全国软考-信息系统管理工程师提纲(全而精)本人已通过

1、第1章 计算机硬件基础1、计算机基本组成是冯诺依曼型，即计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备5部分组成。其中运算器和控制器合称中央处理器。内存储器和中央处理器称为主机。不属于主机的设备者是外部设备（外设），包括输入、输入设备和外存储器。2、运算器由算术逻辑部件（ALU）和寄存器组成，进行算术和逻辑运算。3、控制器解释和执行指令，协调。包括指令寄存器（存放指令）、程序计数器（存放指令地址）。4、存储器，存放数据和程序，通过地址线和数据线与其他部件相连。分为高速缓冲存储器（由双极型半导体组成，其速度接近CPU,临时存放数据和指令）；主存器（由MOS半导体存储器构成，存放运行时的程

2、序和数据）；辅助存储器或外存储器（由磁表面存储器组成，容量大，存放大量程序数据，需要调入主存后被CPU访问）。5、CPU直接访问的存储器为内存储器，包括高速缓存和主存，它们不断交换数据。6、输入输出设备指既可输入信息也可输出信息，包括磁盘机、磁带、可读写光盘、CRT终端、通信设备（MODE）、数模、模数转换设备。7、图像必须以50帧/秒-70帧/秒速度刷新，才不会闪烁。8、分辨率640*480,回扫期是扫描期的20%,帧频为50时，行频为480÷80%*50=30KHZ,水平扫描期=1/30=33毫秒，读出时间=33*80%÷640=40-50毫秒。9、并行性彿计算机可同时

3、进行运算和操作的特性，包括同时性和并发性。同时性指两个或多个事件在同一时刻发生，并发性指两个或多个事件在同一时间间隔发生。10、计算机系统提高并行性措施有3条途径：时间重叠即时间并行技术（指多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠使用同一硬件设备）；资源重复即空间并行技术（重复设置硬件资源，以数量取胜）；资源共享（多个任务按时间顺序轮流使用同一硬件设备）。11、计算机系统分为SISD（单指令流单数据流如单处理机）、SIMD（单指令流多数据流如并行处理机）、MISD（多指令流单数据流很少见）、MIMD（多指令流多数据流如多处理机）。12、流水线处理机系统是把一个重复过程分解为若干子过程，各子过程间

4、并行进行，是一种时间并行技术。其时间=单条指令执行时间+最大时间*（N-1）（N为指令数）。13、串行执行方式优点是控制简单、节省设备，缺点是执行指令速度慢、功能部件利用率低；重叠执行方式优点是执行时间缩短、部件利用率提高。14、并行处理机也称阵列式计算机，是一种SIMD,采用资源重复并行性。15、多处理机是MIMD计算机，与并行性处理机的本质差别是并行性级别不同。多处理机实现任务作业一级的并行，而并行处理机只实现指令一级并行。16、复杂指令集计算机（CISC）的特点是：使目标程序得到优化、给高级语言提供更好的支持、提供对操作系统的支持。缺点是增加计算机研制周期和成本、难以保证其正确性、降低系

5、统性能、造成硬件资源浪费。17、精简指令系统计算机（RISC）的特点是指令数目少、长度固定、指令可以同一机器周期内完成、通用寄存器数量多。18、CISC和RISC的区别：设计思想上的差别，RISC是将不频繁使用的功能指令由软件实现，优化了硬件，执行速度更快、指令编译时间缩短，RISC是发展的方向。19、存储器层次结构是把不同容量和存取速度的存储器有机地组织在一起，程序按不同层次存放在各级存储器中，具有较好的速度、容量和价格方面的综合性能指标。形成主存辅存层次和高速缓存主存层次。20、存储器技术指标包括存储容量、存取速度、可靠性（平均间隔时间MTBF越长可靠性越高），存取周期（一次完整的读写时间

6、）大于写时间和读时间。22、计算机发展三个阶段：一是批处理方式、二是分时处理和交互作用方式、三是分布式和集群式。23、计算机应用领域：科学计算机、信息管理、计算机图形与多媒体技术、语言文字处理、人工智能。CPU访问高速缓存的时间为访问主存时间的1/4-1/10.CPU访问的内容在高速缓冲中为命中，否则为不命中或失靶。命中率=（平均读写时间主存读写时间）/（高速缓存的读写时间-主存读写时间）。二进制数的书写通常在数的右下方注上基数2，或加后面加B表示。八进制用下标8或数据后面加Q表示。十进制用下标d,十六进制通常在表示时用尾部标志H或下标16以示区别第2章 操作系统知识1、计算机系统包括硬件和软

7、件两个组成部分。硬件是所有软件运行的物质基础，软件能充分发挥硬件潜能和扩充硬件功能，完成各种系统及应用任务，两者互相促进、相辅相成、缺一不可。2、操作系统主要工作：资源的调度和分配、信息的存取和保护、并发活动的协调和控制。2、操作系统作用：是其他软件的运行基础；对计算机硬件作首次扩充和改造；管理软硬件资源提高计算机系统的效率；控制程序执行，组织计算机工作流程；改善人机界面，为用户提供良好运行环境的。4、操作系统的特征：并发生、共享性、异步性（随机性）。并发性：指两个或两个以上的运行程序在同一时间间隔内同时执行。共享性：指操作系统中的资源，可被多个并发的程序使用。异步性：又称随机性。在多道程序环

