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文档简介
1、计算机导论知识点小结1、 计算机与一般计算工具的差别:存储器的大小、运算能力。2、 电子计算机是一种能按预先存储的程序,对数字形式出现的信息进行处理的电子装置。3、 世界第一台通用电子数字计算机ENIAC于1946年2月由莫克利和埃克特领导的科研小组建造。4、 冯.诺依曼型计算机(EDVAC)的特点:采用二进制、“程序存储”。5、 1936年图灵在“理想计算机”论文中提出了现代通用数字计算机的数学模型,1945年研制ACE计算机,1947年提出自动程序设计的思想,1950年发表论文“计算机能思考吗”。6、 计算机的发展以构成计算机硬件的逻辑元件为标志,大致经历了从电子管、晶体管、中小规模集成电
2、子路到大规模超大规模集电路计算机等四个发展阶段。【附】第五代计算机系统(FGCS:): 就是智能计算机系统,智能计算机由以下几个部分组成:知识库(KB:Knowledge Bank) 知识库计算机(KBM:Knowledge Bank Machine) 知识库管理系统(KBMS) 问题求解和推理机 智能接口系统 应用系统7、 微型计算机(1) 分代依据:微处理器的位数(2) 分代第一代字 长:4位-8位 地址总线:4-8条第二代字 长:8位 地址总线:16条第三代字 长:16位 地址总线:20-24条第四代字 长:16-32位 地址总线:24-32条第五代字 长: 64位 地址总线:32条8、
3、 计算机应用的发展趋势综合化、智能化;网络化、高速化、整体化、协同化;多样化、大众化;微小化、低能耗、低污染、缩微化、绿色化 ;商品化;集成化、 高效化9、 计算机的基本组成(1)硬件与软件硬件硬件系统:指由电子部件和机电装置组成的计算机实体。硬件的功能:接受计算机程序,并在程序的控制下完成数据输入、数据处理和输出结果等任务。软件软件系统:指为计算机工作服务的全部技术资料和各种程序。软件的功能:保证计算机硬件的功能得以充分发挥,并为用户提供一个宽松的工作环境。关系二者缺一不可,没有软件的计算机称为“裸机”裸机不能做任何工作。硬件是组成计算机的物质基础,软件则是其灵魂。(2)五大基本部分及其功能
4、运算器:负责数据的算术运算和逻辑运算即数据的加工处理。控制器:负责对程序规定的控制信息进行分析、控制并协调输入、输出操作或内存访问。存储器:实现记忆功能的部件用来存放计算程序及参与运算的各种数据。输入设备:实现计算程序和原始数据的输入。输出设备:实现计算结果的输出。【注】微机中CPU是指运算器和控制器(3)习惯上,常把输入、输出设备及外存储器等统称为外部设备(I/O设备),把运算器、控制器和存储器统称为计算机的主机。外部设备与主机之间的信息交换是通过外部设备接口(I/O接口)实现的,不同的外部设备有各自的I/O接口。10、计算机的基本工作原理(1)指令:能够被计算机识别的命令,是对计算机进行程
5、序控制的最小单位。 程序:是由完成某一特定任务的一组指令所组成。 机器指令:是要计算机执行某种操作的指令,它们全部由0和1这样的二进制编码组成,其操作通过硬件逻辑电路实现。(2)计算机的工作过程先编写出完成这一算题的计算程序;程序和数据送入计算机内存;控制器从存储器中取指令;控制器分析、执行指令,为取下一条指令做准备;取下一条指令,分析执行,如此重复操作,直至执行完程序中 的全部指令,便可获得最终结果。11、 计算机中常用进制数的表示12、 进位制数的相互转换(1) 十进制与二进制的转换十进制小数的转换(乘二取整):用2连续乘要转换的十进制数及各次所得之积的小数部分,直乘到积的小数部分为0时止
6、,则各次所得之积的整数部分即为所求二进制数由高位到低位的值。(2) 二进制数与八进制数的转换八进制转化为二进制将每位八进制数写成等值的3位二进制数二进制转化为八进制以小数点为界,整数部分从右到左分成3位一组,小数部分从左到右分成三位一组,头尾不足3位时补0,再将每组的3位二进制数写成一位八进制数(3) 二进制数与十六进制数的转换十六进制转化为二进制将每位十六进制数写成4位二进制数二进制转化为十六进制以小数点为界,整数部分从右到左分成4位一组,小数部分从左到右分成4位一组,头尾不足4位时补0,再将每组的4位二进制数写成一位十六进制数13、 二进制数的定点表示法例:计算机字长为8位 符号位1位 数
