2019-2020-1学期20192423《网络空间安全专业导论》第五周学习总结

一、内容总结

第十章：

  1. 操作系统的角色
  • 应用软件：为了满足特定需要—解决现实世界中的问题的程序
  • 系统软件：管理计算机系统并与硬件进行交互的程序。它为创建和运行应用软件提供了工具及环境。系统软件通常直接与硬件交互。
  • 操作系统：计算机的操作系统是系统软件的核心。管理计算机资源并为系统交互提供界面的系统软件。
  • 引导计算机：初始时载入永久性存储器（ROM）中存储的一小组系统指令。这些指令将从二级存储器（通常是硬盘）中载入大部分系统软件。最终将载入操作系统软件的所有关键元素，执行启动程序，提供用户界面。
  1. CPU管理
  • 多道程序设计：同时在主存中驻留多个程序的技术，这些程序为了能够执行，将竞争CPU的访问。所有现代操作系统都采用多道程序设计技术。
  • 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：正在执行的程序，或是程序执行过程中的动态表示法。
  • 进程管理：了解活动进程的信息的动作。
  • CPU调度：确定主存中的哪一个进程可以访问CPU一边执行的动作。
  1. 批处理 批处理，也称为批处理脚本。顾名思义，批处理就是对某对象进行批量的处理，通常被认为是一种简化的脚本语言.

4.分时

  • 分时：多个交互用户同时共享CPU时间的事件
  • 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。

虽然说有多个用户同时在使用该系统，但是他们并不会感觉到其他用户的存在，就好象整个系统就只有他一个人在使用一样，分时系统的用户有时会发现系统响应减慢了，这是由活动用户的数量和CPU的能力决定的，也就是说当系统负荷过重时，每个用户的机器看起来都慢了。 5.其他OS要素

  • 体积上：机器自身体积越来越小，微型机第一次采用单个的集成芯片作为CPU，从而引发了个人计算机（PC）的想法。
  • 连接网络：目前，我们通过万维网进行网络通信，这样的通信方式仍然是OS必须支持的。
  • 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。

6.内存管理

技术：

  • 跟踪一个程序驻留在内存的什么位置以及是如何驻留的。
  • 把逻辑地址转换成实际的内存地址。

概念：

  • 逻辑地址：对一个存储值的引用，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。

（1）单块内存管理：在这种内存管理机制中，逻辑地址只是一个相对于程序起始位置的整数值。创建逻辑地址就像将程序载入地址是0的主存中一样。因此，要生成物理地址，只要用逻辑地址加上程序在物理主存中的起始地址即可。

优点：实现和管理都很简单。

缺点：大大浪费了内存空间和CPU时间。

（2）分区内存管理：同时在内存中驻留多个应用程序，共享内存空间和CPU时间。

  • 固定分区法：主存将被划分为特定数目的分区，在操作系统引导时它们的大小就固定了。
  • 动态分区法：根据程序的需要创建分区，地址信息会随着程序的载入和清除而改变。
  • 基址寄存器：存放当前分区的起始地址的寄存器。
  • 界限寄存器：存放当前分区的长度的寄存器。

（3）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，用于存放进程页中。
  • 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。
  • 请求分页：页式内存管理法的扩展，只有当页面被引用时才会被载入内存。
  • 页面交换：把一个页从二级设备载入内存，通常会使另一个页面从内存中删除。

请求分页法带来了虚拟内存的思想

  • 虚拟内存：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：频繁的页面交换而造成的低效处理。

7.进程状态：在操作系统的管理下，进程历经的概念性阶段。

  • 创建状态：进程在创建时需要申请一个空白PCB，向其中填写控制和管理进程的信息，完成资源分配。如果创建工作无法完成，比如资源无法满足，就无法被调度运行，把此时进程所处状态称为创建状态

  • 准备就绪状态：进程已经准备好，已分配到所需资源，只要分配到CPU就能够立即运行

  • 运行状态：进程处于就绪状态被调度后，进程进入执行状态

  • 等待状态：正在执行的进程由于某些事件而暂时无法运行，进程受到阻塞。在满足请求时进入就绪状态等待系统调用

  • 终止状态：进程结束，或出现错误，或被系统终止，进入终止状态。无法再执行

概念：

  • 进程控制块：操作系统管理进程信息使用的数据结构。
  • 上下文切换:当一个进程移出CPU，另一个进程取代它时发生的寄存器信息交换。

8.CPU调度：确定把哪个处于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。
  • 先到先得服务：进程按照它们到达运行状态的顺序转移到CPU。
  • 最短作业优先：将查看左右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。
  • 轮询法：把处理时间平均分配给所有准备就绪的进程。

第十一章：

1.文件系统：

  • 文件：数据的有名集合，用于组织二级存储设备。
  • 文件系统：操作系统为它管理的文件提供的逻辑视图。
  • 目录：文件的有名分组。
  • 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。
  • 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。

文件属性：

①名称：文件名称唯一，以容易读取的形式保存。

②标识符：标识文件系统内文件的唯一标签,通常为数字，它是对人不可读的一种内部名称。

③类型：被支持不同类型的文件系统所使用。

④位置：指向设备和设备上文件的指针。

⑤大小：文件当前大小（用字节、字或块表示），也可包含文件允许的最大值。

⑥保护：对文件进行保护的访问控制信息。

⑦时间、日期和用户标识：文件创建、上次修改和上次访问的相关信息，用于保护、 安全和跟踪文件的使用。

文件操作：

  • 创建文件
  • 删除文件
  • 打开文件
  • 关闭文件
  • 从文件中读取数据
  • 把数据写入文件
  • 重定位文件中的当前文件指针
  • 把数据附加到文件结尾
  • 删减文件
  • 重命名文件
  • 复制文件

文件访问：

  • 顺序文件访问：以线性方式访问文件中的数据的方法。
  • 直接文件访问：通过指定逻辑记录编号直接访问文件中的数据的方法。

文件保护：为了防止文件共享可能会导致文件被破坏或未经核准的用户修改文件，文件系统必须控制用户对文件的存取，即解决对文件的读、写、执行的许可问题。为此，必须在文件系统中建立相应的文件保护机制。

文件保护通过口令保护、加密保护和访问控制等方式实现。其中，口令保护和加密保护是为了防止用户文件被他人存取或窃取，而访问控制则用于控制用户对文件的访问方式。

2.目录：

  • 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。
  • 工作目录：当前活动的子录。
  • 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。

3.磁盘调度：决定先满足哪个磁盘I/O请求的操作。

  • 先到先服务磁盘调度法：FCFS算法按照请求到达的顺序处理它们。
  • 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满足所有为解决的请求。
  • SCAN磁盘调度法：类似于为使电梯到达有人等候的楼层而设计的方案，只是读写头向轴心移动，然后再向盘片边缘移动，就这样在轴心和盘片边缘之间来回移动。

二、心得体会

通过对第十、十一章的自学过程中，我了解了操作系统，学习了操作系统的概念，特征，功能与提供的服务；操作系统的发展与分类；操作系统的运行环境。了解了内存管理基础。了解了文件系统，学习了文件概念、文件结构、文件类型、文件访问、文件保护；磁盘组织与管理。

三、思考问题

1.对SCAN磁盘调度法的工作原理不是很理解。

 参考链接：https://blog.csdn.net/qq_31278903/article/details/79156198