8、境中，允许多个进程并发执行，由于资源有限而进程众多，所以进程是以异步的方式运行的。5、操作系统的功能（从资源管理的观点看）：处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理、网络与通信管理。6、处理器管理的任务：一是处理中断事件，二是处理器调度。硬件只能发现中断事件，捕捉并产生中断信号，但不能处理中断。操作系统能对中断事件进行处理。7、存储管理任务是管理存储器资源，功能包括：存储分配、存储共享、存储保护、存储扩充。8、设备管理功能包括：外围设备的控制、处理和分配，缓冲区的管理、共享设备的驱动和实现虚拟设备。9、文件管理是对信息资源的管理，是对用户文件和系统文件进行有效管理。10、网络与通信管

9、理功能包括：故障管理、安全管理、性能管理、记帐管理和配置管理。11、网络操作系统功能包括：网上资源管理功能和数据通信管理功能。12、操作系统类型：批处理系统、分时操作系统、实时操作系统。13、批处理操作系统：根据一定的调度策略把要求计算的算题按一定的组合和次序执行。因此，系统资源利用率高，作业的吞吐量大。14、批处理系统的特点：用户脱机工作、成批处理作业、多道程序运行、作业周转时间长。15、分时操作系统：指允许多个联机用户共同使用同一台计算机系统进行计算机。其思想是把CPU的时间划分成时间片，轮流分配给各终端用户，使每个用户能得到快速响应，是最为流行的一种操作系统。16、分时操作系统的特性：同

10、时性、独立性、及时性、交互性。17、实时操作系统是指当外界事件或数据产生时，能接收并快速予以处理，处理结果能在规定时间内控制监控生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实行任务协调一致运行的操作系统。18、实时系统控制过程包括：数据采集、加工处理、操作控制和反馈处理。19、所有的多道程序设计操作都建立在进程的基础上。20、进程从理论角度看是对程序过程的抽象，从实现角度看是一种数据结构，目的是刻画动态系统的内在规律。21、进程是具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。22、从操作系统管理的角度出发，进程由数据结构以及在其上执行的程序组成，是程序在这个数据集合上的运行过程，也是操作系

11、统进行资源分配和保护的基本单位。23、进程有六个属性：结构性、共享性、动态性、独立性、制约性和并发性。24、进程的三态模型：运行态running（占有处理器）、就绪态ready（等待分配处理器）、等待态wait（也叫阻塞态blocked或睡眠态sleep不具备运行条件）。25、一个进程在创建后就处于就绪态。新建态是是指进程刚被创建的状态。26、创建进程有两个步骤：一是为新进程创建必要管理信息，二是让该进程进入就绪态。此时进程处于新建态，它没被提交执行，等待操作系统完成创建进程的必要操作。27、进程的终止有两个步骤：一是等待操作系统善后，二是退出主存。当进程达到自然结束点、无法克服的错误、被操作

12、系统所终结、被其它有终止权的进程终结等而进入终止态不再执行保留操作系统中等待善后。终止态（等待善后）进程的信息被抽取后，操作系统将删除该进程。28、进程的运行是在上下文中执行。进程映像包括：进程程序块（被执行的可被多个进程共享的程序）、进程数据块（程序运行时加工处理的对象，为一个进程专用）、系统/用户堆栈（解决过程调用或系统调用时的地址存储和参数传递）、进程控制块（存储进程标志信息、现场信息和控制信息）。29、进程控制块是最重要的数据结构，创建进程的同时就建立了了PCB,进程结束时被其占用的PCB被回收。操作系统根据PCB对进程进行控制、管理和调度。标志信息：用于唯一地标识一个进程，常常分为由

13、用户使用的外部标识符和被系统使用的内部标识号两种；现场信息：用于保留一个进程在运行时存放在处理器现场中的各种信息，任何一个进程在让出处理器时必须所此时的处理器现场信息保存到进程控制块中，而当该进程重新恢复运行进也应恢复处理器现场。常用的现场信息包括通用寄存器的内容、控制寄存器的内容、用户堆栈指针、系统堆栈指针等。控制信息：用于管理和调度一个进程。常用的控制信息包括：进程的调度相关信息、进程组成信息、进程间通信相关信息、进程在二级存储器内的地址、CPU资源的占用和使用信息、进程特权信息、资源清单。30、进程间两种基本关系：竞争和协作。进程互斥是解决进程间竞争关系的手段，临界区管理可解决进程互斥问

14、题。进程同步是解决进程间协作关系的手段。进程互斥是特殊的进程同步，逐次使用互斥共享资源。31、操作系统实现进程同步的机制称同步机制，由同步原语组成。最常用的同步机制有：信号量、PV操作和管程。32、信号量只能由同步原语对其操作，原语是操作系统中执行时不可中断的过程，即原语操作，分P（测试）操作和V（增量）操作。33、利用信号量PV操作可解决并发进程的竞争和协作问题。P操作是减1即分配一个资源，V操作是加1即释放一个资源。34、管程是一组过程，是程序设计语言结构成份，被请示和释放资源的进程所调用。它是一种进程高级通信机制。35、进程独占资源必须通过申请资源-使用资源-归还资源的次序。35、死锁：

