分类: 学校笔记

本文聚焦TCP/IP模型中承上启下的网络层，核心功能包括异构网络互联、路由选择（控制平面）与分组转发（数据平面）。引入SDN架构，强调其集中式管理与数据/控制平面分离的创新，以及南向/北向接口概念。路由算法方面，动态路由算法分距离向量（如RIP协议，基于跳数，适用小规模网络但存在“坏消息传得慢”缺陷）与链路状态两类；结合自治系统（AS）概念，区分域内路由协议（IGP，如OSPF）与域间路由协议（EGP，如BGP）。整体梳理网络层核心知识脉络，助力读者理解协议设计与网络运作机制。

虚拟内存基于局部性原理，通过多次性、对换性、虚拟性特征，解决了传统存储管理“一次性装入”“驻留性”导致的内存浪费问题。其实现以离散分配为基础，主要采用请求分页、请求分段等方式，依赖页表机制、缺页中断机构等硬件支持。页面置换算法（如LRU、CLOCK）旨在减少缺页率，分配策略包括固定/可变分配、全局/局部置换。页面调入分预调页和请求调页，需考虑对换区与文件区选择。频繁页面调度（抖动）需通过驻留集大于工作集缓解。内存映射文件则将文件映射至虚拟地址空间，由OS自动处理数据读写，支持进程共享。

内存管理核心功能包括空间分配回收、地址转换（逻辑到物理）、内存扩充（覆盖/交换技术）、共享与保护。进程内存映像含代码段（只读共享）、数据段、堆（高地址扩展）、栈（低地址扩展）等。链接分静态、装入时动态、运行时动态；装入分绝对、静态重定位（需一次性分配内存）、动态重定位（支持内存移动，需重定位寄存器）。连续分配有单一（单任务，利用率低）、固定分区（内部碎片）、动态分区（外部碎片，算法有首次/最佳/最坏适应）。非连续分配包括分页（页表映射，快表加速，两级页表解决页表过大）和分段（按逻辑段划分，二维地址），段页式结合两者优势。内存保护通过上下限寄存器或重定位+界地址寄存器实现。

本章系统讲解操作系统进程与线程管理核心内容：进程作为资源分配单位，具有动态性、并发性特征，包含运行、就绪、阻塞等状态及控制机制；线程作为CPU调度单位，分用户级与内核级实现，提升并发效率。CPU调度涵盖三级调度体系（作业/内存/进程调度），重点分析FCFS、SJF、优先级、RR及多级反馈队列算法。同步与互斥通过信号量机制解决，并深入生产者-消费者、读者-写者等经典同步问题。死锁部分阐述互斥、不剥夺、请求并持、循环等待四大条件，以及预防、避免（银行家算法）和检测策略。

本文概述了总线技术核心概念及8088最小组态应用。总线是微机数据传输通道，分地址（单向输出）、控制（双向）、数据（双向）三总线，功能是实现模块间数据传输。操作包括请求仲裁、寻址、传送、结束四阶段，同步方式分同步时序（固定时钟）和异步时序（应答）。周期关系为指令周期>总线周期>时钟周期。8088最小组态40引脚中，地址/数据复用（如AD0-AD7）、读写控制（RD*、WR*）、中断（INTR、INTA*）及总线请求（HOLD、HLDA）为关键信号，存储器与I/O读写时序差异体现在IO/M*电平，READY信号控制数据传输就绪。

8255A是可编程并行接口芯片，具有3个8位I/O口（A、B、C口），通过地址线A1A0选择端口（A口、B口、C口、控制口）。支持两种控制字：方式控制字（配置端口工作方式及输入/输出方向）和C口置位/复位控制字。工作方式包括方式0（基本I/O，用于无条件传送或查询）、方式1（选通I/O，支持查询和中断）及方式2（双向选通，仅A口适用）。常用于键盘、数码管、打印机等接口电路，通过初始化配置实现数据输入/输出、状态监测及联络控制，是微机系统中连接外设的关键接口芯片。

本文系统阐述了文件系统的核心概念与机制。文件是以磁盘为载体的信息集合，由文件名、数据、类型等组成，通过create、read等系统调用操作。文件目录通过FCB实现“以名存取”，结构包括单级、两级、树形及无环图，后者支持文件共享但需计数器防误删。索引节点（inode）分离文件名与描述信息，提升目录检索效率。文件逻辑结构分无结构（流式）和有结构（顺序、索引等），物理结构则采用连续分配（高效但碎片多）、链式分配（支持扩展但随机访问差）及索引分配（灵活需多级管理）。存储空间管理通过空闲表、链表或位视图法实现。文件共享分硬链接（基于inode）与软链接（符号链），保护机制包括口令、加密及访问控制列表（ACL）。最后，文件系统层次结构从用户接口到设备管理，虚拟文件系统（VFS）统一不同文件系统接口，挂载机制实现跨系统兼容。

本文系统概述了计算机I/O管理核心内容。I/O设备按使用特性（人机交互、存储、网络）、传输速率（低速、中速、高速）及交换单位（块设备支持随机读写，字节设备用中断驱动）分类；控制器通过寄存器实现命令识别、状态报告及数据交换。I/O控制方式从程序直接控制（CPU轮询）到中断驱动（并行工作）、DMA（直接内存访问，块传输）及通道控制（硬件执行通道程序），逐步降低CPU干预，提升效率。I/O软件分用户层（系统调用接口）、设备独立性软件（实现调度、保护、分配、缓冲）、驱动程序及中断处理。磁盘管理涵盖结构（柱面/盘面/扇区）、调度算法（如SCAN、C-SCAN优化寻道）及SSD特性（基于闪存，支持随机访问，需磨损均衡）。

8253是可编程定时/计数器，通过软硬结合实现定时计数，不占用CPU且可程控调节精度高。其内部含3个独立16位通道，每个通道可设6种工作方式。编程需先写控制字（选择通道、工作方式、计数方式及读写方式），再写计数初值（>255分两次）。6种工作方式中：方式0（计数结束中断，初始OUT低）、方式1（硬件触发单稳，负脉冲宽度可调）、方式2/3（连续负脉冲/方波，自动重装，分频应用）、方式4（软件触发选通单脉冲）、方式5（硬件触发选通单脉冲，自动重装）。例题涵盖控制字配置、定时波形生成及长延时设计，突出其在定时、分频、中断等场景的应用。