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文檔簡介
第一章計算機系統(tǒng)知識.計算機體系結構(計算機系統(tǒng)結構)屬性:硬件所能解決的數(shù)據(jù)類型、所能支持的尋址方式、CPU的內(nèi)部寄存器、CPU的指令系統(tǒng)、主存的組織與主存的管理、中斷系統(tǒng)的功能、輸入輸出設備及連接接口、計算機特性結構類型。分類:(l)Flynn分類法(1966):指令流、數(shù)據(jù)流、多倍性按指令流和數(shù)據(jù)流的不同組織方式分:單指令流單數(shù)據(jù)流(SISD);單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD);多指令流單數(shù)據(jù)流(MISD);多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)。(2)馮式分類法(1972):最大平行度Pm:指計算機系統(tǒng)在單位時間內(nèi)可以解決的最大的二進制位數(shù).設每個時鐘周期ati內(nèi)能解決的二進制位數(shù)為Pi,則T個時鐘周期內(nèi)平均并行度為:P..=(EPi)/T,在T周期內(nèi)的平均運用率為:u=Pa/Pm=(EPi)/(T*Pm)o平均并行度取決于系統(tǒng)的運營限度,與應用程序無關。按最大并行度進行分類:字串行、位串行(WSBS):N=1,胴1;字并行、位串行(WPBS):N=1,M>1;字串行、位并行(WSBP):N>1,M=1;字并行、位并行(WPBP):N>1,M>1°與計算機組成的區(qū)別:前者解決的問題是沖算機系統(tǒng)總體上、功能上需要解決的問題,后者要解決的是邏輯上如何具體實現(xiàn)的問題:指令系統(tǒng)的擬定屈于前者,而指令的具體實現(xiàn)屬于后者;主存容量及編址方式的擬定屬于前者,而具體如何構成主存屈于后者。結構的并行性:內(nèi)容:同時性、并發(fā)性并行解決分類:存儲器操作并行:解決器操作環(huán)節(jié)并行(流水線解決機):解決器操作并行(陣列解決機)。指令、任務、作業(yè)并行(多解決機、分布式系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡)并行性的發(fā)展:精簡指令集計算機(RISC)、指令集上并行的的超標量解決機、超級流水線解決機、超長指令計算機、多微解決機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)流計算機;大規(guī)模并行解決(MPP)的多解決機系統(tǒng)和多計算機系統(tǒng)。.存儲系統(tǒng):層次結構:CPU寄存器、高速緩存Cache、主存、輔存。分類:按位置分:內(nèi)存與外存;按構成材料分:磁盤存儲器半導體存儲器(元件分雙極型和MOS型:數(shù)據(jù)是否刷新分靜態(tài)SM和動態(tài)DM)光盤存儲器按工作方式分:讀寫只讀:固定只讀ROM、可編程只讀PROM、可擦寫可編程只讀EPROM、自頂向下分析方法:消除文法的左遞歸、提取公共左因子、LL⑴文法、遞歸下降分析法、預測分析法自底向上分析方法(移進一歸約分析法):數(shù)學模型為下推自動機若用算符優(yōu)先分析表,用“最左素短語”來刻畫“可歸約串”,相應為算符優(yōu)先分析器若用LR分析表,用“句柄”來刻畫“可歸約串”,相應為LR分析器LR分析器:組成:驅(qū)動器(驅(qū)動程序)、分析表(動作表、狀態(tài)轉(zhuǎn)換表)、分析棧(文法符號棧和相應的狀態(tài)棧)類型:LR(O),SLR(1),LALRU),LR(1)格局的形式:棧,剩余輸入,動作(移進、歸約、接受、報錯)語法制導翻譯和中間代碼生成:中間代碼:后綴式(逆波蘭)、樹形表達、三元式表達、四元式表達常見語法單位的翻譯:常見語法單位:算未表達式、布爾表達式、取值誦句、控制曲句中間代碼優(yōu)化:對程序進行等價變換,使得從變換后的程序能生成更有效的目的程序。中間代碼形式:樹與后綴表達形式、四元式形式目的代碼生成:目的代碼形式:匯編語言形式、機器指令形式(絕對、可再定位)解釋程序:結構:分析部分(詞法分析、語法分析、語義分析程序)、解釋部分高級語言編譯與解釋程序的比較:效率、靈活性、可移植性高級語言實現(xiàn)語言解決(4種方案):第1種,源程序被直接解釋執(zhí)行。第2種,先將源程序翻譯成高級中間代碼,然后再掃描高級中間代碼,對高級中間代碼進行解釋執(zhí)行。第3種,也是-?種解釋程序的實現(xiàn)方案,與第2種方案的解釋程序不同點在于,一方面將源程序轉(zhuǎn)化成和機器代碼十分接近的低檔中間代碼,然后再解釋執(zhí)行這種低紙中間代碼。這類系統(tǒng)具有良好的可移植性。第4種,是普通的編譯程序。在編譯程序方案下,高級語言編寫的源程序被最終翻譯成機器語言表達的目的程序。這類系統(tǒng)的目的執(zhí)行效率最高.第三章操作系統(tǒng)知識.操作系統(tǒng)基礎知識定義:管理計算機系統(tǒng)資源、控制程序執(zhí)行、改善人機界面和為應用軟件提供支持的一種系統(tǒng)軟件。作用:通過資源管理,提高計算機系統(tǒng)的效率;改善人機界面,向用戶提供和諧的工作環(huán)境;特性:并發(fā)性、共享性、虛擬性、不擬定性功能:進程管理:控制、同步、通信、調(diào)度文獻(信息)管理:文獻存儲空間管理、目錄管理、文獻讀寫管理和存取控制、軟件管理存儲管理:存儲分派與回收、存儲保護、地址映射(變換)、主存擴充(覆蓋、互換、虛擬存儲)設備管理:輸入輸出設備的分派、啟動、完畢和回收作業(yè)管理類型:批解決:優(yōu)點:同一批內(nèi)各作業(yè)的自動依次執(zhí)行,改善了主機CPU和I/O設備的使用效率,提高了吞吐量。缺陷:磁帶或磁帶需要人工裝卸,作業(yè)需要人工分類,監(jiān)督程序易遭到用戶程序的破壞;一次要解決一批作業(yè),在該批作業(yè)解決過程中,任何用戶都不能與計算機進行交互。分時:特點:多路性、獨立性、交互性、及時性------Unix系統(tǒng)實時:類型:實時控制系統(tǒng)、實時信息控制系統(tǒng)特點:快速的響應時間、有限的交互能力、高可靠性與分時的區(qū)別:設計目的、交互性、響應時間敏感度網(wǎng)絡:高效、可靠的網(wǎng)絡通信;對網(wǎng)絡共享資源的有效管理;提供各種服務;網(wǎng)絡安全管理;提供互操作能力。分布式:與網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的區(qū)別:網(wǎng)絡操作系統(tǒng)工作時必須確認網(wǎng)址,分布式系統(tǒng)用戶則不必知道計算機的確切位置,它負責整個系統(tǒng)的資源分派,可以更好地隱藏系統(tǒng)內(nèi)部的實現(xiàn)細節(jié)。微機嵌入式結構:(1)無序結構法:又稱整體結構或模塊組合結構。為面向過程的操作系統(tǒng)(2)層次結構法:層次結構清楚,且有助于系統(tǒng)功能的增長或刪改。(4)微內(nèi)核結構法:它具有良好的模塊化和結構化特性,模塊之間和上下層之間通過消息來通信。.解決機管理:程序:順序執(zhí)行:用前趨圖表達特性:順序性、封閉性、可再現(xiàn)性并發(fā)執(zhí)行:特性:失去了程序的封閉性;程序和機器的執(zhí)行程序的活動不再一一相應:并發(fā)程序間的互相制約性。進程:進行系統(tǒng)資源分派、調(diào)度和管理的最小單位組成:程序、數(shù)據(jù)、進程控制塊(PCB)狀態(tài):運營、就緒、阻塞(等待或睡眠)…一三態(tài)模型新建、就緒、運營、阻塞、終止……五態(tài)模型運營、活躍就緒、靜止就緒、活躍阻塞、靜止阻塞--具有掛起狀態(tài)的進程狀態(tài)控制:由操作系統(tǒng)內(nèi)核(進程控制機構)實現(xiàn)內(nèi)核的功能:支撐功能:中斷解決、時鐘管理、原語操作資源管理功能:進程管理、存儲器管理、設備管理控制原語:創(chuàng)建原語、撤消原語、掛起原語、激活原語、阻塞原語、喚醒原語通信:同步:進程間的直接制約問題互斥:進程間的間接制約問題互斥臨界區(qū)管理:原則:有空即進:無空則等:有限等待;讓權等待信號量機制:整型信號量:公用(實現(xiàn)進程互斥)、私用(實現(xiàn)進程同步)記錄型信號量信號量集機制PV操作:定義實現(xiàn)進程的互斥實現(xiàn)進程的同步高級通信原語:類型:共享存儲系統(tǒng)、消息傳遞系統(tǒng)、管道通信方式:直接、間接管程:含義:是一種并發(fā)性的構造,涉及用于分派一個特定的共享資源或一組共享資源的數(shù)據(jù)和過程。組成:一些共享數(shù)據(jù)、一組能為并發(fā)進程所執(zhí)行的作用在共享數(shù)據(jù)上的操作的集合、初始代碼及存取權。實現(xiàn)同步機制的基礎:條件結構操作系統(tǒng)的3集調(diào)度:高級(長調(diào)度、作業(yè)調(diào)度、接納調(diào)度)中級(中程調(diào)度、對換調(diào)度)低檔(短程調(diào)度、進程調(diào)度)調(diào)度:方式:非剝奪調(diào)度與剝奪調(diào)度算法類型:先來先服務、時間片輪轉(zhuǎn)、優(yōu)先級調(diào)度(靜態(tài)、動態(tài))、多級反饋調(diào)度優(yōu)先級的擬定:時I/O型進程;對計算型進程:對I/O次數(shù)少,重要為CPU解決的進程:I/O完畢時,提高優(yōu)先級,時間片用完時,減少優(yōu)先級。死鎖:產(chǎn)生因素:競爭資源及進程推動順序非法。條件:互斥條件、請求保持條件、不可剝奪條件、環(huán)路條件解決:策略:鴕鳥策略(不理睬策略)、防止策略、避免策略、檢測與解除死鎖防止:預先靜態(tài)分派法:破壞了“不可剝奪條件”資源有序分派法:破壞了“環(huán)路條件”避免:安全狀態(tài)銀行家算法檢測:允許死鎖產(chǎn)生,系統(tǒng)定期運營一個死鎖檢測程序。解除:資源剝奪法、撤消進程法線程(輕型進程):基本狀態(tài):就緒、運營、阻塞類型:用戶級線程、內(nèi)核支持線程與進程的區(qū)別:調(diào)度、并發(fā)性、擁有資源、系統(tǒng)開銷.存儲管理:存儲器的結構:“寄存器?主存?外存”和“寄存器?緩存-主存-外存”結構存儲器基本概念:虛擬地址(相對/程序/邏輯地址)、地址空間(邏輯/相對地址空間)存儲空間(物理/絕對地址空間)、地址重定位(靜態(tài)、動態(tài))存儲管理的功能:主存的分派和回收、提高主存的運用率、存儲保護、主存擴充類型:分頁存儲管理:純分頁存儲管理:分頁原理、地址結構(頁號、頁內(nèi)地址)、頁表、地址變換機構快表(聯(lián)想存儲器):保存當前訪問頻率高的少數(shù)活動頁的頁號及相關信息。兩級頁表機制:外層頁表(頁表R錄)、頁表虛擬存儲管理:局部性原理:時間局限性、空間局限性定義:具有請求調(diào)入功能和置換功能,能僅把作業(yè)的一部分裝入主存便可運營作業(yè)的存儲器系統(tǒng),它能從邏輯上對主存容量進行擴充的一種虛擬的存儲器系統(tǒng)。實現(xiàn):請求分頁系統(tǒng)、請求分段系統(tǒng)、請求段頁式系統(tǒng)特性:離散性、多次性、對換性、虛擬性請求分頁中的硬件支持:請求分頁的頁表機制、缺頁中斷機構、頁面變換機構