15、两个进程分别等待对方占用的一个资源，于是两者都不能执行而处于永远等待，即竞争资源产生死锁。36、产生死锁的条件：互斥条件、占有等待条件、不剥夺条件和循环等待条件。破坏条件之一，死锁就可防止。37、存储管理负责管理主存储器，主存储空间分为系统区和用户区。功能包括主存空间分配、回收共享、扩充及地址转换和存储保护。38、计算机系统均采用分层结构的存储子系统，在容量大小、速度快慢、价格高低等方面取得平衡点，获得较好的改组价格比。39、计算机存储器可分为寄存器、高速缓存、主存、磁盘缓存、固定磁盘及可移动存储介质等个层次结构。40、程序在执行和处理数据时存在顺序性、局部性、循环性和排他性。40、逻辑地址（

16、相对地址）：用户编程时使用的地址。40、物理地址（绝对地址）：当程序运行时，它将被装入主存储器地址空间的某些部分，此时程序和数据的实际地址一般不可能同原来的逻辑地址一致，把程序在内存中的实际地址称为物理地址41、地址转换或重定位：把程序和数据的逻辑地址转换为物理地址的过程。42、地址转换有两种方式：一是在作业装入时由作业装入程序实现地址转换，称为静态重定位；二是在程序执行时实现地址转换，称为动态重定位（需借助硬件地址转换部件实现）。43、绝对地址=块号*块长+单元号。43、分区存储管理的基本思想是给进入主存的用户进程划分一块连续存储区域，把进程装入该存储区域，使各进程能并发执行，这是能满足多道

17、程序设计需要的最简单的存储管理技术。可分为固定分区和可变分区管理。43、可变分区管理的分配算法有：最先适用分配算法、最优适用分配算法、最坏适用分配算法。43、分页式存储管理的指导思想：用分区方式管理的存储器，每道程序问题要求占用主存的一个或几个连续存储区域，作业或进程的大小仍受到分区大小或内在可存可用空间的限制，有时为了接纳一个新的作业而往往要移动已在主存的信息。这不仅不方便，而且开销不小。因此，采用分页存储器既可免去移动信息的工作，又可尽量减少主存的碎片。43、分段式存储管理的基本原理：是以段为单位进行存储分配，提供两维逻辑地址：段号、段内地址。43、虚拟存储管理的定义：具有部分装入和部分对

18、换功能，能从逻辑上对内存容量进行大在幅度扩充，使用方便的一种存储器系统。实际上是为扩大主存而采用的一种设计技术技巧。虚拟存储器的容量与主存大小无关。44、设备管理的功能有：外围设备分配、驱动调度、中断处理和缓冲区管理。45、I/O硬件的功能是为程序设计提供方便用户的实用接口。包括输入输出系统、输入输出控制方式、询问方式、中断方式、DMA方式和通道方式。46、I/O系统定义：通常把I/O设备、接口线路、控制部件、通道和管理软件称为I/O系统。47、I/O设备分为：输入型外围设备、输出型外围设备和存储型外围设备。48、按控制器功能的强弱以及和之间的联系方式不同，输入输出控制方式分四类：询问方式（程

19、序直接控制方式）、DMA方式（直接存储器存取方式）、通道方式（输入输出处理器方式）、中断方式。49、询问方式又称程序直接控制方式，其缺点是查询I/O设备时，会终止程序执行，降低系统效率。50、DMA方式又叫直接存储器存取方式。特点是不需要CPU干预。50、通道又称输入输出处理器，与CPU并行执行操作。51、I/O软件设计目标：高效性和通用性。为达到这一目的，把软件组织成一种层次结构，低层软件用来屏蔽硬件的具体细节，高层软件则主要向用户提供一个简洁、规范的界面。51、I/O软件组织成四个层次：I/O中断处理程序（底层）、设备驱动程序、与硬件无关的操作系统I/O软件、用户层I/O软件。I/O中断的

20、类型和功能：通知用户程序输入输出操作沿链推进的程度；通知用户程序输入输出正常结束；通知用户程序发现的输入输出操作异常；通知程序外围设备上重要的异步信号；由设备无关软件完成的功能：对设备驱动程序的统一接口；设备命名；设备保护；提供独立于设备的块大小；缓冲区管理；块设备的存储分配；独占性外围设备的分配和释放；错误报告。52、Spooling系统指外围设备联机操作或假脱机系统。是用一类物理设备模拟另一类物理设备的技术，是使独占使用的设备变成多台虚拟设备的一种技术，也是一种速度匹配技术。53、“井管理程序”控制作业和辅助存储器缓冲区域之间交换信息。输入井作业的四种状态：输入状态、收容状态、执行状态、完

21、成状态。54、操作系统采用一种适当的调度算法，使各进程对磁盘的平均访问（主要是寻道）时间最小。硬盘调度算法有移臂调度和旋转调度算法。移臂调度算法又叫磁盘调度算法，根本目的在于有效利用磁盘，保证磁盘的快速访问。1） 先来先服务算法：该算法实际上不考虑访问者要求访问的物理位置，而只是考虑访问者提出访问请求的先后次序。有可能随时改变移动臂的方向。2） 最短寻找时间优先调度算法：从等待的访问者中挑选寻找时间最短的那个请求执行，而不管访问者的先后次序。这也有可能随时改变移动臂的方向。3） 电梯调度算法：从移动臂当前位置沿移动方向选择最近的那个柱面的访问者来执行，若该方向上无请求访问时，就改变臂

