新版教材全国自考网络操作系统02335复习笔记.docx
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新版教材全国自考网络操作系统02335复习笔记
第一章网络操作系统概论
1.计算机系统的定义:
计算机系统
是一种可以按用户的要求接收和存储信息、自动进行数据处理并输出结果信息的系统。
【广义的包含：
机械式系统和电子式系统，电子式又可划分为模拟式和数字式】
【计算机系统包括：
硬件系统和软件系统】
2.操作系统的定义:
操作系统是计
算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合：
它们能有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机的工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统高效地运行。
设置操作系统的目的：
提高计算机系统的效率，增强系统的处理能力,充分发挥系统资源利用率，方便用户的使用。
【操作系统的任务：
1、组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源；2、向用户提供各种服务功能。
】
3.操作系统的作用和地位
操作系统是系统软件，连接了硬件和软件，是两者之间的桥梁。
作为系统软件，其是a.计算机资源的管理者、b.人机交互的接口、c.扩展机和虚拟机。
【所以对操作系统来讲，具体应用领域的工作不是其所关心的事。
】
4.操作系统的主要特征
（1）并发性b.共享性：
（互斥共享：
打印机，磁带机，扫描仪；同时共享）处理机、CPU、辅助存储器、输入/输出设备c.随机性。
【在计算机系统中，对资源的共享有两种形式：
互斥共享和同时共享】【操作系统的分类：
批处理、分时、实时、桌面、嵌入式、网络、分布式操作系统】
5.批处理操作系统的概念
用户将需要计算的一组任务（一般称为作业，即JOB）请求交给系统操作员，系统操作员在收到后并不立即将其输入计算机，而是在收到一定数量的用户作业之后组成一批作业，再把这批作业输入到计算机中。
【又分为单道批处理、多道批处理系统：
不适合交互式的作业】
6.分时（交互式）操作系统的概
念多个用户通过终端设备与计算机交互来运行各自的作业，并且共享一个计算机系统而互不干扰，每个终端可由一个用户使用，每个用户就好像自己拥有一台计算机。
7.实时操作系统的概念使计算机
能在规定的时间内及时响应外部事件的请求，同时完成对该事件的处理，并能够控制所有实时设备和实时任务协调一致的工作的操作系统。
【特征：
及时性、实时性、高可靠性、高过载防护性】
8.网络操作系统的概念
基于计算机网络、在各种计算机操作系统之上按网络体系结构协议标准设计开发的软件，它包括网络管理、通信、安全、资源共享、各种网络应用。
9.分布式操作系统的概念
将大量的计算机通过网络连结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享，这样的系统称为分布式系统，为分布式系统配置的操作系统称为分布式操作系统。
10.操作系统的基本功能：
a.进程
（线程）管理、b.处理机调度、c.存储管理、d.文件管理、e.输入/输出管理。
11.存储管理的任务（P25L3）
存储管理的任务是管理计算机内存的资源a.当多个程序共享有限的内存资源时，要考虑如何为多个程序分配有限的内存空间；b.存放在内存中的多个程序和数据应该彼此隔离、互不侵扰；c.解决内存扩充的问题，即将内存和外存结合起来管理，为用户提供一个容量比实际内存大得多的虚拟存储器。
【存储管理的主要任务a.内存的分配和回收b.存储共享c.存储保护d.“扩充”内存容量。
】
12.文件管理的任务（P26L3）
其任务为有效地支持文件的存储、检索和修改等操作，解决文件的共享、保密和保护问题，以使用户方便、安全地访问文件。
13.输入/输出管理的功能:
其功能是按照输入/输出子系统的结构和设备类型指定分配和使用设备的策略，为输入/输出操作的进程分配一条传输信息的通路，合理地控制输入/输出操作，最大程度地实现并行操作。
14.网络操作系统的结构
a.整体式结构（结构紧密，用户界面简单直接，系统效率较高）、b.层次式结构（易于调试、修改、扩充、维护、保证正确性）、c.微内核（客户机/服务器）结构（特点:
提供最基本服务和其他服务，很好的扩展性，简化应用程序开发，减少磁盘空间和存储器的需求，微内核和硬件部件有接口，并向可安装模块提供一个接口）。
15.网络操作系统的特点a.微内
核，即运行在核心态的内核；b.以通信方式请求服务并返回结果，即运行在用户态的并以客户机/服务器方式运行的进程层。
【优点：
可靠、灵活、适宜于分布式处理的计算环境（即网络使用）。
】
第二章网络操作系统基本功能
1．操作系统的用户接口:
指软件接
口，即在人机联系的硬件设备接口基础上开发的软件，也称为人机界面。
【用户接口分为：
a.命令接口：
联机用户接口{命令行输入、图形用户接口}、脱机用户接口b.系统调用。
】
2．命令行输入（P35L1）
即用户在控制台界面中输入一条命令，控制台就转入系统命令解释程序，对命令进行解释、执行并完成要求的功能；之后又转回到控制台，用户又可以继续输入命令使计算机工作。
3．脚本文件:
脱机用户接口是系统
为脱机用户提供了命令控制语言，用户利用该语言将事先考虑到的对程序的各种可能要求写成一个批处理文件，连同相关程序等一并交给系统。
4．系统调用（P36L2）
a.是指用户在程序中调用操作系统所提供的相关功能。
b.系统调用是操作系统提供给编程人员的唯一接口，编程人员利用系统调用，动态请求和释放系统资源；c.调用系统中已有的系统功能来完成与计算机硬件部分相关的工作以及控制程序的执行速度等。
【其主要目的：
a.减轻用户负担b.保护系统、c.提高系统资源利用率】
5．系统调用分类a.进程控制类
b.进程通信类c.文件操作类d.设备管理类、e.信息维护类系统调用。
6．进程的概念：
进程是具有一定独立功能的程序在某个数据集合上的一次运行活动，是系统进行资源分配的一个独立单位。
属性：
是一个可拥有资源独立单位，可以独立调度和分派的基本单位。
7．进程和程序的区别：
程序是静态的，进程是动态；进程是程序的一个执行过程，程序的存在是永久的；进程是为了程序的一次执行而暂时存在的，进程有生命周期；一个进程可以包括若干程序的反选，一个程序也可以产生多个进程，【分为系统进程、用户进程。
进程由程序、数据、进程控制块（PCB）组成。
】
8．进程管理的:
主要包括进程控
制、进程同步和进程间通信等。
【进程控制主要处理进程的创建、撤销、状态转换以及相关的进程资源分配与回收等事务；进程同步主要处理进程之间的关系，包括进程的同步和互斥；进程间通信主要处理相互协作的进程之间的信息交换问题。
】
9．进程的特性a.独立性b.并发性
c.动态性d.交互性e.异步性：
各自独立、不可预知f.结构性:
程序、数据、进程控制块（PCB）组成。
10．进程的状态与转换:
进程状态：
运行、就绪、等待（阻塞，封锁状态）
11．进程控制块PCB为了便于系统
控制和描述进程的活动过程，在操作系统核心中定义了一个专门的数据结构，称为PCB。
【其是进程存在的唯一标志】内容：
调度信息、现场信息
10.进程队列（P40L3）
为了实现对进程的管理，系统将所有进程的PCB排成若干个队列。
进程队列为分：
运行队列、就绪队列、等待队列。
【进程队列可以用PCB的链接来形成，常见的有单向链接、双向链接】
11.进程控制:
进程有一个从创建到
消亡的生命周期，这就需要对进程在整个生命周期中各种状态之间的转换进行有效的控制，称为进程控制。
【进程控制是通过进程控制原语来实现】进程控制原语:
创建进程、撤销进程、挂起进程、激活进程、阻塞进程、唤醒进程、改变进程优先级
12.进程同步是指进程之间一种直
接的协同工作关系，一些进程相互合作共同完成一项任务。