頁面置換算法:最佳置換算法、先進先出置換算法、最近最久未使用置換算法、最近未用置換算法工作集:指在某段時間間隔里,進程實際要訪問的頁面的集合。4.設備管理:設備分類:按數(shù)據(jù)組織分:塊設備:磁盤特性:傳輸速率較高,可尋址的,采用DMA方式。4.字符設備:特性:傳輸速率較低,不可尋址,采用中斷方式從資源分派角度分:獨占設備、共享設備、虛擬設備(假脫機技術)按數(shù)據(jù)傳輸率分:低速、中速、高速按輸入輸出對象分:人機通信、機機通信按是否可交互分:交互設備、非交互設備目的:如何提高設備的運用率,即提高CPU與I/O設備間的并行操作限度,為用戶提供方便統(tǒng)一的界面。提高設備運川率的技術:中斷技術、DMA技術、通道技術、緩沖技術設備獨立性:用戶操作的是簡便的邏輯設備,而具體的I/O物理設備由操作系統(tǒng)實現(xiàn)的性能。任務:保證在多道程序環(huán)境下,當多個進程競爭使用設備時,按一定策略分派和管理各種設備,控制設備的各種操作,完畢I/O設備與主存間的數(shù)據(jù)互換。重要功能:動態(tài)地掌握并記錄設備的狀態(tài);設備分派和釋放;緩沖區(qū)管理;實現(xiàn)物理I/O設備的操作;提供設備使用的用戶接口:設備的訪問和控制:I/O緩沖和調(diào)度。I/O設備管理軟件:設計目的:設備獨立性和統(tǒng)一命名分層構造:中斷解決程序:設備驅(qū)動程序:任務:接受來自與設備無關的上層軟件的抽象請求,進行與設備相關的解決。特點:與I/O設備的硬件結構密切聯(lián)系。規(guī)定:通用驅(qū)動程序設備安裝便利;專用驅(qū)動程序設備運營效率高。與設備無關的系統(tǒng)軟件:功能:設備驅(qū)動程序的統(tǒng)一接口;設備命名;設備保護;提供一個與設備無關的邏輯塊:緩沖:存儲設備的塊分派:獨占設備的分派和釋放:錯誤解決。
用戶級軟件:用戶進程:進行I/O調(diào)用,格式化I/O,spooling設備無關軟件:命名,保護,阻塞,緩沖,分派設備驅(qū)動程序:置設備寄存器,檢查狀態(tài)中斷解決程序:當I/O結束時,喚醒驅(qū)動程序硬件:執(zhí)行I/O操作通道:目的:使數(shù)據(jù)的傳輸獨立于CPU,使CPU從繁瑣的I/O工作中解脫出來。分類:字節(jié)多路通道、數(shù)組選擇通道、數(shù)組多路通道DMA技術:含義:在進行數(shù)據(jù)傳送時,CPU讓出總線的控制權,由硬件中的DMA控制器接管總線控制權。數(shù)據(jù)傳送方式:停止CPU訪問內(nèi)存、周期挪用、與CPU交替訪問內(nèi)存緩沖技術:目的:緩和CPU與I/O設備間速度不匹配的矛盾:減少對CPU的中斷頻率,放寬對中斷響應時間的限制;提高CPU和I/O設備間的并行性。類型:單緩沖、雙緩沖、多緩沖、環(huán)形緩沖Spooling(外圍設備聯(lián)機操作)/假脫機技術:組成,:預輸入程序、緩輸出程序、井管理程序及輸入井和輸出井文檔:作業(yè)表、預輸入表輸入井中作業(yè)的4種狀態(tài):提交狀態(tài)、后備狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、完畢狀態(tài)磁盤驅(qū)動調(diào)度:目的:使磁盤的平均尋道時間最少。操作時間:尋找時間(移臂調(diào)度)、延遲時間(旋轉(zhuǎn)調(diào)度)、傳送時間算法:移臂調(diào)度:先來先服務、最短尋道時間優(yōu)先、掃描算法(電梯調(diào)度算法)、單向掃描調(diào)度算法、N-STEP-SCAN算法、FSCAN算法旋轉(zhuǎn)調(diào)度:選擇延遲時間最短的訪問者去執(zhí)行。5.文獻管理:文獻:含義:具有符號名的、在邏輯上具有完整意義的一組相關信息項的集合。5.結構:文獻體和文獻說明類型:按文獻性質(zhì)和用途分:系統(tǒng)文獻、庫文獻、用戶文獻按信息保存期限分:臨時文獻、檔案文獻、永久文獻按文獻的保護方式分:只讀文獻、讀寫文獻、可執(zhí)行文獻、不保護文獻UNIX系統(tǒng)分:普通文獻、目錄文獻、設備文獻(特殊文獻)常用的文獻系統(tǒng)類型:FATVFATEXT2HPFS分類目的:對不同文獻進行管理,提高系統(tǒng)效率;提高用戶界面和諧性。文獻(管理)系統(tǒng):含義:操作系統(tǒng)中實現(xiàn)文獻統(tǒng)一管理的一組軟件和相關數(shù)據(jù)集合。功能:按名存取、統(tǒng)一的用戶接口、并發(fā)訪問和控制、安全性控制、優(yōu)化性能、差錯恢復文獻的組織結構:邏輯結構:記錄式文獻:記錄長度:定長、不定長(變長)流式文獻:順序訪問,文獻體為字節(jié)流,不劃分記錄。物理結構:連續(xù)結構(順序結構)鏈接結構(串聯(lián)結構)索引結構:索引表多個物理塊的索引表:鏈接文獻、多重索引方式UNIX文獻系統(tǒng)的索引結構:UNIX尋址方式有直接、一級間接、二級間接、三級間接文獻目錄:含義:文獻控制塊的有序集合,專門用于文獻的檢索。文獻控制塊FCB/文獻說明/文獻目錄項:基本信息類、存取控制信息類、使用信息類結構:一級目錄結構:結構簡樸;查找速度慢,不允許重名,不便于實現(xiàn)文獻共享二級目錄結構(主文獻目錄MFD、用戶目錄UFD)提高了檢索目錄的速度,較好地解決了市名問題。多用戶時不便于共享文獻多級(樹形)目錄結構:允許重名,提高檢索目錄的速度。文獻存取方法:順序存取法、直接存取法、按鍵存取法文獻存取空間的管理:磁盤分派表:外存空閑空間管理的數(shù)據(jù)結構管理方法:空閑塊表:合用于連續(xù)文獻結構位示圖:描述能力強,適合各種物理結構空閑塊鏈:不需磁盤分派表,節(jié)省空間。成組鏈接法文獻的使用:操作系統(tǒng)在操作級向用戶提供的命令:目錄管理類命令、文獻操作類命令、文獻管理類命令操作系統(tǒng)在編程級向用戶提供的系統(tǒng)調(diào)用:創(chuàng)建、撤消、打開、關閉、讀、寫文獻文獻的共享:形式:采用文獻名和文獻說明分離的目錄結構,節(jié)省大量主存空間,減少訪問外存的次數(shù)。文獻鏈接:硬鏈接(基于索引節(jié)點的鏈接)、符號鏈接文獻的保護:存取控制矩陣:二維矩陣存取控制表:用戶類型:文獻主、同組用戶、其他用戶用戶權限表密碼系統(tǒng)的安全管理:系統(tǒng)級:注冊與等錄用戶級:設立存取權限,用戶分為超級用戶、系統(tǒng)操作員和一般用戶目錄級:只有系統(tǒng)核心具有寫目錄的權利文獻級:設立文獻屬性:只執(zhí)行、隱含、只讀、讀寫、共享、系統(tǒng)訪問權限擬定:用戶訪問權、目錄訪問權、文獻屬性文獻的可靠性:轉(zhuǎn)儲和恢復:靜態(tài)轉(zhuǎn)儲、動態(tài)轉(zhuǎn)儲、海量轉(zhuǎn)儲、增量轉(zhuǎn)儲口記文獻:系統(tǒng)故障恢更,協(xié)助后備副本進行介質(zhì)故障恢更文獻系統(tǒng)的一致性:塊的一致性檢查和文獻的一致性檢查.作業(yè)管理:作業(yè):由程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明書組成作業(yè)管理程序:操作系統(tǒng)中用來控制作業(yè)的進入、執(zhí)行和撤消的一組程序作業(yè)控制:脫機:通過作業(yè)控制語言(JCL,作'也控制命令)編寫用戶作業(yè)說明書。聯(lián)機:通過宜接輸入作業(yè)控制命令來提交和運營用戶作業(yè)。作業(yè)狀態(tài):提交、后備、執(zhí)行、完畢作業(yè)控制塊JCB:記錄與該作業(yè)有關的各種信息的登記表。作業(yè)后備隊列:作業(yè)控制塊排成一個或多個隊列。作業(yè)調(diào)度:考慮因素:與系統(tǒng)的整體設計目的一致、均衡使用系統(tǒng)資源、平衡系統(tǒng)和用戶規(guī)定。算法:先來先服務、短作業(yè)優(yōu)先、響應比高優(yōu)先、優(yōu)先級調(diào)度算法、均衡調(diào)度算法算法性能的衡丸端果花附短相胸防伸腳I鋤那湖周轉(zhuǎn)時間周轉(zhuǎn)時間:=(作業(yè)執(zhí)行時間+作業(yè)等待時間)/作業(yè)執(zhí)行時間帶權周轉(zhuǎn)時間:平均周轉(zhuǎn)時間:平均帶權周轉(zhuǎn)時間:用戶界面:硬件部分:用戶向計算機輸入數(shù)據(jù)或命令的輸入裝置(用戶接口/人機界面)由計算機輸出供用戶觀測或解決的輸出裝置軟件部分:用戶與計算機互相通信的協(xié)議、約定、操作命令及其解決軟件發(fā)展過程:控制面板式用戶界面字符用戶界面:功能強、靈活性好、屏恭開銷少;操作環(huán)節(jié)繁瑣,不易學會。圖形用戶界面:超文本技術最大特點是具有指向性。新一代用戶界面:以用戶為中心、自然、高效、高帶寬、非精確、無地點限制以多媒體、多通道及智能化為技術支持.網(wǎng)絡操作系統(tǒng):特性:硬件獨立性、多用戶支持、支持網(wǎng)絡實用程序及其管理功能、多種客戶端支持、提供目錄服務、支持多種增值服務。分類:集中模式、客戶/服務器模式、對等模式(具有發(fā)布解決及分布控制的特性)功能:具有操作系統(tǒng)的基本功能,聯(lián)網(wǎng)功能,支持網(wǎng)絡體系結構和各種網(wǎng)絡通信協(xié)議,提供網(wǎng)絡互聯(lián)功能,支持有效、可靠安全地數(shù)據(jù)傳送。實例:Unix、WindowsNT>NetWare.