外存）和内存储器（内存）。我们在系统中采用三级存储器结构解决cpu访问数据时CPU与内存，外存与内存在传递信息交换过程中的速度差问题。其中，Cache（高速缓存器）是为了解决CPU和主存之间速度匹配问题而设置的，它的出现缓解了内存压力及内外存存取速度不匹配的矛盾。

存储管理的功能：1。内存空间的分配与回收2.逻辑地址到物理地址的转换3.内存信息的共享与保护

主要的存储管理技术：分区管理，页式管理，段式管理，段页式管理。实存管理：

1.单一连续区分配：最简单的存储分配方法，整个主存区域的用户

空间均归为一个用户作业使用。

2.分区管理其思想为将存储器空间分成若干个分区，每个分区放一

个作业，分区法通常有：固定分区法（简单，一个分区只能装入一道作业，内存利用率差）动态分区法（可变分区法），可重定位分区分配（碎片整理）

3.兑换是指系统把内存中暂时不能运行的进程换出到外存上，腾出

空间，把具备运行条件的进程从外存换入内存。

分页存储管理：

1.虚拟存储器用以完成用笑的内存实现大的虚拟空间中程序的运行

工作，它的思路是将大量的作业暂时不使用的部分放在外存上，将它们运行部分装入内存，虚拟器具有的基本特征是：虚拟扩充，部分装入，离散分配，多次对换

2.分页的概念：

分页存储管理：逻辑空间分页，内存空间分页。系统为每个进程建立一个页表，一个页号对应一个快号，系统以页为单位给作业分配帧，帧之间可以是不连续的，这样可以减少内存碎片，逻辑地址编号由俩部分组成：页号p和页內位移d

快表;在地址变换机构中增加一个由高速寄存器组成的小容量的相联存储器，构成一张所谓的快表，用来存放当前访问最频繁的少数活动页的页号。

分段存储管理：

分段式存储管理是将作业按逻辑上有完整意义的段划分，每段都有自己的名字，以段为单位分配内存并进行内外存交换。

分页和分段的区别：

页是信息的物理单位，段是信息的逻辑单位。页的大小是由系统固定的，段的长度由程序内容确定的，是可变的。分页的地址空间是一维的，分段的地址空间是二维的。

段式和页式存储各有其优缺点，分页系统能有效的提高内存的利用率，而分段系统则能很好的满足用户需要。