13.进程互斥:
在系统中，许多进程
常常需要共享资源，而这些资源往往要求排他性地使用，即一次只能为一个进程服务。
因此，各个进程之间只能互斥地使用这些资源，进程间的这种关系就是进程的互斥。
14.临界区若系统中的某些资源一
次只允许一个进程使用，则这类资源称为临界资源（或共享变量），而在进程中访问临界资源的那一段程序称为临界区。
临界区调度原则：
有空让进、无空等待、多中择一、有限等待、让权等待
15.线程的概念
线程是进程中的一个实体，是CPU调度和分派的基本单位。
【线程的属性：
a.每个线程有一个唯一的标识符和一张线程描述表；b.不同的线程可以执行相同的程序；c.同一个进程中的各个线程共享该进程的内存地址空间；d.线程是处理机的独立调度单位，多个线程可以并发执行；e.一个线程在被创建后便开始了它的生命周期，直至终止。
】
引入线程的好处:
创建新线程花费时间少，线程之间的切换花费少，不需额外通信机制，更简便，速度快，独立执行，并行能力强
16.死锁的概念是指在多道程序系
统中，一组进程中的每一个进程均无限期地等待被该组进程中的另一个进程所占有且永远不会释放的资源，这时称系统处于死锁状态。
17.处理机调度（P48L4）称为进
程（线程）调度或低级调度。
其任务是记录系统中所有进程的执行状况，根据一定的调度算法，从就绪队列中选出一个进程把CPU分配给它。
引起进程调度程序工作的情况：
某个进程从运行状态变成了等待状态/运行到就绪状态/等待到就绪状态，某个工作完成后被撤销。
18.进程调度的基本准则:
a.处理机
利用率：
应尽可能的使处理机处于忙碌状态，提高它的使用效率；
b.吞吐量：
在单位时间内让更多的进程能完成工作，提高单位时间的处理能力；c.等待时间：
指一段时间内进程在就绪队列中等待的总时间，尽量减少进程在就绪队列中等待的时间；
d.响应时间：
在交互式系统中对用户的请求尽快地给出应答。
19.进程调度方法（P51L4）
a.先进先出算法FIFO、b.时间片轮转算法RR、c.基于优先级的调度算法HPF、d.多级队列反馈法。
20.存储体系（P53S4）
【各种速度和容量的存储器硬件在操作系统协调之下形成了一种存储器层次结构。
存储器由内存和外存组成。
内存空间分为系统区、用户区】
21.内存分配的方式:
a.静态分配：
程序要求的内存空间的分配工作可以在程序运行前一次性完成。
b.动态分配：
程序要求的内存空间的分配工作可以在程序运行前及运程过程中逐步完成。
内存分配和回收：
记住每个存储区域的状态，实施分配，回收。
内存分配表组织方式：
位示图表示法，空闲页框表，空闲块表
22.地址重定位（P56）
把逻辑地址转换成物理地址的工作称为地址重定位或地址转换，也称地址映射。
分为静态重定位、动态重定位。
23.静态重定位（P56L5）
在装入程序时，把程序中的指令地址和数据地址全部转换成物理地址。
由于地址转换工作是在程序执行前集中完成的，所以在程序执行过程中就无需再进行地址转换工作，这种地址转换方式称静态重定位。
24.动态重定位（P56L5）
在装入程序时，不进行地址转换，而是直接把程序装入到分配的主存区域中。
在程序执行过程中，每当执行一条指令时都由硬件的地址转换机构将指令中的逻辑地址转换成物理地址。
25.虚拟存储管理（P57L5）
是由操作系统在硬件支持下对两级存储器（内、外存）统一实施管理，达到“扩充”内存的目的。
呈现给用户的是一个远远大于内存容量的编程空间，即虚存。
【虚拟存储管理支持多道程序设计技术。
实现虚拟存储器需要的硬件支持：
容量足够大的外存、有一定容量的内存、硬件提供实现虚/实地址映射的机制。
】
26.文件、文件目录（P64S5）
文件可以被解释为一组带标识的、在逻辑上有完整意义的信息项的序列。
【为了便于对文件进行管理，设置了文件目录，用于检索系统中的所有文件。
】
27.文件系统是操作系统中统一管
理信息资源的一种软件。
它管理文件的存储、检索、更新，提供安全可靠的共享和保护手段，方便用户使用。