嵌入式操作系統(tǒng):含義:是運營在嵌入式智能芯片環(huán)境中,對整個智能芯片及它所操作、控制的各種部件裝置等資源進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)、調(diào)度、指揮和控制的系統(tǒng)軟件。特點:微型化、可定制、實時性、可靠性、易移植性環(huán)境:配有源碼級可配宜的系統(tǒng)模塊設計、豐富的同步原語、可選擇的調(diào)度算法、可選擇主存分派策略、定期器9計時器、多方式中斷解決支持、多種異常解決選擇、多種通信方法支持、標準C語言庫、數(shù)學運算庫和開放式應用程序接口.實例:windowsCE、vxworks^psos>palmOS>pc/os-II.操作系統(tǒng)實例:1)UNIX操作系統(tǒng)體系結構:用戶級、核心級、硬件級文獻系統(tǒng):引導塊、超級塊、索引節(jié)點區(qū)、數(shù)據(jù)存儲區(qū)進程管理:組成:進程控制塊PCB:常駐主存的基本進程控制塊proc非常駐主存的進程擴充控制塊user正文段:每個正文段都占據(jù)正文表text。的一個表項,指明它在主存和磁盤的位置。數(shù)據(jù)段控制:進程同步、通信、調(diào)度及存儲管理調(diào)度:采用動態(tài)優(yōu)先數(shù)調(diào)度算法,優(yōu)先數(shù)決定就緒進程能否占用解決機的優(yōu)先權優(yōu)先數(shù)擬定方法:設立方法、計算方法存儲管理:對換技術、分頁式虛擬存儲機制,采用二次機會頁面替換算法設備管理:設備類型:塊設備、字符設備文獻系統(tǒng)與設備驅(qū)動程序的接口:設備開關表硬件與驅(qū)動程序的接U:控制寄存器、I/O指令設備解決程序:用于啟動設備的設備驅(qū)動程序;負貢解決I/O完畢工作的設備中斷解決程序特點:塊設備與字符設備具有相似的層次結構;將設備作為一個特殊文獻,并賦予文獻名:采用完善的緩沖區(qū)管理技術。輸入輸出轉(zhuǎn)向:Shell語言、程序、過程管道:使得用戶可在不改動程序自身的前提下使多個程序可通過標準輸入輸出設備進行數(shù)據(jù)傳送。shell程序/過程:正則表達式:擬定字符串模式的一個規(guī)則集,簡潔、完整地描述文本字符串關鍵特性。Shell腳本Shell變量:用戶定義變量、系統(tǒng)定義變量、shell定義變量元字符:shell中的各種通配符、字符串定義符、轉(zhuǎn)義符、變量定義符2)windows202歹XP特權狀態(tài):核心態(tài)(管態(tài))、用戶態(tài)(目態(tài))體系結構:用戶進程:系統(tǒng)支持進程、服務進程、環(huán)境子系統(tǒng)、應用程序核心類組件:核心包含操作系統(tǒng)、執(zhí)行體包含基本的操作系統(tǒng)服務、硬件抽象層、設備驅(qū)動程序、圖形引擎包含實現(xiàn)圖形用戶界面的基本函數(shù)電擦除可編程只讀EEPROM、閃存FM按訪問方式分:地址訪問和內(nèi)容訪問;按尋址方式分:隨機(RAM)、順序(SAM)、直接(DAM)。相聯(lián)存儲器:工作原理:把數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)的某一部分作為關鍵字,將該關鍵字與存儲器中的每一單元進行比較,找出存儲器中所有與關鍵字相同的數(shù)據(jù)字。結構:輸入檢索寄存器:用來存放要檢索的內(nèi)容(關鍵字)屏蔽寄存器:用來屏蔽不參與檢索的字段比較器:比較檢索的關鍵字與存儲體的每一單元存儲體:存放信息匹配寄存器:記錄比較的結果數(shù)據(jù)寄存器:存放存儲體中某一單元的內(nèi)容地址寄存號使相聯(lián)存儲器具有按地址查找的功能地址譯碼器作用范圍:高速緩存;虛擬存儲器中做段表、頁表或快表存儲器;DB和知識庫。高速緩存:含義:存放當前最活躍的程序和數(shù)據(jù),作為主存局部域的副本。特點:容量小,速度快,由快速半導體存儲器構成,內(nèi)容是主存局部域的副本,對■程序員是透明的。組成:控制部分:判斷CPU要訪問的信息是否在cache存儲器中,若在為命中,反之沒命中。存儲部分:存放主存的部分復制(副本)信息。地址映像:含義:將主存地址轉(zhuǎn)換成cache存儲器的地址。方法:直接映像:優(yōu)點:地址變換簡樸;缺陷:靈活性差全相聯(lián)映像:優(yōu)點:主存的塊調(diào)入Cache的位置靈活,不受限制;缺陷:無法從主存塊號中直接獲得Cache的塊號,變換復雜,速度較慢。組相聯(lián)映像:組用直接映像方式;塊用全相聯(lián)映像方式替換算法:目的:使cache獲得最高的命中率。類型:隨機替換、先進先出、近期最少使用、優(yōu)化替換性能分析:等效訪問時間ta二Htc+(1-H)ts,速度提高倍數(shù)r二t/ta文獻系統(tǒng):FAT文獻系統(tǒng):NTFS文獻系統(tǒng):可恢復性、安全性、大磁盤和大文獻、多數(shù)據(jù)流、通用索引功能分布式文獻服務(DFS):更易創(chuàng)建單目錄樹,可涉及多文獻服務器和組、文獻共享。進程管理:進程:資源分派的單位,并將它作為對象來進行管理,可通過相應的句柄來引用對象線程:內(nèi)核線程,是解決機調(diào)度的單位。涉及寄存器、線程環(huán)境塊、核心棧、用戶棧狀態(tài):就緒、備用、運營、等待、轉(zhuǎn)換、終止、初始化存儲管理:虛擬地址組件:頁面目錄索引、頁而表索引、字節(jié)索引一頁面映射結構的索引地址轉(zhuǎn)換結構:二級頁面表地址轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié):(主存管理硬件)定位當前進程的頁目錄:(頁目錄索引)在頁目錄中查找頁目錄項(PDE)的索引:(頁表索引)在頁表中指明頁目錄項的位置:(PDE)擬定頁框的位置:(字節(jié)索引)在物理頁面內(nèi)查找所需數(shù)據(jù)的地址。設備管理:I/O高層界面:I/O設備虛擬界面I/O體系結構:I/O系統(tǒng)層(可執(zhí)行模塊)設備驅(qū)動層(設備驅(qū)動程序)硬件抽象層(HAL):隱藏/不同硬件平臺間的差異,是系統(tǒng)提供的許多總線設備驅(qū)動程序的集合。I/O結構特點:分層結構,有助于實現(xiàn)其平臺無關性,為實現(xiàn)其他目的帶來便利。第四章系統(tǒng)開發(fā)和運營知識.軟件工程基礎知識:軟件生存周期:可行性分析與項目開發(fā)計劃、需求分析、概要設計、具體設計、編碼、測試、維護
軟件生存周期模型:瀑布模型:不支持軟件重用和多項開發(fā)活動集成。以文檔為驅(qū)動,適合于軟件需求很明確的軟件項目,缺少靈活性。演化模型:合用于耐軟件需求缺少準確結識的情況。螺旋模型:制定計劃、風險分析、實行工程、用戶評估噴泉模型:以用戶需求為動力,以對象為驅(qū)動的模型,適合于面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方法。使開發(fā)過程具有迭代性和無間隙性。軟件開發(fā)方法:結構化方法:山結構化分析、結構化設計、結構化程序設計構成,面向數(shù)據(jù)流的開發(fā)方法,指導思想為自地向下、逐層分解,基本原則為功能的分解與抽象,適合丁?數(shù)據(jù)解決領域的問題。Jackson方法:面向數(shù)據(jù)結構的開發(fā)方法,以事件為驅(qū)動,應用于時序特點較強的系統(tǒng)。形成了JSP方法是以數(shù)據(jù)結構為驅(qū)動,適合于小規(guī)模項目,發(fā)展了JSD方法,輸入數(shù)據(jù)結構與輸出數(shù)據(jù)結構間相相應。維也納開發(fā)方法(VDM):基于模型的方法,以指稱語義為基礎,以軟件系統(tǒng)為模型,以軟件輸入輸出為模型對象面向?qū)ο箝_發(fā)方法:由面向?qū)ο蠓治?、設計、實現(xiàn)構成,以UML為標準建模語言,以客觀世界為對象,以對象為最基本元素軟件需求分析:任務:擬定軟件系統(tǒng)的綜合規(guī)定、分析軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)定(以實體?關系模型為數(shù)據(jù)描述手段)、導出系統(tǒng)的邏輯模型(結構化分析中用數(shù)據(jù)流圖描述:面向?qū)ο笾杏妙惸P兔枋觯⑿拚椖块_發(fā)計劃、可開發(fā)一個原型系統(tǒng)。分類:功能需求、非功能需求、設計約束方法:組成:對軟件的數(shù)據(jù)域和功能域的系統(tǒng)分析過程及其表達方法定義了表達系統(tǒng)邏輯視圖和物理視圖的方式。數(shù)據(jù)域具有屬性:數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)結構共性:支持數(shù)據(jù)域分析的機制、功能表達的方法、接口的定義、問題分解的機制及對抽象的支持、邏輯視圖和物理視圖工程:需求開發(fā):需求捕獲、需求分析、編寫規(guī)格說明書、需求驗證需求管理:定義需求基線、解決需求變更、需求跟蹤軟件開發(fā)項目管理:成本估算:方法:自頂向下方法、自底向上方法、差別估算方法、專家估算法、類推估算法、算式估算法模型:putnam模型、COCONO模型(基本、中級、具體)風險分析:風險辨認、風險預測、風險評估、風險控制進度管理:常用圖形描述方法:甘特圖、計劃評審設計圖人員管理:主程序員組、無主程序員組、層次式程序員組軟件配置管理(SCM):重要目的:標記變更、控制變更、保證變更對的地實現(xiàn)、報告有關變更基線:更加明確開發(fā)各階段工作的劃分,便于檢查與肯定階段成果。軟件配置項(SCI):配置管理的基本單元版本控制變更控制:配置數(shù)據(jù)庫的類型:開發(fā)庫、受控庫、產(chǎn)品庫軟件工具CASE:軟件開發(fā)工具:需求分析工具:基于自然語言或圖形描述的工具基于形式化需求定義語言的工具設計工具:概要設計工具、具體設計工具編碼與排錯工具軟件維護工具:版本控制工具、文檔分析工具、開發(fā)信息庫工具、逆向工程工具(動態(tài)、靜態(tài))、再工程工具(代碼、程序結構、數(shù)據(jù)結構重構)軟件管理和軟件支持工具:項目管理工具、配置管理工具、軟件評價工具軟件開發(fā)環(huán)境:構成:軟件工具集:支持軟件開發(fā)的相關過程、活動和任務環(huán)境集成機制:工具集成和軟件開發(fā)、維護和管理提供統(tǒng)一的支持,涉及數(shù)據(jù)集成、控制集成、界面集成特性:環(huán)境的服務是集成的;環(huán)境應支持小組工作方式,并為其提供配置管理;環(huán)境的服務可用于支持各種軟件開發(fā)活動。軟件過程管理:軟件過程評估:軟件過程改善的需要、減少軟件風險的需要(軟件采購者、軟件承制者)軟件工程七原理:按軟件生命周期分階段指定計劃并認其實行:逐階段進行確認:堅持嚴格的產(chǎn)品控制:使用現(xiàn)代程序設計技術:明確責任:用人少而精:不斷改善開發(fā)過程,軟件能力成熟度模型CMM:級別:初始級、可反復級、己定義級、己管理級、優(yōu)化級統(tǒng)一過程(UP):特色:用例和風險驅(qū)動,以架構為中心,迭代的增量開發(fā)工程。極限編程XP:特點:輕量、靈敏、高效、低風險、柔性、可預測的、科學的。組成:價值觀:溝通、簡樸、反饋、勇氣