22、的移动方向再选择。4） 单向扫描调度算法。不考虑访问者等待的先后次序，总是从0号柱面开始向里道扫描，按照各自所要访问的柱面位置的次序去选择访问者。在移动臂到达最后一个柱面后，立即快速返回到0号柱面，返回时不为任何的访问者提供服务，在返回到0号柱面后，再次进行扫描。旋转调度算法：当有若干等待进程请求访问磁盘上的信息时，旋转调度应考虑如下情况：进程请求访问的是同一磁道上的不同编号的扇区；进程请求访问的是不同磁道上的不同编号的扇区；进程请求访问的是不同磁道上的相同编号的扇区；情况，旋转调度总是让首先到达读写磁头位置下的扇区先进行传送操作；情况旋转高度可以任选一个读写磁头位置下的扇区先进行传送操作。5

23、5、文件系统是操作系统中负责存取和管理信息的模块，它用统一的方式管理用户和系统信息的存储、检索、更新、共享和保护，并为用户提供一整套方便有效的文件使用和操作方法。对于用户来说，可按自己的期望并遵循文件系统的规则来定义文件信息的逻辑结构，不必涉及存储结构。55、文件的分类：按用途分成：系统文件、库文件和用户文件；按保护级别可分为：只读文件、读写文件和不保护文件；按信息流向可分为输入文件、输出文件和输入输出文件。55、操作系统支持以下种文件类型:普通文件（外存上的数据文件包括ASC文件和二进制文件）、目录文件（管理文件的系统文件）、块设备文件（用于磁盘、光盘等）、字符设备文件（用于终端和打印机）。

24、55、文件系统面向用户的功能：文件的换名存取；文件目录建立和维护；实现从逻辑文件到物理文件的转换；文件存储空间的分配和管理；提供合适的文件存取方法；实现文件的共享保护和保密；提供一组可供用户使用的文件操作。56、文件的存取是操作系统为用户程序提供的使用文件的技术和手段。包括顺序存取（用于磁带文件机磁盘的顺序文件）、直接存取（用于磁盘文件）和索引存取。57、文件目录是文件进行按名存取的实现的关键。文件目录结构分为一级、二级和树形目录结构三种。文件目录表项包括：有关文件存取控制的信息；有关文件结构的信息；有关文件管理的信息。一个计算机系统中的文件有成千上万，为了便于对文件进行存取和管理，计算机系统

25、建立文件的索引，即文件名和文件物理位置之间的映射关系，这种文件的索引称为文件目录。文件目录（file directory）为每个文件设立一个表目。文件目录表目至少要包含文件名、物理地址、文件结构信息和存取控制信息，以建立文件名与物理地址的对应关系，实现按名存取文件。58、文件的结构包括文件的逻辑结构（流式文件和记录文件）、文件的物理结构（顺序结构、连接结构、索引结果）文件的保护：防止文件被破坏，包括两个方面：系统崩溃（定期转储是一种经常使用的方法）；其他用户非法操作造成的破坏（通过操作系统的安全策略实现，建立三元组：用户、对象、权限）。文件的保密方法：设置密码和使用密码。密码分两种：文件密码、

26、终端密码59、作业是用户提交给操作系统计算的一个独立任务。每个作业必须经过若干个相对独立又相互关联的顺序加工步骤才能得到结果，每一个加工步骤称为一个作业步。作业由用户组织、作业步提交给系统，直到运行结束获得结果，要经过提交、收容、执行和完成个阶段。作业管理可以采用联机和脱机两种方式。当一个作业被操作系统接受，就必须给创建一个作业控制块，并且这个作业在它的整个生命周期中将顺序处于以下四种状态：输入、后备、执行和完成。60、作业的调度算法：先来先服务算法、最短作业优先算法、响应比最高优先算法（响应比=已等待时间/计算时间）和优先数法（静态优先数法和动态优先数法）。61、操作系统引入多道程序设计，好

27、处：一是提高CPU利用率，二是提高内存和/设备利用率，三是改进系统吞吐率，四是发挥系统并行性。缺点是作业周转时间延长。基本常识：汇编程序、编译程序和数据库管理系统软件都是属于系统软件，不是应用软件。把源程序转换为目标代码的是编译或汇编程序；负责存取数据库中的各种数据的是数据库管理系统；负责文字格式编排和数据计算是文字处理软件和计算软件。若系统中有5个进程共享若干个资源R，每个进程都需要4个资源R，那么使系统不发生死锁的资源R的最少数目是16.（系统为每个进程各分配了3个资源，即5*3，只要再有1个资源，就能保证有一个进程运行完毕）运行状态：表示当一个进程在处理机上运行时，则称该进程处于运行状态