28.文件的逻辑结构（P65S6）
文件逻辑结构是一种经过抽象的结构，所描述的是记录在文件中信息的组织形式，即用户所看到的文件的组织形式。
【设计文件的逻辑结构的原则：
a.易于操作b.修改方便c.查找快捷d.空间紧凑。
】
29.文件逻辑结构的分类a.字符流
式文件（源程序，目标代码）、b.定长记录文件、c.不定长记录文件。
记录式文件：
定长记录文件、不定长记录文件。
30.流式文件、记录式文件a.流式
文件是有序字符的集合，其长度为该文件所包含的字符个数，又称为字符流式文件。
基本单位是字符。
b.记录式文件是一组有序记录的集合，在记录式文件中，构成文件的基本单位是记录。
31.逻辑块、物理块（P66L6）
【为便于文件的存放，通常将文件划分为若干个大小相同的数据块，称为文件的逻辑块，将其按一维线性编号，称为逻辑块号。
物理结构中也划分为与数据块相同大小的存储块，正好能将一个逻辑块存放进其中，存储块也按物理设备的结构一维线性编号，称为物理块号。
】
32.文件物理结构分类、文件存取方式:
常用的文件物理结构有：
顺序、链接、索引结构。
文件存取方式：
顺序存取、随机存取。
取决于用户使用文件的方式，文件所使用的存储介质有关
存储空间的分配与回收：
位示图，空闲块表，空闲块链表
33.文件的操作：
（文件控制块FCB）
a.建立文件create（文件名，访问权限，文件长度）、b.打开文件open（文件名，打开方式）、c.读文件read（文件名，文件内位置，读取的长度，内存目的地址）、d.写文件write（文件名，内存源地址，文件长度）、e.关闭文件close（文件名）、f.删除文件delete（文件名）、（7）指针定位seek（fd，新指针的位置）
34.文件的保护方法a.建立副本b.
定期转储c.规定文件的存取权限：
采用树形目录结构、存取控制表。
35.文件的共享（P75L7）
是指一个文件可以允许多个用户共同使用。
【共享文件的两种使用情况：
文件可以同时使用、文件不允许同时使用】
36.输入/输出设备分类:
a.按设备
的使用特性分类：
输入设备、输出设备、交互式设备、存储设备b.按设备的信息组织方式分类：
字符设备、块设备c.按设备使用的可共享性分类：
独占设备、共享设备、虚拟设备
输入/输出设备的组成：
物理设备和接口部件组成
37.设备分配的原则（P79L8）
根据设备特性、用户要求和系统配置情况决定的。
其总原则是：
a.要充分发挥设备的使用效率，b.尽可能地让设备忙碌，c.避免由于不合理的分配方法造成进程死锁。
【设备分配方式：
静态、动态分配。
设备分配策略:
先进请求先分配、优先级高者先分配】
38.虚设备技术（P81L8）
又称为SPOOLing技术，是多道程序设备系统中处理独占I/O设备的一种方法，它可以提高设备利用率并缩短单个程序的响应时间。
也称为假脱机技术。
【SPOOLing系统主要包括：
a.输入程序模块、b.输出程序模块、c.作业调度程序】缓冲技术:
单缓冲、双缓冲、多缓冲、缓冲池。
39.磁盘调度策略（P83L9）
也称为驱动调度。
分为a.移臂调度：
先来先服务调度算法（不考虑访问者要求访问的物理位置，只考虑访问请求的先后次序）、最短寻找时间优先调度算法（挑选寻找时间最短的那个请求先执行，不考虑访问请求的先后次序）、电梯调度算法、单向扫描调度算法b.旋转调度（同一磁头上的不同扇区，不同一磁头上的不同扇区，不同一磁头上的相同扇区）。
磁盘物理地址形式：
柱面号（磁道号）、磁头号（盘面号）、扇区号。
寻道时间：
磁头在磁头臂带动下移动到指定柱面所花的时间。
延迟时间:
扇区旋转到磁头下所需的时间。
传送时间：
磁头进行读写完成信息传送的时间。
40.页面置换算法：
先进先出页面
置换算法FIFO，最近最少使用页面置换算法LRU、理想页面置换算法OPT
第三章网络操作系统的通信
1.通信:
低级通信（信号、信号量；
都是采用共享变量的方法实现。
）、高级通信（消息队列、共享内存、套接字、邮箱通信）