7、值位7位 能表示的定点整数0-27-1 定点小数0-(1-2-7)14、 二进制数的浮点表示法(1)数的表示方式(记阶表示法):通过阶码和尾数表示: N=2±E × (±S) E称为阶码,它是一个二进制正整数 ; E前的±为阶码的符号,称为阶符(Ef); S称为尾数,它是一个二进制正小数 ; S前的±为尾数的符号,称为尾符(Sf) ; “”是阶码E的底数。 (2) 浮点表示形式(以8位字长的计算机为例)15、 二进制数的原码、反码及补码表示(1) 机器数最高位为符号位: + 0 1(2) 原码、反码与补码【注】0的补码为全016、数据的编码表示
8、十进制编码 8421码与十进制数的转换每四位二进制码是一位十进制数17、 二进制数的四则运算(1) 加减法对应位相加减(2) 乘法 类似十进制乘法(3) 除法18、补码加减运算(1)运算公式x补+y补 =x+y补 xy补=x补y补(2)注意溢出情况,首位丢失19、逻辑运算(1)或运算规则: 运算符号:“”、“”、“”(2)与运算规则: 0 0 运算符号: “”、 “×”、“”、 “”(3)非(4)异或运算规则: 001 01 1 101 11 0运算符号: 20、计算机常识(1)计算机位数计算机中的位数指的是CPU一次能处理的最大位数即线路的程数。32位计算机的CPU一次最多能处理3
9、2位数据(2) 存储器RAM:随机存取存储器(random access memory)又称作“随机存储器”,是与CPU直接交换数据的内部存储器,也叫主存(内存)。它可以随时读写,而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。ROM:只读存储器(Read-Only Memory)的简称,是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。其特性是一旦储存资料就无法再将之改变或删除。通常用在不需经常变更资料的电子或电脑系统中,并且资料不会因为电源关闭而消失。(3) 协议TCP(Transmission Control Protocol 传输控制协议)是一种面向连接的、可靠的、
10、基于字节流的传输层通信协议,由IETF的RFC 793定义。在简化的计算机网络OSI模型中,它完成第四层传输层所指定的功能。网络之间互连的协议(IP)是Internet Protocol的外语缩写, 中文缩写为“网协”。网络之间互连的协议也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中,它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则,规定了计算机在因特网上进行通信时应当遵守的规则。任何厂家生产的计算机系统,只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。IP地址具有唯一性,根据用户性质的不同,可以分为5类。21、逻辑代数22、 软件(1) 软件的定义:软件是指为运行、维护、管理及应
11、用计算机所编制的所有程序及其文档资料的总和。(2) 特性: 软件是功能、性能相对完备的程序系统;软件是具有使用性能的软设备; 软件是信息商品;软件是一种只有过时而无“磨损”的商品。(3) 分类系统软件:软件制售商为释放硬件潜能、方便使用而配备的软件。例如OS、语言编译/解释系统、网络软件、数据库管理软件、各种服务程序、界面工具箱等支持计算机正常运作和“通用”的软件。应用软件:指解决某一应用领域问题的软件。例如财会软件、通信软件、科技计算软件、CAD/CAM软件等。23、 计算机系统的体系结构24、计算机系统的组成25、 程序设计的基本步骤(1)问题的描述(2)建立数学模型(3)算法设计(4)算
12、法的正确性证明(5)算法分析(6)算法的程序实现【注】算法评价(资源角度)时间复杂性指一个算法在计算机上运算所花费的时间空间复杂性指一个算法在计算机上运算所花费的空间26、 学习算法和数据结构的意义(1)对算法的研究主要包括两方面内容:一是如何设计算法,常用的算法设计方法有分治递归、贪心法、回溯法、动态规划、分支限界等;二是对给定算法,如何分析它的效率和性能。(2)数据的结构分为逻辑结构和物理结构逻辑结构反映数据成员之间的逻辑关系。物理结构反映数据成员在计算机内部的存储安排。27、 算法(1) 特征有穷性(Finiteness)确定性(Definiteness)有效性(Effectivenes