原則:快速反饋、簡樸性假設、逐步修改、提倡更改、優(yōu)質(zhì)「?作實踐:計劃游戲、小型發(fā)布、隱喻、簡樸設計、測試先行、重構、結隊編程、集體代碼所有制、連續(xù)集成、每周工作40個小時、現(xiàn)場客戶、編碼標準行為軟件質(zhì)量管理:1.軟件質(zhì)量特性:功能性適合性'ISO/IEC9126軟件質(zhì)量模型:質(zhì)量特性、質(zhì)量子特性、度量指標準確性CALL軟件質(zhì)量模型:質(zhì)量特性、評價準則、度量指標/2.軟件質(zhì)量保證:目的:生產(chǎn)高質(zhì)量的軟件/任務:應用技術方法、進行正式的技術評審、測試軟件、標準的實行、控制變更、度量、記錄保存和報告。.軟件復雜度:度量參數(shù):規(guī)模、難度、結構、智能度表現(xiàn):程序的復雜度(模塊內(nèi)程序的復雜性)度量方法:代碼行度量法、McCabe(環(huán)路)度量法.軟件質(zhì)量評審:設計質(zhì)量評審內(nèi)容:評價軟件的規(guī)格說明是否合乎用戶的規(guī)定;評審可靠性:評審保密措施、操作特性、性能實現(xiàn)情況:評審軟件是否具有可修改性、可擴充性、可互換性、可移植性、可測試性、任用性程序質(zhì)量評審內(nèi)容:軟件結構:功能結構、功能通用性、模塊層次(解決模塊、數(shù)據(jù)模塊)、產(chǎn)品修正可維護性互用性靈活性依從性可測試性安全性產(chǎn)品轉(zhuǎn)移可移植性可靠性成熟性復用性容錯性互用性易恢復性產(chǎn)品運營對的性易使用性易理解性可靠性易學性易使用性易操作性效率效率時間特性完整性資源特性可維護性易分析性帙聯(lián)結構、解決理性(取堆不附加,邏輯雙程)結構運營環(huán)境接口:與硬件、用戶的接口5.軟件容錯技術:提高軟件質(zhì)量和可靠性的技術:避開錯誤、容錯技術容錯軟件定義:在一定限度上對自身錯誤的作用品有屏蔽能力:能從錯誤狀態(tài)自動恢復到正常狀態(tài):發(fā)生錯誤時一定限度上完畢預期的功能:具有容錯能力。容錯的一般方法一冗余技術:結構冗余:靜態(tài)(三模冗余TMR、多模冗余)、動態(tài)(多模塊待機儲備)、混合信息冗余:誤差校驗碼易改變性穩(wěn)定性易測試性可移植性適應性易安裝性一致性易替換性時間冗余:程序滾回技術冗余附加技術軟件設計原則:抽象的原則;模塊化的原則;信息隱蔽的原則;模塊獨立的原則.系統(tǒng)分析基礎知識過程:結識、理解當前的現(xiàn)實環(huán)境,獲得當前系統(tǒng)的“物理模型”:從當前系統(tǒng)的“物理模型”抽象出“邏輯模型”:對當前系統(tǒng)的“遺輯模型”進行分析和優(yōu)化,建立目的系統(tǒng)的“邏輯模型”:對目的系統(tǒng)的邏輯模型具體化(物理化),建立目的系統(tǒng)的物理模型。環(huán)節(jié):對當前系統(tǒng)進行具體調(diào)查,收集數(shù)據(jù):建立當前系統(tǒng)的邏輯模型:對現(xiàn)狀進行分析,提出改善意見和新系統(tǒng)應達成的目的;建立新系統(tǒng)的邏輯模型;編寫系統(tǒng)方案說明書。方法:結構化分析方法:合用:分析大型數(shù)據(jù)解決系統(tǒng)特點:簡樸、實用基本思想:自頂向下,逐層分解分析結果:DFD:外部實體、加工、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)流DD:數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)項、數(shù)據(jù)存儲、基本加工加工邏輯(小說明)說明:結構化語言(結構化英語):內(nèi)層、外層鑒定樹、判斷表補充材料:系統(tǒng)分析報告.系統(tǒng)設計知識任務:概要設計:設計軟件系統(tǒng)總體結構、數(shù)據(jù)結構及數(shù)據(jù)庫設計(概念、邏輯、物理設計)、編寫概要設計文檔、評審具體設計:設計每個模塊進行具體的算法、設計模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)結構、擬定數(shù)據(jù)庫的物理結構、代碼設計、輸入輸出設計、人機交互設計、編寫具體設計說明書、評審?;驹恚撼橄?、模塊化、信息隱蔽、模塊獨立(耦合、內(nèi)聚)系統(tǒng)總體結構設計:原則:分解一協(xié)調(diào)原則、自頂向下原則、信息隱蔽原則、一致性原則、明確性原則、高內(nèi)聚低耦合、模塊扇入和扇出系數(shù)要合理、模塊的規(guī)模適當。子系統(tǒng)劃分:原則:子系統(tǒng)要具有相對獨立性、子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的依賴性盡量小、劃分結果應使數(shù)據(jù)冗余較小、子系統(tǒng)的設立應考慮此后管理發(fā)展的需要、劃分應便于系統(tǒng)分階段實現(xiàn)、劃分應考慮到各類資源的充足運用。設計:擬定劃分后的子系統(tǒng)模塊結構,并畫出模塊結構圖。系統(tǒng)模塊結構設計:模塊:特點:可組合、分解、更換,分為邏輯、物理模塊要素:輸入輸出、解決功能、內(nèi)部數(shù)據(jù)、程序代碼模塊結構圖:基本符號:模塊、調(diào)用、數(shù)據(jù)、控制、轉(zhuǎn)接數(shù)據(jù)存儲設計:數(shù)據(jù)資源分布、數(shù)據(jù)安全保密結構化設計方法:基本思想:將系統(tǒng)設計成由相對獨立、功能單?的模塊組成的結構。信息流的類型:變換流型(輸入、變換/主加工、輸出)、事務流型變換分析:擬定輸入流和輸出流、分離出變換中心:第一級分解(頂層、第一層);第二級分解(中、下層)事務分析:擬定事務中心和每條活動流的流特性:將事務流型DFD映射成高層的程序結構:進一步分解。設計環(huán)節(jié):①夏查并精化數(shù)據(jù)流圖;②擬定DFD的信息流類型:③根據(jù)信息流類型分別將變換流或事務流轉(zhuǎn)換成程序結構圖:④根據(jù)軟件設計的原則對程序結構圖作為改善。面向數(shù)據(jù)結構的設計方法一一jackson方法Jackson圖:順序、選擇、反復Jackson設計環(huán)節(jié):(1)分析并擬定輸入和輸出數(shù)據(jù)的邏輯結構,并用Jackson圖表達;(2)找出輸入數(shù)據(jù)結構與輸出數(shù)據(jù)結構間有相應關系的數(shù)據(jù)單元:(3)從描述數(shù)據(jù)結構的Jackson圖導出描述程序結構的Jackson圖。系統(tǒng)具體設計:代碼設計:原則:唯一性、合理性、可擴充性、簡樸性、適應性、規(guī)范性、系統(tǒng)性環(huán)節(jié):擬定代碼對象、考察是否有標準代碼、根據(jù)代碼實際情況選擇代碼種類與類型、考慮檢錯功能、編寫代碼表輸出設計:擬定輸出內(nèi)容:選擇輸出設備與介質(zhì):擬定輸出格式:輸入設計:原則:最小量原則;筒樸性原則:早檢查原則:少轉(zhuǎn)換原則:內(nèi)容:擬定輸入數(shù)據(jù)內(nèi)容:輸入方式設計:輸入格式設計:校對方式設計解決過程設計:程序流程圖(程序框圖):基本成分:加工環(huán)節(jié)、邏輯條件、控制流優(yōu)點:直觀、形象、易理解:缺陷:表達控制的箭頭過于靈活,只描述執(zhí)行過程盒圖(NS圖):每個環(huán)節(jié)用一個盒子表達,盒子可嵌套,上進下出。限制了隨意的控制轉(zhuǎn)移,保證了程序的良好結構。形式語言:描述模塊具體算法的非正式的且較以活的語言。易理解,提高程序的自我描述性,易于被計算機解決。決策樹:適合于描述加工中具有多個策略,每個策略和若干條件有關的邏輯功能。決策表:合用于判斷條件較多,各條件又互相組合、相應的決策方案較多用戶界面設計:原則:和諧、簡便、實用、易于操作方式:菜單、會話管理、操作提醒、操作權限管理安全控制設計:在環(huán)境、數(shù)據(jù)解決方面進行有效控制。4.系統(tǒng)實行知識任務:按總體設計方案購置和安裝計算機網(wǎng)絡系統(tǒng);軟件準備:培訓:數(shù)據(jù)準備:投入切換和試運營。4.環(huán)節(jié):程序設計:依據(jù):系統(tǒng)設計階段的HIPO圖及數(shù)據(jù)庫結構及編碼設計方法:結構化方法:內(nèi)部程序各部分要自地向下的結構化劃分,按功能劃分,使用調(diào)用子程序方式聯(lián)系??焖僭头ǎ好嫦?qū)ο蟮姆椒康模簽榱藢崿F(xiàn)開發(fā)者在系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設計中提出管理方法和解決構想?;灸K:控制模塊、輸入模塊、輸入數(shù)據(jù)校驗模塊、輸出模塊、解決模塊(文獻更新模塊、分類合并模塊、計算模塊、數(shù)據(jù)檢索模塊、預測或優(yōu)化模塊)程序設計語言的選擇:應用領域、算法和計算的復雜度、軟件運營的環(huán)境、用戶需求、數(shù)據(jù)結構的其柴度系統(tǒng)測試:意義:是保證系統(tǒng)質(zhì)量和可靠性的關鍵環(huán)節(jié),是對系統(tǒng)開發(fā)過程中的系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設計和實行的最后復查。目的:盡也許多地發(fā)現(xiàn)軟件產(chǎn)品(重要是指程序)中的錯誤和缺陷。原則:應盡早并不斷地進行測試:測試工作應避免由原開發(fā)軟件的人或小組承擔:設計測試方案時,不僅要擬定輸入數(shù)據(jù),并且要根據(jù)系統(tǒng)功能擬定預期輸出結果。設計測試用例時,不僅要設計有效合理的輸入條件,也要包含不合理、失效的輸入條件。嚴格按照測試計劃來進行,避免測試的隨意性。