2.信箱：
即邮箱通信：
信箱头和
若干格子组成的信箱体。
分为：
私有信箱、公用信箱、共享信箱。
3.信箱通信时，发送者和接收者
的关系:
一对一关系、多对一（C/S）、一对多、多对多关系。
4.消息缓冲通信方式增加进程
PCB的数据项：
消息队列队首
指针mq，消息队列互斥信号量mutex，消息队列资源信号量sm
5.客户机/服务器模式
是把操作系统构造为一组相互合作的进程，在网络中，每个结点既可作为一个服务器，也可作为一个客户机。
其工作过程采用一个简单的无连接的请求/应答协议，客户端发送一个请求信息给服务器要求某一种服务，服务器完成请求后返回计算结果或错误信息。
---eg.远程过程调用
6.原语（P102L2）
即是原子操作，不可分割，是指系统的一组指令集合，（即由若干条指令所组成的一个指令序列，用来实现某个特定的操作功能。
）该组指令在执行过程中不可被中断，这样的操作方式可以保证指令执行的完整性。
Send（）和receive（）即是通信原语。
【原语是操作系统核心的一个组成部分。
分为a.创建、撤销、b.挂起、激活、c.阻塞、唤醒、d.改变进程优先级等原语】
7.通信原语类型：
同步原语和异步原语，缓冲原语和非缓冲原语，可靠原语和非可靠原语
8.网络协议:
是对计算机之间通信的信息格式、能被收/发双方接收的传送信息内容的一组定义。
9.OSI七层协议：
物理层的物理接
口通信协议（RS-232C,RS-449,V.35），数据链路层的数据链接协议（CSMA/CD,SDLC,HDLC），网络层的路由层协议（IP,RIP,OSPF,IGRP），传输层的传输控制协议（TCP、FTP、TFFP），会话层，表示层，应用层（POP3,SMTP,SNMP,DNS）。
10.常用网络协议分为：
基础型协议（TCP/IP：
应用所有系统和应用环境，网络规模较大，网络结构复杂，可管理性，可扩充较好；IPX/SPX:
专用Novell公司NetWare操作系统；NetBEUI：
专用微软的Windows系统，占用内存小和带宽利用率高，在意网络速度，不具备路由和跨网段，而TCP/IP、IPX/SPX具备）、常用应用型协议（HTTP,PPP,FTP）
11.同步原语（P104L4）
也称为阻塞原语，就是当发送者调用该原语时，必须对接收者具有明确的要求：
a.当接收者准备就绪可以接收信息时，发送者立即将信息发送给对方；b.若接收者未准备好，那么发送者会自我阻塞，等待接收者就绪。
12.异步原语也就是非阻塞原语，
当发送者调用异步通信原语时，先查找接收者，不管找到还是未找到，无论信息是否发出，原语立即返回调用程序，并返回发送成功或失败的信息，进而继续执行下面的指令代码。
13.通信原语设计:
用户可选择同步还是异步，带复制或是带测试的，是否启用中断
14.远程过程调用的概念
在网络系统中，不同结点主机之间也可以采用过程调用的方式进行通信，称之为远程过程调用（RPC）。
【其使用的是客户机/服务器模型，请求进程是客户机，而服务提供进程则为服务器。
】不便之处主要表现：
参数传递在异构平台之间的通用性能不能满足用户的要求，请求/应答模式，不能在一次调用过程中多次接收中间结果，不能传送大量数据。
15.组通信机制:
在一次操作下将一个消息发送给多个接收者的通信机制。
方式：
a.单播式b.多播式：
多址通信c.广播式
16.流媒体：
在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体，如音频，视频或多媒体文件。
播放方式：
a.单播b.多播c.点播与广播。
流媒体传输方法：
实时流媒体传输，顺序流媒体传输
17.流媒体主要应用：
视频点播，
远程教育，视频会议，Internet直播。
第四章网络操作系统的资源共享
1.域成员中的计算机：
域控制器，域成员服务器，域成员计算机三种。
2.用户账号
是一些信息的集合，这些信息定义了一个用户，在这些信息中，账号或用户名代表用户的符号名，还包含有口令、组所属关系和一些权限及许可等。