13、s)有0个或多个输入项至少有一个输出项(2)描述:自然语言描述、流程图描述、伪代码描述(3)结构:顺序结构、选择(分支)结构、循环结构(4)算法设计方法:递归技术、分治法、贪心算法、回溯法、动态规划法(5)求n!的算法28、 数据结构基础(1) 数据:一切能够输入到计算机中并被计算机程序处理的信息,包括文字、表格、图像等。(2) 分类数值数据:应用于科学计算的程序,它们的组织较为简单,如变量,数组,简单表等。关心的是计算速度与精度。非数值数据:应用于商业或管理的程序,它们组织较为复杂,关心的是按什么规则组织数据,使其占空间少,存取快,并有利于维护(增删、修改)(3) 基本概念数据类型:数据的定
14、义域。常见的数据类型有字符型、整数型、逻辑型、数组、集合、记录等。数据项(date item):是数据的最小单位。 数据元素(date element):是数据项的集合(或称记录)。 数据对象(data object):它是具有相同特性的数据元素的集合。 如整数数据对象的集合。结构(data structure):数据元素之间的相互关系。数据结构(data structure):它是带有结构的数据元素的集合。数据结构是数据组织形式,反应数据之间的关系,但不涉及数据的具体内容。(4) 数据的逻辑结构:指数据元素之间的逻辑关系,它与数据在计算机中的存储方式无关。线性结构。数据之间存在前后顺序关系,
15、除第一个元素和最后一个元素外,其他结点都有唯一一个前驱和一个后继结点(一对一关系)。包括数组、链表、栈和队列等。树形结构。数据之间存在顺序关系,除了一个根结点外,其他结点都有唯一一个前驱结点,且可以有多个后继结点(一对多关系)。网状结构。每个结点都可以有多个前驱和多个后继结点(多对多关系)。(5)数据的存储结构:指数据的逻辑结构到计算机存储器的映像。顺序存储结构将逻辑上相邻的数据元素存储在物理上相邻的存储单元里。它主要存储线性结构的数据。结点之间的关系由物理相邻关系决定,结点中只有信息域,所以存储密度大,空间利用率高。数据结构中第i个结点的存储地址可由以下公式求得LiL0(i-1)×
16、k插入、删除运算会引起相应结点的大量移动。链式存储结构打破了计算机存储单元的连续性,可以将逻辑上相邻的两个数据元素存放在物理上不相邻的存储单元中。结点中除数据外,还有表示链接信息的指针域,因此与顺序存储结构相比,占用更大的存储空间。逻辑上相邻结点物理上不一定相邻,可用于线性表、树、图等多种逻辑结构存储。插入、删除等操作灵活方便,不需要大量移动结点,只需修改结点的指针值即可。(6) 线性表基本操作:对元素的查找、插入和删除等数组它是n个类型相同的数据元素构成的序列,它们连续存储在计算机的存储器中,且数组中的每个元素占据相同的存储空间。对数组的描述通常包含下列5种属性:数组名称。声明数组第一个元素
17、在内存中的起始位址。维度。每一元素所含数据项的个数,如一维数组、二维数组等。数组下标。元素在数组中的储存位置。数组元素个数。是数组下标上限与数组下标下限的差+1。数组类型。声明此数组的类型,它决定数组元素在内存所占有的空间大小。对数组的常见操作包括插入、删除、排序、查找等。链表它是0个或多个称为结点的元素构成的序列,每个结点除了存储数据外还包含一个或多个称为指针的链接,指向链表中其他元素。优点:链表不需要事先分配任何存储空间,并且通过重新链接一些相关指针,使插入和删除操作效率非常高。栈栈结构定义:一种插入和删除操作都只能在尾端进行的线性表。允许插入和删除的一端,为变化的一端,称为栈顶(Top)
18、,另一端为固定的一端,称为栈底(Bottom)。特点:是一种后进先出(LIFO)的线性表,也就是说,栈的操作是按后进先出(LIFO:Last In First Out) 的原则进行的。栈的存储结构:顺序存储:占有一片连续的存储空间链式存储:也称为链栈,它是一种限制运算的链表,即规定链表中的插入和删除运算只能在链表开头进行。栈的基本运算:入栈( 在栈的顶部插入元素 )出栈(删除栈顶元素)外取栈顶位置上的元素置为一个空栈判定是否为空栈。 队列队列定义:仅允许在一端进行插入,另一端进行删除的线性表,称为队列(queue)。允许插入的一端称为队尾(rear),允许删除的一端称为队头队列的特点:先进先出