妥善保存測試計劃、測試用例,作為軟件文檔的組成部分,為維護提供方便。測試用例都是精心設計出來的,可作為重新測試或追加測試提供方便。過程:制定測試計劃;編制測試大綱;根據(jù)測試大綱設計和生成測試用例,產(chǎn)生測試設計說明書:實行測試;生成測試報告。方法:靜態(tài)(人工檢測、計算機輔助靜態(tài)分析)、動態(tài)(黑盒、白盒)測試用例設計:黑盒(功能)測試:等價類劃分法、邊值分析、錯誤猜測、因果圖白盒(結構)測試:邏輯覆蓋(語句、鑒定、條件、鑒定/條件、條件組合、途徑)基本途徑測試環(huán)節(jié):單元(模塊)測試:模塊接口、同部數(shù)據(jù)結構、重要的執(zhí)行途徑、犯錯解決、邊界條件集成測試:非增量式集成、增量式集成確認測試:有效性測試、軟件配置審查、驗收測試系統(tǒng)測試:恢復測試、安全性測試、強度測試、性能測試、可靠性測試、安裝測試系統(tǒng)調(diào)試:目的:找犯錯誤位置,改正錯誤。方法:試探法、I可溯法、對分查找法、歸納法、演繹法系統(tǒng)文檔:作用:用戶與系統(tǒng)分析人員在系統(tǒng)規(guī)劃和分析階段通過文檔進行溝通:系統(tǒng)開發(fā)人員與項目管理通過文檔在項目期內(nèi)進行溝通:系統(tǒng)測試人員與系統(tǒng)開發(fā)人員通過文檔進行溝通:系統(tǒng)開發(fā)人員與用戶在系統(tǒng)運營期間進行溝通:系統(tǒng)開發(fā)人炭與系統(tǒng)維護人員通過文檔進行溝通:用戶與維修人員在運營維護期間進行溝通.系統(tǒng)試運營:對系統(tǒng)進行初始化、輸入各原始數(shù)據(jù)記錄:記錄系統(tǒng)運營的數(shù)據(jù)和狀況:核對新系統(tǒng)輸出和舊系統(tǒng)輸出的結果;對實際系統(tǒng)的輸入方式進行考察:對系統(tǒng)實際運營、響應速度進行實際測試。系統(tǒng)轉(zhuǎn)換:直接轉(zhuǎn)換、并行轉(zhuǎn)換、分段(逐步/向?qū)В┺D(zhuǎn)換5.5.5.系統(tǒng)運營和維護知識系統(tǒng)可維護性:含義:維護人員理解、改正、改動和改善這個軟件的難易限度。5.評價指標:可理解性、可測試性、可修改性維護與軟件文檔:用戶文檔、系統(tǒng)文檔系統(tǒng)維護:內(nèi)容:軟件:對的性、適應性、完善性、防止性硬件:定期的設備保養(yǎng)性維護;突發(fā)性的故障維護知捉.我娓而的右令枇知a掇枇乃加行如份枇物制
?*X*I?"IfII—,-X-S一▲一|1?I??/JUi?/>_£.,-Z|ZX*W|i?4-^-?1?J系統(tǒng)評價:類型:代'檢評價:系統(tǒng)規(guī)劃中的可行性研究環(huán)節(jié):嶙霸撕猾嚶雅毓醯矍嗝■爵鑫嘉隧懶耨潼轆鼬價)結項評價:信息系統(tǒng)項目的鑒定指標:按運營效果和用戶需求、系統(tǒng)質(zhì)量和技術條件構造指標。系統(tǒng)外部環(huán)境重要通過社會效益指標反映。按系統(tǒng)成本、效益和財務指標建立指標。第五章網(wǎng)絡基礎知識.網(wǎng)絡概述網(wǎng)絡的發(fā)展:具有通信功能的單機系統(tǒng)(終端一計算機網(wǎng)絡)、具有通信功能的多機系統(tǒng)、以共享資源為目的的計算機網(wǎng)絡:以局域網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)為支持環(huán)境的分布式計算機系統(tǒng)網(wǎng)絡的定義:運用通信設備和線路將地理位置分散的、功能獨立的自主計算機系統(tǒng)或山計算機控制的外部設備連接起來,在網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的控制下,按照約定的通信協(xié)議進行信息互換,實現(xiàn)資源共享的系統(tǒng)。網(wǎng)絡的功能:數(shù)據(jù)通信、資源(軟硬件資源、數(shù)據(jù)與信息資源)共享、負載均衡、高可靠性網(wǎng)絡的重要用途:①可產(chǎn)生一個性能/價格比更好的系統(tǒng);②提供具有更好可用性和可靠性的應用環(huán)境;③在計算機網(wǎng)絡內(nèi)可以通過合理調(diào)度實現(xiàn)計算機之間工作負荷的均衡分派:④由計算機網(wǎng)絡所構成的系統(tǒng)可以更方便地進行資源擴充和升級換代;⑤可提供和諧方便的用戶使用界面和計算機資源的有效管理手段網(wǎng)絡的結構:內(nèi)層通信子網(wǎng):相應于物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層外層資源子網(wǎng):相應于會話層、表達層、應用層網(wǎng)絡的類型:按通信距離分:廣域網(wǎng)WAN(遠程網(wǎng))、局域網(wǎng)LAN、城域網(wǎng)局域網(wǎng)的特點:分布范圍有限:有較高的通信帶寬,數(shù)據(jù)傳輸率高:數(shù)據(jù)傳輸可靠,誤碼率低:通常采用同軸電纜或雙絞線作為輸出介旗:拓撲結構簡樸簡潔,系統(tǒng)易配置和管理;網(wǎng)絡的控制一般趨向于分布式:通常網(wǎng)絡歸單一組織所擁有和使用。局域網(wǎng)的組成:網(wǎng)絡硬件、網(wǎng)絡軟件、網(wǎng)絡信息資源和應用程序廣域網(wǎng)的特點:分布范圍廣;數(shù)據(jù)傳輸率低:數(shù)據(jù)傳輸可靠性隨傳輸介質(zhì)的不同而不同:常用傳統(tǒng)的公共傳輸網(wǎng)來實現(xiàn):拓撲結構較復雜,多采用“分布式網(wǎng)絡”。按信息互換方式分:電路互換網(wǎng)、分組互換網(wǎng)、綜合互換網(wǎng)按網(wǎng)絡拓撲結構分:星型網(wǎng)、樹型網(wǎng)、環(huán)型網(wǎng)、總線網(wǎng)、分布式網(wǎng)總線型:特點:只有一條雙向通路,便于進行廣播式傳送信息:屬于分布式結構,無需CPU,結構較簡樸:節(jié)點的增刪和位置的變動較容易,不影響網(wǎng)絡的正常運營,系統(tǒng)擴充性很好?:節(jié)點的接口通常采用無源線路,系統(tǒng)可靠性高:設備少,價格低,安裝使用方便:電氣信號通路多,干擾較大,對信號規(guī)定高:負載市時,線路的運用率較低:網(wǎng)上信息延遲時間不定,故障隔離和檢測困難。星型:特點:維護管理容易,重新配置靈活:故障隔離和檢測容易;網(wǎng)絡延遲時間短:各節(jié)點與中央互換單元直接連通,各節(jié)點間通信必須通過中央單元轉(zhuǎn)換:網(wǎng)絡共享能力差;使用雙絞線,線路運用率低,中央單元負荷重。環(huán)型:特點:信息的流動方向固定,兩節(jié)點僅有一條通路,途徑控制簡樸:有旁路設備,節(jié)點發(fā)生故障時,系統(tǒng)自動旁路,可靠性高:信息要串行穿過多個節(jié)點,在網(wǎng)絡中節(jié)點過多時傳輸效率低,系統(tǒng)響應速度慢;環(huán)路封閉,擴充較難。樹型:特點:傳輸介質(zhì)為不封閉的分支電纜,是總線型結構的擴充形式。分布式:特點:較高的可靠性,一條線路發(fā)生故障時,不會影響整個系統(tǒng)工作;資源共享方便,網(wǎng)絡響應時間短:節(jié)點與多個節(jié)點連接,節(jié)點的路由選擇和流量控制難度大,管理軟件復雜:硬件成本高。按通信介質(zhì)分雙絞線網(wǎng)、同軸電纜網(wǎng)、光纖網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)按傳輸寬帶分:基帶網(wǎng)、寬帶網(wǎng)按使用范圍分:公共網(wǎng)、專用網(wǎng)按速率分:高速網(wǎng)、中速網(wǎng)、低速網(wǎng)按通信傳播方式:廣播式、點到點式網(wǎng)絡的基本組成:由計算機硬件、軟件、通信設備和通信線路(通信介質(zhì))、數(shù)據(jù)和信息資源所組成。網(wǎng)絡管理:功能:配置管理、失效與故障管理、性能管理、計費管理和安全管理。.ISO/OSI網(wǎng)絡體系結構ISO/OSI的參考模型:特性:它是一種將異構系統(tǒng)互連的分層結構:提供了控制互連系統(tǒng)交互規(guī)則的標準框架:定義了一種抽象結構;不同系統(tǒng)上的相同層的實體稱為同等層實體;同等層實體間的通信由該層的協(xié)議管理;相鄰層間的接口定義了原語操作和低層向高層提供的服務:所提供的公共服務是面向連接的或無連接的數(shù)據(jù)服務:直接的數(shù)據(jù)傳送僅在最低層實現(xiàn):每層完畢所定義的功能,修改本層的功能并不影響其他層。(H為命中率,tc為存取時間,tm為主存的訪問時間)虛擬存儲器:含義:是由主存、輔存、存儲管理單元及操作系統(tǒng)中存儲管理軟件組成的存儲系統(tǒng)。分類:頁式:頁表硬件少,查表速度快,主存零頭少:缺陷:分頁無邏輯意義,不利于存儲保護段式:優(yōu)點:段的界線分明,支持程序的模塊化設計,易編譯、修改、保護程序段,便于多道程序的共享;缺陷:段的長度不一,主存運用率不高,產(chǎn)生大量內(nèi)存碎片,導致浪費,段表龐大,查表速度慢。段頁式:優(yōu)點:兼有前兩者的優(yōu)點;缺陷:地址變換速度慢。外存:磁盤存儲器:構成:盤片、驅(qū)動器、控制器和接口。類型:軟盤、硬盤光盤存儲器:類型:只讀型、只寫一次型、可擦除型。組成:光學、電學和機械部件特點:記錄密度高:存儲容量大:采用非接觸式讀/寫信息;信息可長期保持;采用多通道記錄時數(shù)據(jù)傳送率可超過200MB/S:制導致本低:對機械結構的精度規(guī)定不高;存取時間較長。磁盤陣列技術:磁盤陣列是由多臺磁盤存儲器組成,一個快速大容量高可靠的外存子系統(tǒng)。常見為便宜冗余磁盤陣列(RAID),分為6級。.計算機指令結構:CISC:復雜指令集計算機RISC:精簡指令集計算機作用:簡化了CPU的控制器,提高了解決速度。特點:指令種類少:指令長度固定,格式種類少:采用硬布線控制邏輯;復雜尋址方式少(寄存器尋址方式、立即數(shù)尋址方式以及相對尋址方式);設立最少的訪內(nèi)指令:在CPU內(nèi)部設立大量的寄存器:非常適合流水線操作。.輸入輸出技術:1.微機最常用的內(nèi)存與接口的編址方式:內(nèi)存與接口地址獨立(隔離)的編址方法:優(yōu)點:地址清楚,在編程或讀程序中很易使用和辨認。缺陷:用于接口的指令太少,功能太弱。