28、。显然对于单处理机，外于运行状态的进程只有一个。就绪状态：表示一个进程获得了除处理机外的一切所需资源，一旦得到处理机即可运行，则称此进程处于就绪状态。阻塞状态：一个进程正在等待某一事件发生（如请求I/O而等等/O完成等）而暂时停止运行，这时即使把处理机分配给进程也无法运行的状态。状态改变的原因：就绪运行状态：由于调度程序的调度引起的；运行就绪状态：由于时间片用完；运行阻塞状态：请求引起的，如进行操作，由于申请的资源得不到满足进入阻塞队列；阻塞就绪状态：/完成引起的，如进行操作将信息量值减，将进程从阻塞唤醒到就绪。在操作系统的进程管理中，若系统中有10个进程使用互斥资源R，每次只允许3个进程进入

29、互斥段（临界区），则信号量S的变化范围是_（1）：若信号量S的当前值为-2，则表示系统中有_（2）个正在等待该资源的进程。（1）A.-71 B.-73 C.-30 D.-310（2）A.0 B.1 C.2 D.3B：S<0后请求R的进程将被阻塞，此时应该有3个进程获得资源。C：第一个分配后，S=2；第三个分配后，S=0；第四个进程请求时S=-1，等待资源；S=-2时既有两个进程在等待。（关键是要分清：先S减一，还是先分配资源）分段式与分页存储的区别：段是信息的逻辑单位用户可见；各段程序的修改互不影响；无内存碎片；便于多道程序共享信息的某些段。分页存储管理系统中的每一页只是存放信息的物理单

30、位，其本身没有完整的意义，因而不便于实现信息的共享。在UNIX操作系统中，把输入输出设备看作是特殊文件。在类UNIX操作系统中，常见的设备文件由两类：Block Device Drive和Character Device Drive两类。Character Device Drive又被称作字符设备或者裸设备raw devices，Block Device Drive通常称为块设备；Block Device Driver是以固定的大小长度来传送转移资料，Character Device Driver是以不定长度的字元传送资料。他们所连接的Devices也有所不同，Block Device大致是可

31、以随机存储（Random Access）资料的设备，如硬盘，光盘等，而Character Device则刚好相反，遵循先后顺序来存储资料的设备，例如终端机、键盘等。字符设备和块设备的主要区别是：在对于字符设备发出读写请求时，实际的硬件I/O一般就紧接着发生了，而块设备则不然，它利用一块系统内存作为缓冲区，当用户进程对设备请求满足用户要求时，就返回请求的数据，如果不能就调用请求函数来进行实际的I/O操作。因此，块设备主要是针对硬盘灯慢速设备设计的，以免消耗过多的CPU时间来等待。/dev/disk对应的为块设备，文件系统操作用到它，如mount，/dev/rdisk对应的为字符设备（裸设备，rd

32、isk的r即为raw）。一般的来说，我们的操作习俗的各种软件都是以块的方式来进行读写硬盘的，这里的块是逻辑上的块，创建文件系统时可以选择，windows里面叫做簇。字符设备还是块设备的定义属于操作系统的设备访问层，与实际物理设备的特性无必然联系。设备访问曾下面是驱动程序，所以操作系统能够支持的设备访问方式是驱动程序所提供的访问方式。也就是说驱动程序支持stream的方式，那么就可以用这种方式访问，驱动程序如果还支持block方式，那么你想用哪一种方式就使用哪一种方式。块设备的一个典型的例子就是，硬盘式的裸设备，两种都支持块设备（Block Device）：是一种具有一定结构的随机存储设备，对这

33、种设备的读写是按照块来进行的，他使用缓冲区来存放暂时的数据，等到条件成熟后，从缓存一次性的写入设备或从设备中一次性读取放入到缓存区中。在来一个字符型设备的例子，磁盘和文件系统等字符设备（Character Device）：这是一个顺序的数据流设备，对于这种设备的读写是按照字符来进行的，而且这些字符是连续的形成一个数据流，它不具备缓冲区，所以对这种设备的读写是实时的，如终端、磁带机等等两种类型的守则的根本区别在于他们是否可以被随机访问，也就是说，能否在访问设备时随意的从一个位置跳转到另外一个位置。举一个例子，键盘这种设备提供的是一个数据流，当敲入"fox"这个字符串的时候，键

34、盘驱动程序会安装和输入完全相同的顺序返回这个由三个字符组成的数据流。如果让键盘驱动程序打乱顺序来读字符串，或读取其他字符，都是没有意义的。所以键盘就是一个典型的字符设备，他提供的功能就是用户从键盘输入的字符流。对键盘进行读操作会得到一个字符流，首先是"f"，然后是"o"，最后是"x"，最终是文件的结束符(EOF)。当用户没有敲键盘的时候，字符流就是空的，硬盘设备的情况就不一样了，硬盘设备的驱动可能要求读取磁盘上任意一块数据，然后又转去读取别的块的内容，而被读取的块在磁盘上的位置不一定要连续，所以说硬盘可以被随机访问，而不是以流的方式被