19、(FIFO)。队列的存储结构:顺序结构、链式结构队列的基本操作:入队列(在队列Q的队尾插入元素); 出队列(删除队列Q的队头元素); 取出队列Q的队头元素; 置队列Q为一个空队列; (7) 图(8) 树树有两个性质:树的边数=树的顶点数减1。树的任意两个顶点之间有且仅有一条通路。树和森林根树相关概念内部结点与叶子结点:除根结点外,有后继的结点称为内部结点 没有后继的结点称叶子结点(或树叶)父结点与子结点:某结点的上层结点称为它的父结点; 把其下层结点称为孩子结点 树的深度:从根结点算起的树的层次。树的高度:是从根到叶结点的最长路径的长度。有序树有序树:是一棵根树,树中每一顶点的所有子女都是有序
20、的。二叉树:有序树中所有顶点的子女个数都不超过两个的称为二叉树,并且每个子女不是父母的左子女就是父母的右子女。 29、 程序设计语言(1) 发展概述第一代语言也就是机器语言,是计算机唯一能直接接受的语言。机器语言的基本组成成分是硬件直接支持的二进制指令代码,也称二进制语言。第二代语言即汇编语言,它由指令助记符和相应的语法规则组成。ORG称为起始位置定位伪指令,用来设定下列程序的首地址;END称为汇编结束伪指令。特点:不能为计算机硬件直接识别与执行,需要通过汇编器将汇编语言“翻译”为机器语言程序才能被硬件执行。通常将汇编语言程序称为源程序,汇编后得到的机器语言程序称为目标程序。汇编语言和机器语言
21、都是面向机器编程的语言,称为低级程序设计语言。第三代语言即高级程序设计语言特点:用高级语言编写的源程序必须通过“翻译”生成机器语言程序,才能被计算机执行。一条高级语言指令的功能可能需要翻译成若干条机器代码来完成。翻译程序的工作方式有两种选择:解释程序或编译程序。第四代语言特点:非过程化;支持面向对象程序设计,大大降低开发难度;图形化、可视化,提供拖拉式生成代码段的功能,编程环境更加友好。面向过程: FORTRAN COBOL PASCAL C面向对象: C+ Java专用语言:HTML SQL(数据库查询语言)可视化编程语言:Visual Basic Visual BASIC.NET第五代语言
22、将是智能化语言面向人工智能:LISP语言 PROLOG(2) 面向对象程序设计概述:面向过程的程序中,程序划分成一个主模块和若干个子模块。 数据公用 数据与代码相互分离面向对象程序中,将数据以及处理这些数据的例程全部封装在一起形成一个类。基本概念对象、类、方法对象是相关数据和方法的结合体。各个对象既是独立的实体,又通过消息相互作用。类是同种对象的集合与抽象。类是一种抽象的数据类型,它是所有具有一定共性的对象的抽象。属于类的某一个对象则被称为是类的一个实例,是类的一次实例化的结果。方法是对数据的一种操作。对象、方法和消息“消息”是程序语句实现的一个命令。 对象间的联系通过消息来完成。 方法可以通
23、过外界发“消息”来激活。面向对象程序设计语言的特征:封装、继承、多态封装性:将数据和操作这些数据的方法代码组织到一起,即将数据和方法放在同一个对象中,可提高数据的安全性继承性:一个新类可以从现有的类中派生出来,新类具有父类中的所有特性,直接继承了父类的数据和方法多态性:一个接口能够做多种用途,而其特定的用途由其特定的环境所决定30、 数据库系统(1)基本概念数据库DB:相关信息或数据的有规则的集合。数据库管理系统DBMS:一种数据库管理软件,其职能是维护数据库,接受并完成用户程序或命令提出的对数据进行输入、编辑、排序、检索、合并和输出等操作请求。数据库系统DBS:由数据库、数据库管理系统和用户
24、组成。(2) 数据模型层次模型在层次型数据库中,数据模型采用树状结构来描述。在层次结构中,数据存放于结点,联系用链接指针实现。满足的条件:有一个记录类型没有父结点,其它记录类型有且只有一个父结点。优缺点:层次模型结构简单清晰;存取效率高;非层次结构的数据模型需要转换为层次结构;操作时必须通过父结点才能找到子结点;插入和删除操作不便。网状模型网状结构,允许一个以上结点无父结点且一个结点可以有多个父结点。优缺点:更为直接地描述现实世界;存取效率高;结构复杂,不易使用;操作时必须通过父结点才能找到子结点;插入和删除操作不便。关系模型在关系数据库系统中,关系模型由若干二维表格组成,数据及其之间的联系均
25、存放与这些二维表格中。每个表格用于描述一个实体,实体由若干数据项(称为属性)组成。实体之间的联系通过将不同实体的属性放在一起实现。利用同名属性,可将相关表中的数据连接起来。表中每一行是一个记录,在关系中称为元组;表中每一列是一个字段,在关系中称为属性。 基本概念:表:存储和管理数据的基本单元。它是一种格式化的二维数组。字段:二维表的每一列在关系中称为属性,每个属性都有一个属性名,属性值则是各个元组属性的取值。 字段类型:字段的数据类型及其长度。记录:是一组相关数据项的集合,用于描述一个对象在某方面的属性。主键:能够唯一确定表中的一条记录的一个或几个字段。外键:关系中某个属性或属性组合并非主键,