內(nèi)存與接口地址統(tǒng)一(混合)的編址方法:優(yōu)點:原則上用于內(nèi)存的指令所有可用于接口,大大地增強了接口的操作功能。指令不區(qū)分內(nèi)存或接口指令。功能:應用層:提供OSI用戶服務,以滿足用戶需要及提供網(wǎng)絡與用戶應用軟件間的接口服務。表達層:為應用層進程提供能解釋所互換信息含義的一組服務,提供格式化的表達和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務。會話層:(會晤層/對話層)為彼此合作的表達層實體提供建立、維護和結束會話連接的功能:完畢通信進程的邏輯名字與物理名字間的相應;提供會話管理服務。傳輸層:為會話層實體提供透明、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務,保證端到端的數(shù)據(jù)完整性;選擇網(wǎng)絡層能提供最適宜的服務:提供建立、維護和拆除傳輸連接功能。網(wǎng)絡層:為傳輸層實體提供端到端的互換網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳送功能。選擇合適的網(wǎng)絡間路由和互換節(jié)點,保證數(shù)據(jù)及時傳送。數(shù)據(jù)鏈路層:負責在兩個相鄰節(jié)點間的線路匕無差錯的傳送以幀為單位的數(shù)據(jù),并進行流量控制。物理層:提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械、電氣、功能和規(guī)程的特性:提供有關在傳輸介質(zhì)上傳輸非結構的位流及物理鏈路故障檢測指示。參考模型的信息流向:設A系統(tǒng)的用戶要向B系統(tǒng)的用戶傳送數(shù)據(jù)。A系統(tǒng)用戶的數(shù)據(jù)先送入應用層。該層給它附加控制信息AH(頭標)后送入表達層。表達層對數(shù)據(jù)進行必要的變換并加頭標PH后送入會話層。會話層也加頭標SH送入傳輸層。傳輸層將長報文分段后并加頭標TH送至網(wǎng)絡層.網(wǎng)絡層將信息變成報文分組并加組號NH送至數(shù)據(jù)鏈路層,數(shù)據(jù)鏈路層將信息加上頭標和尾標(DH及DT)變成幀.經(jīng)物理層按位發(fā)送到對方(B系統(tǒng))。B系統(tǒng)接受到信息后。按照與A系統(tǒng)相反的動作,層層剝?nèi)タ刂菩畔ⅲ詈蟀言瓟?shù)據(jù)傳送給B系統(tǒng)的用戶。.網(wǎng)絡互連硬件網(wǎng)絡設備:網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)互連設備:T型頭(細同軸電纜連接即、收發(fā)器、RJ-45(屏蔽/非屏級雙線線連接器)、RS232(微機與線路接口的常用方由、DB-15接口(連接網(wǎng)絡接口卡的AUI接口)、VB35同步接口(連接遠程的高速同步接口)、網(wǎng)絡接口單元、調(diào)制解調(diào)器物理層的互連設備:中繼器:在物理層上實現(xiàn)局域網(wǎng)網(wǎng)段互連的,用于擴展局域網(wǎng)網(wǎng)段的長度。(Repeater)優(yōu)點:安裝簡便、使用方便、價格便宜。集線器:放大信號的功能。網(wǎng)絡線路或節(jié)點發(fā)生故障時不影響其它節(jié)點的正常工作。(HUB)易于網(wǎng)絡的維護。分為無源、有源和智能集線器。數(shù)據(jù)鏈路層的互連設備:網(wǎng)橋:連接兩個局域網(wǎng)絡段,工作F數(shù)據(jù)鏈路層。分析幀地址字段以決定是否轉(zhuǎn)發(fā)頓。檢查幀的源地址和目的地址以過濾幀。網(wǎng)橋的隔離作用使一個網(wǎng)段的故障不影響其他網(wǎng)段,提高了網(wǎng)絡的可麓性。互換機:具有簡化、低價、高效能和高端口密集特點的互換產(chǎn)品,按每個包中的MAC地址相對簡樸地決策信息轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的延遲很小,性能高?;Q技術允許共享型和專用型的局域網(wǎng)段進行帶寬調(diào)整,以減輕局域網(wǎng)間信息流通出現(xiàn)的瓶頸問題。分為端口互換、幀互換(直接互換、存儲轉(zhuǎn)發(fā)、碎片丟棄)、信元互換網(wǎng)絡層的互連設備:路由器:具有很強的異種網(wǎng)互連能力,選擇途徑為最重要功能。通常路由器提供了各種速率的多種鏈路或子網(wǎng)的接口,是一種價格較為昂貴的積極的智能網(wǎng)絡節(jié)點,一般能參與網(wǎng)絡的管理,提供對資源的動態(tài)控制,支持網(wǎng)絡工程的實現(xiàn)和協(xié)助網(wǎng)絡維護活動。路由器的本質(zhì)特性是:提供網(wǎng)絡層的互連,具有路由選功能與流量控制能力。應用層的互連設備:網(wǎng)關(信關/協(xié)議轉(zhuǎn)換器)網(wǎng)絡傳輸介質(zhì):有線介質(zhì):雙絞線:屏蔽(STP)、非屏蔽(UTP)同軸電纜:基帶(祖、細)、寬帶無線介質(zhì):解:、寥管"單攥光、衛(wèi)星通信組建網(wǎng)絡的基本部件:服務器(核心)、客戶機(用戶工作站)、網(wǎng)絡設備、通信介質(zhì)、網(wǎng)絡軟件網(wǎng)絡接入技術:(D面向家庭、小型商務或小規(guī)模應用的重要接入技術。①普通電話公用網(wǎng)的接入。②ISDN接入,即窄帶的綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)服務。③ADSL接入,即非同步數(shù)字用戶環(huán)路接入技術。④CableModem接入,即采用電纜調(diào)制解調(diào)器在有線電視電纜上進行數(shù)據(jù)調(diào)制。⑤低軌道衛(wèi)星網(wǎng)接入,重要的無線接入技術之一。(2)面向大型單位與組織機構£P(指通信子網(wǎng))的接入技術。①X.25公用分組互換網(wǎng)接入。②幀中繼接入采用租用專線方式,是一?種高速流水線方式的分組互換技術。③光纖接入,光纖接入技術可分為光纖環(huán)路技術(FITL)和光纖同軸混合技術(HFC)。.網(wǎng)絡的協(xié)議與標準網(wǎng)絡的標準:電信標準(1865國際電信聯(lián)盟)ITU:ITU-R(無線通信部門)、ITU-T(電信標準部門)、ITU-D(開發(fā)部門)CCTT(國際電報電話征詢委員會):V系列、X系列(;X.40-X.199)國際標準(1946國際標準化組織)ISO:ANSI(美國國家標準研究所)、NIST(美國國家標準和技術研究所)、IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會)、EIA(電子工業(yè)協(xié)會)Internet標準(1969)ISOC:RFC(請求評議)局域網(wǎng)協(xié)議:基本組成:網(wǎng)絡服務器、網(wǎng)絡工作站、網(wǎng)絡適配器、傳輸介質(zhì)重要技術:用以傳輸數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì);用以連接各種設備的拓撲結構:用以共享資源的介質(zhì)訪問控制方法LAN模型:物理層:解決在物理鏈路上發(fā)送、傳遞和接受非結構化的比特流。介質(zhì)訪問控制層MAC:控制對傳輸介質(zhì)的訪問,介質(zhì)的訪問控制和對信道資源的分派,實現(xiàn)幀的尋址和辨認,完畢幀檢測序列產(chǎn)牛.和檢查。邏輯鏈路控制層LLC:控制類型:面向連接服務、非連接服務。數(shù)據(jù)幀的封裝和拆除,為高層提供網(wǎng)絡服務的邏輯接口,可以實現(xiàn)差錯控制和流量控制。以太網(wǎng)(IEEE802.3標準):類型:標準局域網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)存取方法:CSMA/CD(帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議)技術令牌總線TokenBus(IEEE802.4標準)令牌環(huán)網(wǎng)TokenRing(IEEE802.5標準):合用于環(huán)型網(wǎng)絡結構的分布式介質(zhì)訪問控制,使用屏蔽、非屏蔽雙絞線,拓撲結構有環(huán)型、星型、總線型,編碼方法為差分曼徹斯特編碼。光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI(IEEE802.7標準):使用雙環(huán)(主、次環(huán))體系結構,提供可靠性和穩(wěn)定性,定義單模和多模光纖傳輸介質(zhì)。廣域網(wǎng)協(xié)議:PPP(點對點協(xié)議):用于'‘撥號上網(wǎng)”廣域連接模式,ADSL(非對稱數(shù)據(jù)用戶線)接入方式。PPPoE:既保護了用戶方的以太網(wǎng)資源,乂完畢了ADSL的接入規(guī)定。PPPoA:在ATM網(wǎng)絡上運哲PPP協(xié)議來管理用戶認證的方式。xDSL(數(shù)字用戶線):ADSL(不對稱數(shù)字用戶線)、SDSL(單對線數(shù)字用戶環(huán)路)、IDSL(ISDN用的數(shù)字用戶線)、RADSL(速率自適應非對稱型數(shù)字用戶線)、VDSL(甚高速數(shù)字用戶線)DDN(數(shù)字專線):以光纖為中繼干線網(wǎng)絡,以節(jié)點為基本單位,以網(wǎng)狀為拓撲結構。網(wǎng)絡傳輸速率高,時延小,質(zhì)量好,網(wǎng)絡透明度高,可支持任何規(guī)程,安全可靠。ISDN(綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)):提供端到端的數(shù)字連接,將聲音等不同的業(yè)務綜合在一個網(wǎng)絡內(nèi)進行傳送和解決。FR(幀中繼):在用戶網(wǎng)絡接口間提供用戶信息流的雙向傳送,并保持順序不變的一種承載業(yè)務。以幀或信元互換為單位,并對用戶信息流進行記錄復用,可變幀長的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡。提供面向連接的(互換、永久)虛電路分組服務。減少網(wǎng)絡互連費用、簡化網(wǎng)絡功能,提高網(wǎng)絡性能、采用國際標準。