3.用户组（P121L1）
具有相同特征的用户的集合体，它只有一些管理的权限和许可。
创建的目的是为了管理方便。
4.用户账号和用户组的关系
a.一对一，某个用户可以是某个组的唯一成员；b.多对一，多个用户可以是某个唯一的组的成员，不归属其他用户组；c.一对多，某个用户可以是多个组的成员；d.多对多，多个用户对应多个组，并用几个用户可以归属相同的组。
5.域树
共享同样表结构和配置的一些“域”，形成了一个连续的名字空间称为“树”或“域树”。
“树”中的“域”通过信任关系连接在一起。
多个相关的“域树”可以组成一个“林”。
【对权限的管理归纳为，全局组：
用户来自于本域，权限适用于全林（同一个域的用户账户或其他全局组）；通用组：
用户来自于全林，权限适用于全林（域中的用户账户，全局组，其他组的通用组）；域本地组：
用户来自于全林，权限适用于本域。
】（本地组：
只供一个节点主机管理和使用。
）
6.共享资源管理（P126L3）
其首要任务是确保用户能够安全而有选择地将可以共享的资源进行发布，并确保其能在网络上方便地查找信息。
【WINDOWS是通过活动目录来对共享资源进行管理的，共享资源分为：
硬件资源、文件和目录】
7.硬件资源共享（硬件资源：
远
程的打印机，远程的CD-ROM及远程的摄像机）
A以虚拟设备方式实现：
主要是指计算机中的各种硬件设备的共享，例如光驱、摄像头、读卡器等。
使网络中其他没有该硬件设备的用户可以使用这些设备，但是是虚拟的。
B以文件服务方式实现：
实际上是指基于硬盘的文件系统共享。
C打印机共享：
利用假脱机技术（SPOOLing）暂存用户的打印作业。
8.共享打印机的功能：
a.支持多个用户同时打印b.建立连接和拆除连接（‘3）连接多台打印机作为共享打印机d.提供多种多样的打印方式：
专用服务器方式、分布方式。
9.网络文件管理系统特点：
1）.提
供透明的文件访问以及文件传输方法，不必知道文件的具体位置2）.容易扩充新的资源或软件，兼容性好，可扩展3）.高性能，文件访问快速高效，灵活配置和挂载，适用于异构环境。
10.网络文件系统：
是在普通文件系统基础上，添加网络通信协议而构成的，并通过挂载和远程过程调用实现的文件系统称为网络文件系统。
其实现主要是采用远程过程调用（RPC）机制，RPC提供了一组与机器、操作系统以及底层传送协议无关的存取远程文件的操作。
11.网络文件和数据的共享方式
（1）数据移动文件共享:
a.整个数据文件B传送到A，A使用本地文件的方式访问文件，访问结束后，若文件修改不再将文件送回到B（适用于A访问B整个文件或大部分文件）；b.只传送用户需要的部分，以后还需要其他文件，再传送另外一部分。
（适合访问文件较少的部分内容）b.计算移动文件共享：
a.采用远程过程调用，系统B调用系统A相应计算过程，并对数据进行适当处理，将结果返回A；b.B向A发送一个报文，请求A指定的加工处理，A接收报文后，产生进程执行该请求，计算进程发送到B对B的数据进行加工，完成返回结果至A
【强密码：
是指组合了数字和字符，大小写混杂的有一定长度的难以破译的密码。
】
【密码保护：
通常会采用强密码，就是字母和数字、大小写互相组合的大于8位的复杂密码】
【网络操作系统对共享访问的限制是通过用户权限和文件访问控制列表（ACL）】
12.共享文件安全性的权限：
完全
控制，修改，读取和运行，列出文件夹目录，读取，写入，特别的权限。
13.共享访问的三重限制a.操作系
统限制b.身份认证c.共享资源的访问控制
14.UNIX共享文件的属性：
读取，
写入，运行。
采用强密码保护方式
15.文件映射的概念
文件映射就是将文件的内容复制到进程虚拟地址空间中，使进程把文件内容作为进程地址区间的一块内存来对待，从而不需要使用文件的输入、输出操作，进程就可以使用简单的指针操作检查和修改文件
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