26、但却是另一个关系的主键,称此属性或属性组合为本关系的外部关键字。关系之间的联系是通过外部关键字实现的。索引:提供对数据项的快速访问。(3) 数据库语言数据定义语言DDL:用来定义数据库的数据模型数据操作语言:用来表达用户对数据库的操作请求。查询数据库中的信息向数据库插入新的信息从数据库中删除信息修改数据库中的信息SQL语言是一个通用型的、功能强大的关系数据库语言数据定义语句:数据库的定义由 CREATE TABLE、ALTER TABLE和DROP TABLE3种语句构成。数据库查询是数据库的核心操作。SQL语言提供了SELECT语句进行数据库查询数据更新语句的作用是在当前表中添加、删除和修改
27、记录。包括INSERT、DELETE和UPDATE三条语句。(4) 数据库设计设计步骤需求分析,数据库结构(包括概念结构、逻辑结构、物理结构)设计,应用程序设计,系统运行与维护常用数据库开发平台Access,SQL Server,Visual FoxPro,Power Builder,Oracle,Sybase(5) 数据库技术的发展发展简史人工管理阶段文件系统阶段关系数据库系统阶段数据库系统减少了数据冗余,实现了数据共享。关系数据库系统与文件系统相比的优点:数据是结构化的面向系统,减少了数据冗余可以用数据结构化查询语言对数据库中的数据进行操作发展趋势XML/RDBMS混合数据处理将在未来得到
28、快速的发展数据集成和数据仓库将向内容管理过渡基于Internet的自动化管理支持商业智能成重点数据库技术与多学科技术的有机结合31、 编译原理(1)概述编译程序是实现将源程序“翻译”为目标程序的系统软件,它由若干个程序组成,故又称为编译系统。翻译外文资料的大致过程:识别单词,语法分析,初译,加工(2)计算机编译源程序的过程词法分析:对源程序逐个字符地进行扫描,以识别出各个单词符号,并分别归类。语法分析:根据程序设计语言的语法规则,将词法分析器所提供的单词符号串构成一个语法分析树。语义分析:检查各句子的语法树。中间代码的生成:向目标代码过度的一种编码,其形式尽可能和机器的汇编语言相似,以便于下一
29、步的代码生成。代码优化:对中间代码程序做局部或全局优化,可使最后生成的目标代码程序运行更快,占用存储空间更小。目标代码生成:由代码生成器生成目标机器的目标代码程序,并完成数据分段、选定寄存器等工作,然后生成机器可执行的代码。(3)词法分析高级语言的单词属性的类型: 基本字(保留字) 标识符(如变量名、数组名、过程名等) 常数 运算符 + - * / > < = and or 等 界符 , 。 ;()等词法分析器在识别出一个单词符号后,便以一种二元式的形式输出,其格式如下:(单词种别,单词自身的值)常用识别方法:状态转换图分析法; 状态矩阵分析法; 确定有限状态自动机分析法;【附】状
30、态图是一张有限方向图,结点代表状态,有一个是初态,至少要有一个终态(用双圈表示)状态之间用箭弧连接。箭弧上的标记代表可能出现的输入字符。 (4) 语法分析依据一定算法,实现语法分析的程序,称作语法分析器常见语法分析的方法: 递归子程序分析法;算符优先分析法基本原理:就是基于对程序设计语言中所有运算符号之间的优先级别比较,完成对表达式的语法分析的。 要求:构造一张算符优先表,并建立两个工作栈和一个符号寄存器。【附】算符优先分析法若该单词是操作数则将它压入操作数栈中。 若该单词是运算符,则将它与运算符栈栈顶运算符的优先级进行比较:若当前运算符>栈顶运算符,则将其压入运算符栈; 若当前运算符&
31、lt;栈顶运算符,则弹出栈顶运算符和操作数栈中的相应操作数,完成其运算,并把计算结果压入操作数栈中; 若当前运算符=栈顶运算符,则弹出运算符栈的栈顶符号,并读入下一单词,什么计算也不进行。反复执行上述过程,直至句末符“#”,操作数栈中只剩下一个结果值,表明分析正确。否则出错。(5) 中间代码生成三元式四元式表示: (OP ARG1 ARG2 RESULT ) (运算符 第一运算项 第二运算项 运算结果) 例:对于K=(I+J)*K可翻译成: + I J T1 * T1 K T2 = T2 K四元式与三元式的相似与区别相似:排列顺序和实际计算顺序相同区别:四元式之间的联系是通过临时变量实现的,较