ATM(異步傳輸模式):面向分組的快速分組互換模式,使用異步時分復用技術,nJ用單一的互換方式,靈活有效地支持領帶分布范圍極廣的各種業(yè)務。以定長的信元(信元頭、信元體)為單元,參考模型:用戶層(用戶面、控制面、管理面)、ATM適配層、ATM層(生成信元)、物理層連接類型:永久虛電路(PVC)、互換虛電路(SVC),特點:速度高、支持高傳輸速率、可擴展性好、較高傳輸質(zhì)量QoS,缺陷:成本較高,不適合小網(wǎng)絡。合用范圍:多媒體和視頻應用、適合構架骨干網(wǎng)、無縫地集成廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的能力。X.25協(xié)議:在木地DTE和遠程DTE間提供一個全雙工、同步的透明信道,并定義了3個互相獨立的控制層(物理層、鏈路層、分組層)。在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上,以分組方式進行操作的DTE(數(shù)據(jù)終端設備)和DCE(數(shù)據(jù)通信設備)間的接口。面向連接,支持互換式虛電路和永久虛電路。Internet協(xié)議:TCP/IP的特性:邏輯編址:IP地址:一個網(wǎng)絡ID號(標記網(wǎng)絡)、一個子網(wǎng)絡號(標記網(wǎng)絡上的子網(wǎng))、?個主機號(標記子網(wǎng)絡上的一臺計算機)路由選擇:IP數(shù)據(jù)包的路由選擇域名NS解析:將域名映射為IP地址的操作。錯誤檢測與流量控制相應用程序的支持TCP/IP分層模型:應用層:應用程序負責發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。傳輸服務類型有獨立的報文序列和連續(xù)字節(jié)流傳輸層:提供應用程序間的通信服務,即端到端通信。網(wǎng)際層(IP層):解決機器間的通信問題。網(wǎng)絡接口層(數(shù)據(jù)鏈路層):負責接受IP數(shù)據(jù)報,并把數(shù)據(jù)報通過選定的網(wǎng)絡發(fā)出去。網(wǎng)絡接口層協(xié)議:只定義了該層作為物理層與網(wǎng)絡層的接口規(guī)范。負責管理為物理網(wǎng)絡準備數(shù)據(jù)所需的所有服務程序和功能。網(wǎng)際層協(xié)議一IP協(xié)議:只提供“無連接的”、“不可靠的”服務。將上層數(shù)據(jù)或同層的數(shù)據(jù)封裝到IP數(shù)據(jù)報中:將ip數(shù)據(jù)報傳送到最終目的地;為了使數(shù)據(jù)可以在鏈路層上進行傳輸,對數(shù)據(jù)進行分段;擬定數(shù)據(jù)報到達其他網(wǎng)絡中的目的地的途徑。ARP(地址解析協(xié)議)和RARP(反地址解析協(xié)議):將IP地址轉(zhuǎn)換為物理地址:將物理地址轉(zhuǎn)換為IP地址。網(wǎng)際層協(xié)議一ICMP(lnternet控制信息協(xié)議):發(fā)送差錯報文的協(xié)議??蓽y試互聯(lián)網(wǎng),使IP更穩(wěn)固、有效。差錯報文有:源克制、超時、目的不可達、重定向、規(guī)定分段信息報文有:回應請求、回應應答、地址屏蔽碼請求、地址屏蔽碼應答傳輸層協(xié)議…TCP(傳輸控制協(xié)議):在IP協(xié)議提供的不可靠數(shù)據(jù)服務的基礎上,為應用程序提供了一個可靠的、面向連接的、全雙工的數(shù)據(jù)傳輸眼務。采用了重發(fā)技術,需通過三次握手來確認建立和關閉是否成功。有助于提供可靠性。傳輸層協(xié)議…UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議):一種不可靠的、無連接的協(xié)議,可保證應用程序進程間的通信。提高傳輸?shù)母咚俾市?。將UDP消息展示給應用層。傳輸時間長,通信量大。應用層協(xié)議(高層協(xié)議):NFS、SMTP、DNS>SNMP、FTP、TelnetInternet技術:地址:域名層次結構:計算機主機名.本地名.組名.最高層域名IP地址:A類、B類、C類、D類、E類VLSM:可變長子網(wǎng)掩碼,在IP地址后加“/網(wǎng)絡號及子網(wǎng)絡號編址比特數(shù)”端口:由Internet賦值地址和端標語組織IANA賦值的已知端口/公共端口(0」023);在IANA注冊登記端標語(1024-65535)服務:DNS域名服務:分布式地址信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用C/S模式,由解析器、域名服務器組成,域名服務器分為主服務器、CachingOnly服務器、轉(zhuǎn)發(fā)服務器。使用UDP端口,端標語為53.Telnet遠程登陸服務:C/S模式的服務系統(tǒng),由客戶軟件、服務器軟件及Telnet通信協(xié)議組成。遠程計算機又稱Telnet主機或服務器。E-mail服務:用戶名@主機名,C/S模式,由E-mail客戶軟件/用戶代理、服務牌、通信協(xié)議組成。WWW服務:C/S模式的信息發(fā)送技術和超文本技術的綜合,WWW瀏覽程序為用戶提供基于HTTP的用戶界面,服務器的數(shù)據(jù)文獻由HTML描述。由Web服務器、瀏覽器、HTTP通信協(xié)議組成。URL(Web地址):協(xié)議、主機域名、端標語、目錄途徑、一個文獻名FTP服務:C/S模式的服務系統(tǒng),由客戶軟件、服務器軟件、FTP通信協(xié)議Gopher:C/S模式服務方式:采用瀏覽器以Web方式入網(wǎng),以獲得大部分的服務項目。重要特性:采用TCP/IP通信協(xié)議作為公司網(wǎng)絡實現(xiàn)網(wǎng)絡通信的基礎:采用Web技術和HTTP、SMTP.FTP、SNMP、DNS等一系列公開協(xié)議標準作為公司網(wǎng)絡構建時的基本技術;重要著眼于滿足公司內(nèi)部的使用,有控制地向外發(fā)布主頁信息以及向公司外部提供有限的信息服務:在公司LAN的基礎上增擴了WebServer、MailServer.FTPServer和DNSServer等重要軟硬件設施,構成完整的Inlernel網(wǎng)絡:采用了有效的網(wǎng)絡安全設施和網(wǎng)絡管理平臺,以保證Internet的運營效率和公司的主線利益。WindowNT系統(tǒng)及管理體系結構:邊界層:NDIS(網(wǎng)絡設備接口規(guī)范)、TDI(傳輸驅(qū)動程序接口)網(wǎng)絡協(xié)議:DLC協(xié)議、TCP/IP協(xié)議、NWLink協(xié)議、NetBEUI分布式解決的IPC機制:命名管道和郵件槽、NetBOIS.WindowsSockets(套接字)遠程過程調(diào)用(RPQ、網(wǎng)絡動態(tài)數(shù)據(jù)互換(NetDDE)網(wǎng)絡模型:域模型:類型:單域模型、主域模型、多主域模型、完全信任模型構成:域控制器(主域控制器PDC、備份控制器BDC)/成員服務器、工作站工作組模型:對少量較集中的工作站很方便、容易共享分布式的資源。管理員維護工作少,實現(xiàn)簡樸。缺陷:對工作站數(shù)量較多的網(wǎng)絡不合適,無集中式的賬號管理、資源管理和安全性。工作組特點:每個計算機具有自己管理的賬戶數(shù)據(jù)庫,每個工作組有唯一的標記名稱,無登陸檢查,用戶數(shù)量有限及管理分散。系統(tǒng)管理:網(wǎng)絡用戶管理:用戶帳戶管理:域用戶賬號、非域用戶賬號組賬號管理:簡化對用戶賬號的管理,分全局、本地用戶環(huán)境管理:用戶配置文獻、系統(tǒng)策略編輯器、登陸腳本、環(huán)境變量網(wǎng)絡資源管理:網(wǎng)絡資源的共享(目錄、打印機的共享)網(wǎng)絡資源訪問控制:NTFS(使用“資源管理器”設立目錄和文獻權限)FAT(為共享目錄設立權限來控制網(wǎng)絡訪問共享目錄的用戶,即共享權限)網(wǎng)絡安全產(chǎn)生網(wǎng)絡安全威脅的重要因素?:網(wǎng)絡安全的重要內(nèi)容:運營系統(tǒng)安全、信息系統(tǒng)的安全、信息傳播的安全、信息內(nèi)容的安全網(wǎng)絡安全機制:標記與驗證機制、網(wǎng)絡訪問控制機制、加密機制、信息完整性機制、認證和審計機制信息系統(tǒng)對安全的基本需求:保密性、完整性、可用性、可控性、可核查性網(wǎng)絡安全威脅的重要類型:物理威脅、網(wǎng)絡襲擊、身份鑒別、編程威脅、系統(tǒng)漏洞網(wǎng)絡信息安全:信息存儲安全:用戶的標記與驗證:人的物理特性的辨認、用戶擁有特殊安全物品的辨認用戶存取權限限制:隔離控制法、限制權限法系統(tǒng)安全監(jiān)控計算機病毒防治數(shù)據(jù)的加密:文獻信息加密、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)安全與加密、磁介質(zhì)加密計算機網(wǎng)絡安全:網(wǎng)絡邊界的安全、網(wǎng)絡內(nèi)部的安全控制和防范信息傳輸安全:加密的重要方式:鏈路加密、節(jié)點加密、端一端加密基本加密算法:對稱(私有〉密鑰加密、非對稱(公開)密鑰加密網(wǎng)絡信息安全技術:訪問控制與目錄管理、數(shù)據(jù)加密、身份驗證與鑒別、兩個TCP/IP安全協(xié)議防火墻技術:含義:建立在內(nèi)外網(wǎng)邊界上的過濾封鎖機制。身份認證、加密、數(shù)字署名和內(nèi)容檢查集成的安全防范類型:網(wǎng)絡級(包過濾型)防火墻:優(yōu)點:防火墻對每條傳入和傳出網(wǎng)絡的包實行低水平控制;每個IP包的字段都被檢查:可辨認和丟棄帶欺騙性源1P地址的包:它是兩個網(wǎng)絡間訪問的唯一來源:包過濾通常被包含在路由器數(shù)據(jù)包中,不需要額外的系統(tǒng)來解決。缺陷:不能防范黑客襲擊:不支持應用層協(xié)議;不能解決新的安全威脅。應用級(應用網(wǎng)關型)防火熠:雙穴主機網(wǎng)關、屏蔽生機網(wǎng)關和屏蔽子網(wǎng)網(wǎng)關優(yōu)點:可檢查應用層、傳輸層、網(wǎng)絡層的協(xié)議特性,對數(shù)據(jù)包的檢查能力較強。缺陷:難于配置:解決速度非常慢:不能支持大規(guī)模的并發(fā)連接,不適合速度規(guī)定高的行業(yè)。狀態(tài)檢測技術:結合以上防火墻的優(yōu)點,在不損失安全性的基礎上大大提高了性能。