35、访问，显示它是一个块设备再者，内核管理块设备要比管理字符设备细致的多，需要考虑的问题和完成的工作相比字符设备来说要复杂的多，这是因为字符设备被仅仅需要 控制一个位置当前位置，而块设备访问的位置必须能够在介质的不同区间前后移动，所以事实上内核不必提供一个专门的子系统来管理字符设备，但是对于块设备的管理则必须有一个专门提供服务的内核子系统，不仅仅是因为块设备的复杂性远远高于字符设备，更重要的原因是块设备对执行性能的要求很高；对硬盘每多一分的利用都会对整个系统性能带来提升，其效果要远远比键盘吞吐速度成倍的提升大的多。在Linux驱动程序中字符设备和块设备的三点区别：1、字符设备只能以字节为最小单位进

36、行访问，而块设备以块为单位访问，如512字节，1024字节不等2、块设备可以随机访问，但是字符设备不可以3、字符和块没有访问量大小的限制，块也可以以字节为单位来访问简单的来讲，块设备可以随机存储，而字符设备不能随机存取，那么裸设备这种东西又该怎么解释呢？难道裸设备，如磁盘裸设备也不能随机读取吗？那在数据库中用裸设备创建一个2G的数据文件，为了存储最后一个数据块，难道oracle还要把前面的所有数据块都读一遍，显然这 样的操作不符合事实，如果这样解释呢，操作系统不能随机读取，并不意味着数据库也不能随机读取块设备通过系统缓存进行读取，不是直接和物理磁盘读取，字符设备可以直接物理磁盘读取，不经过系统

37、缓存。（如检查，直接相应中断）在oracle中使用裸设备的好处是什么？因为使用裸设备避免了在经过unix操作系统这一层，数据直接从disk到oracle之间进行无缝传输，所以使用裸设备对于读写频繁的数据库应用来说，可以极大的提高数据库系统的性能，当然，这是以磁盘的I/O非常大，磁盘I/O已经成为系统瓶颈的情况下才能力的，如果磁盘读写确实非常频繁，以至于磁盘读写成为系统瓶颈的情况成立，那么采用裸设备确实可以大大提高性能，最大甚至可以提高至40%，非常明显。而且，由于使用了原始分区，没有采用文件系统的管理方式，对unix维护文件系统的开销也都没有了。比如不在需要维护i-node，空闲块等等，这也能

38、够导致性能的提高。RAID，为Redundant Arrays of Independent Disks的简称，中文为廉价冗余磁盘阵列。 磁盘阵列其实也分为软阵列 (Software Raid)和硬阵列 (Hardware Raid) 两种. 软阵列即通过软件程序并由计算机的 CPU提供运行能力所成. 由于软件程式不是一个完整系统故只能提供最基本的 RAID容错功能. 其他如热备用硬盘的设置, 远程管理等功能均一一欠奉. 硬阵列是由独立操作的硬件提供整个磁盘阵列的控制和计算功能. 不依靠系统的CPU资源. 由于硬阵列是一个完整的系统, 所有需要的功能均可以做进去. 所以硬阵列所提供的功能和性能

39、均比软阵列好. 而且, 如果你想把系统也做到磁盘阵列中, 硬阵列是唯一的选择. 故我们可以看市场上 RAID 5 级的磁盘阵列均为硬阵列. 软 阵列只适用于 Raid 0 和 Raid 1. 对于我们做镜像用的镜像塔, 肯定不会用 Raid 0或 Raid 1。作为高性能的存储系统，巳经得到了越来越广泛的应用。RAID的级别从RAID概念的提出到现在，巳经发展了六个级别， 其级别分别是0、1、2、3、4、5等。但是最常用的是0、1、3、5四个级别。下面就介绍这四个级别。RAID 0：将多个较小的磁盘合并成一个大的磁盘，不具有冗余，并行I/O，速度最快。RAID 0亦称为带区集。它是将多个 磁盘

40、并列起来，成为一个大硬盘。在存放数据时，其将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据写进这些盘中。 所以，在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0没有冗余功能的，如果一个磁盘（物理）损坏，则所有的数 据都无法使用。RAID 1：两组相同的磁盘系统互作镜像，速度没有提高，但是允许单个磁盘错，可靠性最。RAID 1就是镜像。其原理为 在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘（物理）损坏时，镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因 为有镜像硬盘做数据备份，所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但是其磁盘的利用率却只有50%， 是所有RAI

41、D上磁盘利用率最低的一个级别。 RAID Level 3 RAID 3存放数据的原理和RAID0、RAID1不同。RAID 3是以一个硬盘来存放数据的奇偶校验位，数据则分段存储于其余硬盘 中。它象RAID 0一样以并行的方式来存放数，但速度没有RAID 0快。如果数据盘（物理）损坏，只要将坏硬盘换掉，RAID 控制系统则会根据校验盘的数据校验位在新盘中重建坏盘上的数据。不过，如果校验盘（物理）损坏的话，则全部数据都 无法使用。利用单独的校验盘来保护数据虽然没有镜像的安全性高，但是硬盘利用率得到了很大的提高，为n-1。 RAID 5：向阵列中的磁盘写数据，奇偶校验数据存放在阵列中的各个盘上，允许