32、三元式易于改变,有利于后一阶段的代码优化操作。 32、 操作系统(1) 概述操作系统:是由程序和数据结构组成的大型系统软件,它负责计算机的全部软硬件资源的分配、调度与管理,控制各类程序的正常执行,并为用户使用计算机提供良好的环境从用户角度看:操作系统可以看成是计算机的硬件扩充人机交互方式来看:操作系统是用户与机器的接口管理者角度看:操作系统也是管理资源的程序扩充(2) 分类批处理操作系统:用户布置任务后,直到运行结束无法干涉(单道批处理系统、多道批处理系统)分时操作系统实时操作系统网络操作系统分布式操作系统(3) 网络操作系统网络操作系统是通过通信设施将物理上分散的具有自治功能的多个计算机系统
33、相互联起来,实现信息交换、资源共享、可互操作和协作处理的系统。示例:Netware、Windows NT。网络软件配置:网络通信协议、网址(IP地址或域名地址)网络硬件配置:服务器、配置了网卡的工作站、路由器、交换机、HUB等。(4) 分布式操作系统通过通信网络将物理上分布的具有自治功能的计算机系统互连起来,实现信息交换和资源共享、协作完成任务分布式系统网络系统协议没有制定标准一系列协议操作系统数量一个/或将多个操作系统统一管理独立的多个透明性系统对用户透明用户要了解细节联系程度逻辑上紧偶合系统松偶合(5) 操作系统的功能处理器管理实现多道程序运行下对处理器的分配和调度,使一个处理器为多个程序
34、交替服务,最大限度地提高CPU的利用率存储管理指对计算机的主存储器进行管理,包括:主存的分配与回收,主存的保护,主存的扩充设备管理指对计算机的各类外部设备(输入设备、输出设备及外存储器)的管理,具体包括设备的分配与回收、启动外设工作、进行故障处理等。为提高设备的利用率,采用了“虚拟设备”技术;为使用户能高效方便地利用设备,采用了“屏蔽”技术。文件管理文件管理的主要任务是面向用户实现按名(即文件名)存取,支持对文件的存取、检索、插入、修改和删除;解决文件的共享、保护和保密等问题。作业管理(进程管理)作业管理一般包括:向用户提供实现作业的手段;按一定的策略实现作业调度。(6)操作系统的特性程序的并
35、发执行资源共享虚拟技术(7)进程的状态及死锁状态就绪状态:该进程已获得除CPU之外的所有资源。 执行状态:正在CPU上执行的进程 。 阻塞状态:需等待除CPU之外其他资源进程的死锁操作系统的基本特征是:实现多道程序的并发执行和计算机系统资源的共享。两个或两个以上的进程因请求资源得不到满足而无休止地相互等待,使这些进程都不能继续推进,这一现象称为进程的死锁。产生死锁的原因:系统资源不足;进程推进程序不合理解除死锁的措施:资源剥夺;撤销进程(8)文件管理相关概念文件的定义:文件是一个在逻辑上具有完整意义的一组相关信息有序集合文件系统:是指操作系统中专门负责存取和管理外存储器上文件信息的那部分软件的
36、集合。文件目录文件的属性: 文件名:文件名. 扩展名 文件类型 文件属性 文件操作【注】文件属性文件大小占用空间文件建立或修改的日期与时间所有者信息重要的属性有: 只读:文件只能读,不能修改或删除 隐藏:在一般的情况下不显示 存档:任何一个新创建或修改的文件都有存档属性。文件的结构逻辑结构:分为记录式和流式。物理结构:分为顺序结构、链式结构和索引结构。具有顺序结构的物理文件称为连续文件,具有链式结构的物理文件称为链接文件或串联文件,具有索引结构的文件称为索引文件。文件目录文件目录(file directory)为每个文件设立一个表目。最简单的文件目录表目至少要包含文件名、物理地址、文件结构信息
37、和存取控制信息等,以建立起文件名与物理地址的对应关系,实现按名存取文件。 常用的文件目录结构:单级目录结构;二级目录结构;多级目录结构 单级目录结构是一张线性表。二级目录结构是由一个主目录及其管辖下的若干子目录组成。主目录登录了各用户名及其所属文件目录的指针,子目录则是各用户的文件目录,它由各用户文件的文件控制块组成。从数据结构看,二级目录结构是一个树形结构,它由根(主目录)、结点(用户文件目录)和叶(用户文件)组成。多级目录结构是由主目录、用户目录及其不同领域的文件分目录组成。文件名文件组成:文件名:由一个单一的字母和数字集合,标示一个文件,通常描述了文件的内容。扩展名:描述文件的内容。文件