使用的TCP/IP協(xié)議每個連接要通過“客戶端同步請求”、“服務器應答”、“客戶端再應答”典型防火墻的體系結構:包過濾路由器(屏蔽路由器):包過濾的核心是安全策略。優(yōu)點:速度塊、實現(xiàn)方?便。缺陷:安全性能差:兼容性差:無或較少口記記錄能力。雙宿主主機(堡壘主機):優(yōu)點:有助于網(wǎng)管的日后檢查。缺陷:無網(wǎng)絡層的路由功能,用戶的帳戶數(shù)目少。扉蔽主機網(wǎng)關:由過濾路由器、應用網(wǎng)關組成。優(yōu)點:安全等級較高。缺陷:配置工作復雜被屏蔽子網(wǎng):由2個包過濾路由器、1個應用網(wǎng)關(堡壘主機》組成。優(yōu)點:入侵者必須突破3個不同的設備(內(nèi)、外路由器、堡壘主機)才干侵襲內(nèi)部網(wǎng);網(wǎng)管看保證內(nèi)部網(wǎng)是“不可見”的,且只有在DMZ網(wǎng)絡上選定的才對Internet開放:內(nèi)部網(wǎng)的用戶必須通過駐留在堡壘主機上的代理服務才干訪問Internet:包過濾路由器直接將數(shù)據(jù)引向DMZ網(wǎng)絡上所指定的系統(tǒng),消除了雙宿堡壘主機的必要:內(nèi)部路由器可以支持比雙宿堡壘主機更大的數(shù)據(jù)包存吐量;NAT(網(wǎng)絡地址變換)可安裝在堡壘主機上,避免在內(nèi)部網(wǎng)上重新編址或重新劃分子網(wǎng)。第六章多媒體基礎知識.多媒體的基礎概念媒體的分類:感覺、表達(視覺類、聽覺類、觸覺類)、表現(xiàn)、存儲、傳輸多媒體:多種信息載體的式現(xiàn)形式和傳遞方式。超媒體:不同的媒體建立的鏈接機制或結構,是一個把多種媒體集成的信息存儲和檢索系統(tǒng)。多媒體技術特性:多樣性、集成性、交互性、非線性、實時性、信息使用的方便性、信息結構的動態(tài)性.音頻:數(shù)字聲音基礎:聲音信號:聲音的感覺指標:音量/響度、音調(diào)、音色類型:復合信號、分量信號:亞音/次音信號、音頻信號、超音頻信號(超聲波)參數(shù):幅度、頻率、帶寬聲音信號的數(shù)字化:取樣?量化法:采樣(離散時間信號)、量化(A/D轉(zhuǎn)換)、編碼聲音表達法:波形(自然)聲音、合成聲音聲音解決技術:聲音的獲取、重建與播放:數(shù)字聲音的編輯解決、存儲與檢索、傳輸;數(shù)字聲音與文本的互相轉(zhuǎn)換。波形聲音:一個好的數(shù)據(jù)壓縮算法滿足條件:壓縮倍數(shù)高,數(shù)據(jù)率低;解碼后的信號失真小,質(zhì)量高:算法簡樸,執(zhí)行速度塊,延遲時間短:編碼器/解碼器的成本低。數(shù)字語音的數(shù)據(jù)壓縮方法:波形編碼:通用性強,算法簡樸、易實現(xiàn),可獲得高質(zhì)量的語音,壓縮比難達成。參數(shù)/模型編碼:壓縮比高,信號源必須已知,受聲音生成模型的限制,質(zhì)量低?;旌暇幋a:壓縮比高,質(zhì)量有保證,算法相對豆雜。合成聲音:語音合成/文語轉(zhuǎn)換:文本分析、韻律解決、語音合成類型:發(fā)音參數(shù)合成、聲道模型參數(shù)合成、波形編輯合成音樂合成:電子樂器:演奏控制器、音源(音樂合成器)MIDI(樂器數(shù)字接口):設備、消息、文獻、格式(.MID)、音序器(聲音序列發(fā)生器)聲音文獻格式:WAVE文獻(.wav)、MODULE文獻(.mod)、MPEG文獻(.mp3)、REALAUDI0文獻"a)、MIDI文獻(.mid/.rmi)、VOICE文獻(.voc)、SOUND文獻(.snd)、AUDIO文獻(.au)、AIFF文獻(.aif)、CMF文獻(.cmf).圖形和圖像:彩色與圖像基礎:色彩三要素:亮度、色調(diào)、色飽和度三基色原理:紅、綠、藍彩色空間(彩色模型):RGB、CMY、YUV計算機中的圖形數(shù)據(jù)表達:形式:幾何圖形或矢量圖形;點陣圖像或位圖圖像(二值圖、彩色圖)圖像的獲?。哼\用數(shù)字圖像庫、運用繪圖軟件創(chuàng)建、運用數(shù)字轉(zhuǎn)換設備采集圖像的屬性:分辨率:顯示分辨率、圖像分辨率圖像深度:存儲每個像素所用的位數(shù)。真彩色和偽彩色:彩色查找表(調(diào)色板)圖形圖像轉(zhuǎn)換:硬件轉(zhuǎn)換、軟件轉(zhuǎn)換圖像的壓縮編碼:無損壓縮編碼:行程長度編碼、增量調(diào)制編碼、霍夫曼編碼有損壓縮編碼:多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼的國際標準:JPEG:以離散余弦變換為基礎的有損壓縮算法:以預測技術為基礎的無損壓縮算法;小波變換算法MPEG:視頻、音頻、視頻音頻同步H.261(P*64K標準):DCT的變換編碼和帶有運動預測差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)的預測編碼方法的混合.圖形、圖像文獻格式:BMP,GIF(按行連續(xù)存儲、按交叉方式存儲),TIFH-B,-G,七-R),PCX,PNG,JPFG,Targe,WMF,EPS,DIF,CDR,.動畫和視頻:動畫:實時動畫與逐幀(矢量)動畫:二維動畫與三維動畫二維解決基本環(huán)節(jié):屏幕繪畫、動畫生成物體模型記錄形式:線框模型分表面模型分實體模型(可轉(zhuǎn)換)三維動畫解決目的:控制形體模型的運動,獲得運動顯示效果。模擬視頻:模擬視頻信息數(shù)字化的方式:先從復合彩色電視圖像中分離出彩色分量,再數(shù)字化:先對全彩色電視信號數(shù)字化,再在數(shù)字域中進行分離,以獲得YUV、YIQ、RGB分量信號。彩色電視的制式:NTSCM、PAL、SECAM數(shù)字視頻:視頻數(shù)字化的目的:將模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換和彩色空間變換等過程,轉(zhuǎn)換成計算機可顯示和解決的數(shù)字信號。數(shù)字視頻標準:采樣頻率、分辨率、數(shù)據(jù)量視頻壓縮編碼:無損壓縮與有損壓縮幀內(nèi)(空間)壓縮與幀間(時間)壓縮對稱編碼與不對稱編碼視頻文獻格式:GIF、Flic(.fli/.flc)、AVI、QuickTime(.MOV/.QT)、MPEG(.MPEG/.MPG/.DAT)xRealVideo(.RM).多媒體網(wǎng)絡超文本:基本元素:節(jié)點、鏈、網(wǎng)絡超鏈接(熱鏈接):文本中的詞、短語、圖像、聲音剪輯或影視間或文本、超文本文獻間的鏈接。超媒體:用超文本方式組織和解決多媒體信息。流媒體:在網(wǎng)絡中使用流式傳輸技術的連續(xù)時基媒體。流媒體系統(tǒng)通過某種流媒體技術,完畢流媒體文獻的壓縮生成,通過服務器發(fā)布,然后在客戶端完畢流媒體文獻的解壓播放的整個過程:流媒體的傳輸一般采用建立在用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP上的實時傳輸協(xié)議和實時流協(xié)議RTP/RTSP來傳輸實時的影音數(shù)據(jù):流式文獻格式編碼目的是為了適合在網(wǎng)絡環(huán)境中邊下載邊播放;瀏覽器是通過互聯(lián)網(wǎng)郵件MIME來辨認各種不同的簡樸文獻格式:媒體播放器是一個應用軟件,重要功能用于播放多種格式的音頻、視頻序列。多媒體網(wǎng)絡技術的應用:以文本為主的數(shù)據(jù)通信、以聲音和視頻為主的數(shù)據(jù)通信?;ヂ?lián)網(wǎng)上獲取聲音和影視的方法:通過WEB瀏覽器把聲音/影視文獻從WEB服務器傳送給媒體播放器;直接把聲音/影視文獻從WEB服務器傳送給媒體播放器:通過多媒體服務器將聲音/影視文獻傳送給媒體播放器。.多媒體計算機系統(tǒng)(MPC)多媒體計算機硬件系統(tǒng):音頻卡(聲卡)、視頻卡(顯卡)、光驅(qū)、掃描儀、光學字符閱讀器、觸摸屏、數(shù)字化儀、操縱桿、繪圖儀多媒體計算機軟件系統(tǒng):多媒體操作系統(tǒng):對多媒體環(huán)境下的各個任務進行管理和調(diào)度。缺陷:地址空間分為兩部分,使內(nèi)存地址不連續(xù)。內(nèi)存與接口指令相同,讀程序時指令難辨認。.直接程序控制:無條件傳送程序查詢方式:缺陷:減少了CPU的效率:對外部的突發(fā)事件無法做出實時響應。.中斷方式:缺陷:CPU必須等待I/O系統(tǒng)完畢數(shù)據(jù)傳輸任務,整個系統(tǒng)的性能嚴重下降。解決方法:多中斷信號線法、中斷軟件查詢法、菊花鏈法、總城仲裁法、中斷向量表法。優(yōu)先級控制:當不同優(yōu)先級的多個中斷源同時提出請求時,CPU應優(yōu)先響應優(yōu)先級最高的中斷源;中斷嵌套。.DMA方式:在進行數(shù)據(jù)傳送時,CPU讓出總線的控制權,由硬件中的DMA控制器接管總線控制權。.輸入輸出解決機(IOP):功能:提高主機的工作效率。數(shù)據(jù)傳送方式:字節(jié)多路方式、選擇傳送方式、數(shù)組多路方式.流水線:指令流水線:將一條指令分解成一連串執(zhí)行的子過程,在CPU中變一條指令的串行子過程為若干條指令的子過程在CPU中重福執(zhí)行。采用時間重性技術。流水技術的特點:流水線可提成若干個互相聯(lián)系的子過程:實現(xiàn)子過程的功能所需時間盡也許相等;形成流水解決需要一段準備時間:指令流發(fā)生不能順序執(zhí)行時,會使流水過程中斷,再形成流水過程則需要時間。分類:計算機流水線技術涉及指令流水線和運算操作流水線。流水線結構的分類:按完畢的功能分:單功能流水線、多功能流水線按同一時間內(nèi)各段間的連接方式分:靜態(tài)流水線、動態(tài)流水線按數(shù)據(jù)表達分:標量流水解決機、向量流水解決機流水線解決機的重要指標:吞吐率:指單位時間里流水線解決機流出的結果數(shù)。建立時間:阻塞流水線情形引起:執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令和共享資源沖突。.總線結構:含義:任何連接兩個以上電子元器件的導線。分類:芯片內(nèi)總線元件級總線內(nèi)(系統(tǒng))總線:專用標準:ISA(工業(yè)標準)總線、EISA總線、PCI總線多媒體創(chuàng)作工具軟件:頁面模式的創(chuàng)作工具、時序模式的創(chuàng)作工具、圖標模式的創(chuàng)作工
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