42、单个磁盘出错。RAID 5也是以数据的校验 位来保证数据的安全，但它不是以单独硬盘来存放数据的校验位，而是将数据段的校验位交互存放于各个硬盘上。这样， 任何一个硬盘损坏，都可以根据其它硬盘上的校验位来重建损坏的数据。硬盘的利用率为n-1。 RAID 01：同时具有RAID 0和RAID 1的优点。 冗余：采用多个设备同时工作，当其中一个设备失效时，其它设备能够接替失效设备继续工作的体系。在PC服务器上，通 常在磁盘子系统、电源子系统采用冗余技术虚拟存储管理系统的基础是程序的局部性理论。这个理论的基本含义是指程序执行时，往往会不均匀地访问内存储器，即有些存储区被频繁访问，有些则少有问津。程序的局

43、部性表现在时间局部性和空间局部性上。时间局部性是指最近被访问的存储单元可能马上又要被访问。例如程序中的循环体、一些计数变量、累加变量、堆栈等都具有时间局部性特点。空间局部性是指马上被访问的存储单元，其相信或附近单元也可能马上被访问。例如一段顺序执行的程序，数组的顺序处理等都具有空间局部性的特点。根据程序的局部性理论，denning提出工作集理论。工作集是指进程运行时被频繁地访问的页面集合。在进程运行时，如要能保证它的工作集页面都在主存储器内，就会大大减少进程的缺页次数，使进程高效地运行；否则将会因某些工作页面不在内存而出现频繁的页面调入调出现象，造成系统性能急剧下降，严重时会出现“抖动”现象。

44、题目：某磁盘有48个磁道，磁头从一个磁道移至另一个磁道需要5ms。文件在磁道上非连续存放，逻辑上相邻数据块的平均距离为8个磁道，每块的旋转延迟时间及传输时间分别为100ms,20ms,则读取一个50块的文件需要（）A 6000msB 8000msC 10000msD 12000ms问题补充：访问一个数据块的时间为寻道时间+旋转延迟时间+传输时间。旋转延迟时间+传输时间=20+100=120ms，磁头从一个磁道移到另一个磁道需要5ms,但逻辑上相邻的数据块的平均距离为个磁道，即完成一个数据块到下一个数据块寻道时间需要0ms,所以，访问一个数据块的时间为120+40=160。所以读取一个50块的文

45、件需要160*50=8000ms.最佳答案 磁头跳转时间50*8*5=2000读取数据时间（100+20）*50=6000所以是8000ms我猜的，对不对就不知道了，_知识点：Cache与主存地址映像  Cache和主存都被分成若干个大小相等的块，每块由若干个字节组成，主存和Cache的数据交换是以块为单位，需要考虑二者地址的逻辑关系。  地址映像：把主存地址空间映像到Cache地址空间，即按某种规则把主存的块复制到Cache中。 一、全相连映像 主存中任何一个块均可以映像装入到Cache中的任何一个块的位置上。主存地址分为块号和块内

46、地址两部分，Cache地址也分为块号和块内地址。Cache的块内地址部分直接取自主存地址的块内地址段。主存块号和Cache块号不相同，Cache块号根据主存块号从块表中查找。Cache保存的各数据块互不相关，Cache必须对每个块和块自身的地址加以存储。当请求数据时，Cache控制器要把请求地址同所有的地址加以比较，进行确认。  特点：灵活，块冲突率低，只有在Cache中的块全部装满后才会出现冲突，Cache利用率高。但地址变换机构复杂，地址变换速度慢，成本高。 公式：       主存地址位数

47、块号+块内地址；        Cache地址位数块号+块内地址。二、直接映像  把主存分成若干区，每区与Cache大小相同。区内分块，主存每个区中块的大小和Cache中块的大小相等，主存中每个区包含的块的个数与Cache中块的个数相等。任意一个主存块只能映像到Cache中唯一指定的块中，即相同块号的位置。主存地址分为三部分：区号、块号和块内地址，Cache地址分为：块号和块内地址。直接映像方式下，数据块只能映像到Cache中唯一指定的位置，故不存在替换算法的问题。它不同于全相连Cache，地址

48、仅需比较一次。 特点：地址变换简单、速度快，可直接由主存地址提取出Cache地址。但不灵活，块冲突率较高，Cache空间得不到充分利用。 公式：      主存地址位数区号+区内分块号+块内地址；       Cache地址位数块号+块内地址。 三、组相连映像 组相连映像是前两种方式的折衷。主存按Cache容量分区，每个区分为若干组，每组包含若干块。Cache也进行同样的分组和分块。主存中一个组内的块数与Cache中一个组内的

49、块数相等。组间采用直接方式，组内采用全相连方式。组的容量1时，即直接映像，组的容量整个Cache的容量时，即全相连映像。Cache的存在对于程序员透明，Cache的地址变换和数据块的替换算法都采用硬件实现。 公式： 主存地址位数区号+组号+主存块号+块内地址；Cache地址位数组号+组内块号+块内地址。  四、主存地址和Cache地址的相关计算  主存地址的位数A由主存容量N决定    Alog2N=区号位数块号位数块内地址位数  Cache地址的位数B由Cache容量H决定

50、    BLOG2H块号位数块内地址位数 区号根据Cache容量划分，区号长度主存地址位数Cache地址位数  主存的块号和Cache块号的长度相同，位数K取决于Cache中能容纳的个数  J，KLOG2J     主存的块内地址和Cache的块内地址长度相同，位数M取决于块的容量 Q      ，  MLOG2Q    