38、名和扩展名间用 隔开。通配符*:用于替代一组字符?:用于替代一个字符文件的共享、保密和保护在计算机系统中,文件作为软件资源,有的可供事先规定的多个用户公用,称为文件的共享。只允许核准的用户使用而不准其它用户窃用的文件,称为文件的保密。不论什么文件,系统必须确保其安全,以防止硬件的偶然故障或人为地破坏所引起的文件信息的丢失,称为文件的保护。实现文件保密的方法:存取控制矩阵;口令;密码 文件系统的主要功能为用户提供建立、存取、修改、删除及转储文件的手段实现对文件存储空间的组织和分配实现按名存取文件,并解决文件的共享、保密和保护等问题【附】文件系统的组成文件命令解释模块文件目录管理模块存期控制模块磁
39、盘空间管理模块结构映像模块文件传输模块设备驱动模块33、软件工程(1)软件生存周期定义:软件从定义、开发、使用和维护直到废弃所经历的时期组成:问题定义可行性研究需求分析软件设计软件维护(2) 软件开发模型瀑布模型瀑布模型遵循软件生存期的划分,明确规定每个阶段的任务,各个阶段的工作按顺序展开,恰如奔流不息拾级而下的瀑布。 特点: 阶段间具有顺序性和依赖性 推迟实现的观点 质量保证的观点优点: 可强迫开发人员采用规范的方法; 严格地规定了每个阶段必须提交的文档; 要求每个阶段交出的所有产品都必须经过质量保证小组的仔细验证缺点: 瀑布模型是由文档驱动的 由于瀑布模型几乎完全依赖于书面的规格说明,很可
40、能导致最终开发出的软件产品不能真正满足用户的需要。快速原型快速原型是快速建立起来的可以在计算机上运行的程序,它所能完成的功能往往是最终产品能完成功能的一个子集。主要优点:快速原型模型是不带反馈环的软件产品的开发基本上是线性顺序进行的。主要原因:原型系统已经通过与用户交互而得到验证,据此产生的规格说明文档正确地描述了用户需求;开发人员通过建立原型系统已经学到了许多东西,因此,在设计和编码阶段发生错误的可能性也比较小,这自然减少了在后续阶段需要改正前面阶段所犯错误的可能性。软件重用模型这种开发模型旨在开发具有各种一般性功能的软件模块,将它们组成软件重用库,这些模块设计时考虑其适应各种界面的接口规格
41、,可供软件开发时利用。优点是减少软件生产中的重复开发,避免软件开发人员的大量重复劳动,提高开发效率,缩短开发周期,降低开发成本。软件重用库的模块不仅要便于选择使用,而且还应具有允许扩充、积累其成分的性能。 螺旋模型螺旋模型把软件开发过程安排为逐步细化的螺旋周期序列,每经历一个周期,系统就细化和完善一些。螺旋模型把软件过程描绘为“计划风险分析原型用户评审”周而复始的四种活动,将其称为一个螺旋周期。每一个周期又可细化为若干任务。这种模型对大型新产品特别有效。 34、计算机网络(1)定义利用通信线路连接起来的相互独立的计算机集合计算机网络至少由网络设备、通信线路及网络软件等三部分组成。(2)网络设备
42、客户机:为网上用户服务的计算机,可以单独使用或联网使用。服务器:它为客户提供服务的计算机,具有较高的运算速度和较大的存储容量,存放了大量的软件资源供客户机共享 。网络互连设备:实现各个网段之间的连接。网卡:可完成网络通信所需的各种功能 ,把计算机的数据通过网络送出,为计算机收集进入的数据。 【附】网络互联设备调制解调器功能:是计算机与电话线之间进行信号转换的装置调制:把数字信号转换成模拟信号解调:将模拟信号复原成数字信号中继器功能:也称为重发器。属于网络物理层互联设备,用于清除噪声,放大整型信号,增大网段以延长网络距离。集线器定义:是多端口的中继器,是实现数据存储和转发的设备,它工作于OSI协
43、议的数据链路层,能识别数据链路层的不同的数据格式,并能进行互相转换。功能:减少网络堵塞、提供不同类别局域网之间连接能力、实现高速通信。交换机定义:交换式集线器,是实现数据包转发的网络互连设备,转发的速度很快,属于数据链路层互联设备。功能:每一对相互通信的工作站能像独占通信媒体那样,进行无冲突地传输数据,通信完后断开连接。特点:在网络传输密集的场合,交换机的效率要远高于Hub。网桥定义:是一种在数据链路层实现互联的存储转发设备。功能:一个网段与另一个网段之间建立连接的桥梁,网桥根据数据帧源和目标的物理地址决定是否对数据帧进行转发。特点:隔离网段、调整网络的负载、提高整个网络传输性能的作用。路由器
44、定义:用于连接多个逻辑上分开的网络,路由器有自己的操作系统,运行各种网络层协议,用于实现网络层的功能。功能:实现路径选择、数据转换和数据过滤的网络互连设备,可以连接两个独立的网络。特点:路由器的异构网互联能力、拥塞控制能力和网段的隔离能力等都要强于网桥,并且路由器能够隔离广播信息。网关定义:网关实现的网络互联发生在网络层之上,它是网络层以上的互联设备的总称。分类:面向连接网关:虚拟电路网络互联无连接网关:数据包网络互联;应用:可用一台微机作为网关,也可以在服务器中兼有网关功能。在TCP/IP网络中,网关有时所指的就是路由器。(3) 通信线路有线介质:同轴电缆,双绞线,光缆无线介质(4) 网络软
