2019-2020-1 20191315《信息安全专业导论》第九周学习总结

教材学习内容总结

第十章学习了操作系统是管理计算机资源的系统软件的一部分， 是人类用户、应用软件和系统硬件设备之间的协调者。批处理使用相同或相似资源的作业组织成批。分时技术为每个用户创建一个虚拟机，允许多个用户同时与计算机进行交换。操作系统必须管理内存，以控制和监管把进程载人主存中的什么位置。任何内存管理技术都必须定义联编设辑地址和物理地址的方法。有多种内存管理的策略。单块内存管理法除了操作系统外只允许一个程序驻留主存。分区法是把内存划分成几个分区，进程要载入这些分区。固定分区法中的分区个数是固定的，动态分区法则是根据载人的进程的需要决定的。页式内存管理法是把内存划分为帧，把程序划分为页。程序的页在内存中不必是连续的。请求分页法在任何时刻都只需要部分程序位于内存中。操作系统管理进程的生命状态，即程序在执行过程中要历经的阶段。进程控制块存储了每个进程的必要信息。CPU调度算法确定了下一个使用CPU的进程。(先到先服务的CPU调度给予最早达到的作业优先权。最短作业优先算法给运行时间最短的作业优先权。轮询算法让每个活动进程轮流使用CPU,每个进程得到一个小时间片。
第十一章学习了文件系统定义了组织二级存储设备的方式。文件是具有特殊内部结构的有名数据集合。文本文生足守符道，下进制文件具有转定的格式，共。有的有用有程有能通用文件名的文件扩展名可以从说明文件类型。操作系统具有可识别的文件类型的清单，以便能够用正确的应用程序打开它们，并且在图形化用户界面中显示正确的图标。文件扩展名可以与用户选择的任何应用程序关联在一起。对文件执行的操作包括创建文件、删除文件、打开文件和关闭文件。当然，还要能够读写文件。操作系统为实现这些文件操作提供了办法。在多用户系统中，操作系统还要提供文件保护机制，以确保只有授权的用户才能访问文件。目录用于组织磁盘上的文件，它们可以嵌套形成树形分层结构。路径名说明了特定文件或目录的位置，它们可以是绝对的，即从目录树的根开始，也可以是相对的，即从当前工作目录开始。磁盘调度算法决定了处理未解决的磁盘请求的顺序。先到先服务磁盘调度算法是顺序处理请求，不过这种方法效率不高。最短寻道时间优先调度算法更有效一些，但却会产生饿死现象。SCAN调度算法采用的策略与电梯采用的一样， 即从磁盘的端向另一端检索。