51、60;        例题解析：   例一、容量为64块的Cache采用组相联方式映像，字块大小为128字节，每4块为一组，若主容量为4096块，且以字编址，那么主存地址为多少位，主存区号为多少位？  方法一：       分区数主存容量Cache容量40966464；        区内分组数=64/4=16;

52、60;       组内分块数4块组；        块内地址128字节；       所以根据公式：         主存地址位数6+4+2+719；         主存区号6位； &#

53、160;方法二：主存地址的位数A由主存容量N决定:         Alog2N=区号位数块号位数块内地址位数      所以：          ALOG2NLOG2（4096*128）LOG2（212*27）LOG2（219）=19；    Cache地址的位数B由Cache容量H决定 

54、0;    BLOG2H块号位数块内地址位数   所以：      BLOG2（64*128）13.   区号的计算方法同上！ 方法三：      主存地址主存块地址+块内地址12+719；    主存区号地址主存块地址-Cache块地址12-66. 例二、一个具有4KB直接相联cache的32位微处理器，主存的容量为

55、16MB，假定该cache的块为4个32位的字。    （1）指出主存地址中区号、块号和块内地址的位数；    （2）求主存地址为ABCDEF（16进制）的单元在cache中的什么位置？  分析：   Cache容量：4KB   主存 容量 ：16MB   映像方式   ：直接映像；    把主存分成若干区，每区与Ca

56、che大小相同。区内分块，主存每个区中块的大小和Cache中块的大小相等，主存中每个区包含的块的个数与Cache中块的个数相等。任意一个主存块只能映像到Cache中唯一指定的块中，即相同块号的位置。主存地址分为三部分：区号、块号和块内地址，Cache地址分为：块号和块内地址。                  主存地址位数区号+区内分块号+块内地址；     Cach

57、e地址位数块号+块内地址。   主存的区号：16M/4KB=21212位；    主存块号  ：4KB/（4*32bit）288位；    块内地址  ：4*32bit 16Byte4个字（因为一个字为32bit）22字2位；  1)   主存容量为16MB=224个字节,1个32位字是由4个字节组成，所以主存字地址为22位. CACHE容量为4KB=212个字节,同理,CAC

58、HE字地址为10位.     CACHE的块为4个32位的字,所以块内地址为2位      在直接映象中:  CACHE地址位=块号位数+块内地址位数=>块号位数=CACHE地址位-块风地址位=10-2=8      主存地址中的区号=主存地址位数-CACHE地址位数=22-10=12位  (2)       A

59、BCDEF=1010 1011 1100 1101 1110 1111       该存储单元在CACHE的位址为:       区号=1010 1011 1100     块号=1101 1110     块内地址=1111    在ca

60、che中的位置：块号1101 1110    块内地址1111  数据的存储一般以"字"为单位进行。   但在计算机里我们保留对字节的寻址和编码,不管是16位,还是32位,还是64位微处理器.象第二小题主存地址为ABCDEF（16进制）这是一个24位地址码，而主存字地址为22位. 计算机只会按字进行操作，即它的传输运算，包括直接相连cache映象。 所以我们只管字，不管字节。   ABCDEF=1010 1011&#

61、160;1100 1101 1110 1111   在cache中的位置：块号1101 1110   块内地址11    注：后两位为字节寻址，这里不用了。（ABCDEC,ABCDED,ABCDEE,ABCDEF这四个字节地址为同一字地址）在同一个CACHE块内地址。   2002年： 一般来说，Cache 的功能_(53)_。某 32 位计算机的 cache 容量为

62、 16KB，cache 块的大小为 16B，若主存与 cache 的地址映射采用直接映射方式，则主存地址为 1234E8F8（十六进制）的单元装入的 cache 地址为_(54)_。在下列 cache 替换算法中，平均命中率最高的是_(55)_。   (53) A.全部由软件实现 B.全部由硬件实现 C.由硬件和软件相结合实现     D.有的计算机由硬件实现，有的计算机由软件实现

63、60; (54) A. 00 0100 0100 1101 (二进制) B. 01 0010 0011 0100 (二进制)     C. 10 1000 1111 1000 (二进制) D. 11 0100 1110 1000 (二进制)  (55) A.先入后出（FILO）算

64、法 B.随机替换（RAND）算法     C.先入先出（FIFO）算法 D.近期最少使用（LRU）算法  2004年（下） 容量为64块的Cache采用组相联方式映像，字块大小为128个字，每4块为一组。若主存容量为4096块，且以字编址，那么主存地址应该为_(7)_位，主存区号为_(8)_位。  （7）A.16 B.17   C.18  D.19  （8）A.5  B.6&#

65、160;  C.7   D.8  2006年（上） 高速缓存Cache与主存间采用全相联地址映像方式，高速缓存的容量为4MB，分为4块，每块1MB，主存容量为256MB。若主存读写时间为30ns，高速缓存的读写时间为3ns，平均读写时间为3.27ns，则该高速缓存的命中率为（3），若地址变换表如下所示，则主存地址为8888888H时，高速缓存地址为（4）H。  地址变换表  0 38H  1 88H  2 59H  3 67H   （3）A.90 B.95 C.97 D.99  （4）A.488888