45、件网络通信协议:计算机通信双方在通信时必须遵循的一组规范。网络操作系统:是网络用户与计算机网络之间的接口。它负责管理网上的所有硬件和软件资源,使它们能协调一致地工作。网络应用软件:根据网络用户的需要,用开发工具开发出来的网络应用软件。(5) 分类网络的作用范围分类 局域网LAN广域网WAN城域网MAN网络的拓扑结构分类总线型结构星型结构(目前最流行的一种网络结构)环型结构网络型结构【附】Internet作用范围局域网定义:小区域内的计算机及各种通信设备互连在一起的计算机网络特点:组网便利、传输距离比较短、传输效率高。广域网定义:很大距离(几百千米至几千千米,甚至全球)范围内的计算机网络 特点:
46、传输距离很远、传输效率低。城域网定义:指一个城市范围内计算机网络 ,其覆盖范围在广域网与局域网之间。 (6)网络中数据传输的基本原理信号的形式数字信号定义:以电脉冲的有无(或电平的高低)来表示数据的1和0。特点:抗干扰能力较强、设备费用较低,但传输距离较短。模拟信号定义:以连续变化的正电压或负电压来表示数据1和0。特点:传输距离较远,并可通过多路复用技术提高带宽,但容易受到噪声和电磁波的干扰。信号的传输方式基带传输和宽带传输基带传输:直接将电脉冲表示的数字信号在传输介质上传送。宽带传输:基带信号对载波进行调制后,再在传输介质上进行传递单工、半双工和全双工传输单工传输:信号只能沿信道的一个固定方
47、向传输。半双工传输:信号可以在不同时刻沿信道的两个方向传输。全双工传输:信号可以同时沿两个信道在相反方向传输。异步和同步传输串行异步传输:要传送的数据被包装成一帖信息。串行同步传输:要传送的数据以字符或以数据块为单位,在同步信号的驱动下,由发送端发向接收端。数据传输速率:传输介质上每秒传输的二进制位数。(bps)(7)国际互联网Internet介绍Internet定义:是国际计算机分组交换网络的缩写,简称国际互联网,它采用网络协议TCP/IP,将世界范围的区域性网络都互连起来。如何识别网上计算机IP地址定义:连接到Internet上的每台计算机拥有的唯一的地址。构成:由32位二进制数组成,分为
48、4段,每段8位,中间用圆点隔开,一般用“点分十进制”记录法。分类:IP地址分为A类到E类等五类。每类IP地址由网络号和主机号两部分构成。其中,网络号标识某个网络,主机号标识在该网络上的一个特定的主机。所有IP地址由一个中心授权组织分配,其最高管理机构叫网络信息中心NIC,负责向提出地址请求的组织分配网络地址,然后各组织再在本地网络内部对地址的主机号部分进行本地分配。IP地址的管理模式是层次型的、分散式的。域名定义:用于方便识别和定位Internet上计算机的层次结构式字符标识, 域名必须向域名管理机构申请。 域名解析服务:一个域名唯一对应于一个IP地址的,它们之间的转换工作称为域名解析,域名解
49、析需要由专门的域名解析服务器来完成。域名结构:至少两个部分组成,各个部分之间用英文句点“.”分隔。 第一级域名:或称高层域名,代表主机所在的国家和地区,用2个字母缩写来表示,可省略。第二级域名:或称类型名,反映主机所在单位的性质。第三级域名:或称单位名,表示主机所属域或单位。第四级域名:或称主机名,网络管理员根据需要自行定义第一级域名及含义第二级域名及含义Internet上信息是怎样传输的网上计算机之间的通信是由网络通信协议实现的,即OSI网络分层模型。Internet上的标准协议是TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/网间协议)注意:TCP_IP 是由一组协议组成,称为协议簇TCP和 IP 协议是其中最重要的两个协议【附】网络层ARP协议:完成IP地址到物理地址的转换。RARP协议:完成物理地址到IP的转换。ICMP协议:发送信息,并报告数据包的传送错误。传输层TCP协议:将要发送的文本分成若干个小数据包,加上特定信息,发送出去。在接收端,该协议将各个小数据包拼装起来还原为一个文本。(不能丢包)UDP协议:提供数据包的传递服务。应用层DNS:实现域名和IP地址之间转换所用的协议。(域名解析)FTP:
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