相关概念

第十章
1、计算机的操作系统把硬件和软件紧密地联系在一起，它是其他软件依附的基础，并允许我们编写与机器进行交互的程序。
2、软件的分类：应用软件和系统软件。应用软件是为了满足特定需要——解决现实世界中的问题而编写的；系统软件负责在基础层上管理计算机系统，它为创建和运行应用软件提供了工具和环境，它可以直接与硬件交互。
3、计算机的操作系统是软件的核心，操作系统负责管理计算机资源，其他系统软件则支持特定的目的
4、一台计算机通常只有一个活动的操作系统，载入ROM提供用户界面的过程被称之为引导计算机。引导可以由双引导和多引导，但无论怎样，计算机始终被一个操作系统所控制。
5、操作系统的中心思想是良好的共享。多个 并发执行的程序将共享主存。正在执行的程序都驻留在主存中。
6、操作系统的一些重点概念：
（1）内存管理：了解主存中载有多少程序以及它们的位置的动作。
（2）进程：程序执行过程中的动态表示法
（3）进程管理：了解活动进程的信息的动作
（4）内存管理和进程管理都需要CPU调度：确定主存中的哪个进程可以访问CPU以便执行的动作。
（5）作业：用户需要为执行程序所需的系统软件或其他资源提供一套单独的指令，程序和指令集合在一起称为作业
（6）分批：包含需要相同或相似资源的作业，这些作业将被载入内存，竞争CPU和其他共享资源的使用权。分批不需要用户和程序之间的交互。
（7）分时：分时系统允许多个用户同时与计算机进行交互。多道程序设计法允许同时有多个活动进程。分时系统最初由一台主机和一组连接到主机的哑终端构成。哑终端：一套显示器和键盘。哑终端可以遍布整个大楼，而主机则放置在专用的房间中，操作系统驻留在主机中，所有处理都在这里发生。
（8）登录进程：表示每个用户。
7、其他OS要素：操作系统要负责与各种bi各样的设备通信，这些通信是在设备驱动程序的协助下完成的，所谓设备驱动程序，就是了解特定设备接受和发布信息所希望采用的方式的小程序。操作系统的最后一个要素是需要支持实时系统的。
实时系统：应用程序的特性决定了响应时间至关总要的系统。
响应时间：收到信号和生成响应之间的延迟时间。
8、内存管理：操作系统需要对软件进行如下内容：一是跟踪一个程序驻留在内存的什么位置以及是如何驻留的。二是把逻辑程序地址转换成实际的内存地址。
9、逻辑地址：对一个存储值得引用，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
在编译程序时，对标识符的引用将被转化为逻辑地址。当程序最终载入内存时，每个逻辑地址将被转换成对应的物理地址。逻辑地址使得程序可以在内存中移动或者每次载入不同的位置。只要知道程序存储的位置，就可以确定任何逻辑地址对应的物理地址。
10、内存的管理方法：
单块内存管理：就只分成两个部分：操作系统和要执行的应用程序，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其实地址即可，这样的方式很简单，但是大大浪费了内存空间和CPU时间
分区内存管理：固定分区法：主存将被划分为特定数目的分区，这些分区的大小不一定要相同，但在操作系统初始引导时，它们的打小就固定了。作业将被载入空间足够容纳它的分区。OS具有一个地址表，存放了每个分区的起始地址和长度。
动态分区：将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。起始地址存储到基址寄存器中，分区的长度被存储到界限寄存器中。在动态分区中，连续的空白分区将会被合并成一个大的空白分区。
11、三种常用的分区选择法：
最先匹配：把第一个足够容纳程序的分区分配给它。
最佳匹配：把最小的能够容纳程序的分区分配给它。
最差匹配：把最大的能够容纳程序的分区分配给它。在动态分配中有用
页式内存管理法：其需要跟踪分配的内存，还要解析地址，但是消除了整个进程都必须作为连续整体载入内存，让进城大小无上限。
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
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
页式内存管理系统中的逻辑地址与区分系统中的一样，地址被换成两个值：页编号和偏移量。用页面大小除以逻辑地址的商是页编号，余数是偏移量。<页编号、偏移量>，要生成物理地址，首先要先查看PMT，用帧编号乘以帧大小，加上偏移量即可
分页的优点在干不必把进程存储在连续的内存空网电。这种分割进程的能力把为进程寻找一大块可用空阅的问题线花成了寻找足够多的小块内存。
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：把一个页面从二级存储设备载入内存，通常会使另一个页面从内存中删除
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：频繁的页面交换造成的低效处理
12、进程管理
进程状态：进入系统、准备执行、执行、等待资源、执行结束
注意准备就绪状态，进程没有任何执行障碍。可能有多个进程处于准备就绪或等待状态，但只有一个进程处于运行状态
在运行过程中，进程可能被操作系统中断，有可能为了另一个进程获得CPU资源，也可能是读取新引进的部分
13、进程控制块：操作系统管理进程信息使用的数据结构。
14、PCB存储的信息：
有关进程的各种信息
进程在其他所有CPU寄存器中的值
维护关于CPU调度的信息
核算信息，如账户、时间限制以及迄今为止使用的CPU时间
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
15、CPU调度：
非抢先调度：当前执行的进程自愿放弃了CPU时发生的调度
抢先调度：当操作系统决定照顾另一个进程而抢占了当前执行进程的CPU资源。
先到先服务和最短作业优先都是非抢先调度。就是字面意思
轮询法:就是规定了时间片，然后按照顺序轮回，一个项目结束，就自此终止，之后的轮回它不再参与。
周转周期：每个进程的周转周期是它的完成时间
第十一章
1、文件系统：主存是存放活动的程序和正在使用的数据的地方。
文件：数据的有名集合，用于组织二级存储设备
文件系统：操作系统为他管理的文件提供的逻辑视图
目录：文件的有名分组
有些文件的格式很严格，有些文件的格式比较灵活
可以把文件看做为序列、字节序列、行序列或记录序列
2、文本文件和二进制文件
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
有些信息有字符表示法，有时这种文件叫做源文件
文件类型：文本数据文件、音频文件、图像文件、字处理文档、程序员文件
文件名通常由点号分为两部分，即主文件名和文件扩展名。文件扩展名说明了文件的类型，告诉了你文件的打开方式。改变文件扩展名不会改变文件中的数据或它的内部格式。
3、文件操作：在操作系统协助下创建文件、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，删除文件，重命名文件，复制文件。
读文件：是指操作系统提交文件中从当前文件指针开始的数据的副本。发生读操作后，文件指针将被更新，写信息是指把数据存储到由当前文件指针所指向的位置，然后更新文件指针
删除文件：删除文件的内容，但不删除文件表中的管理条目
4、文件访问：文件的访问类型是在创建文件时设置的。
文件访问方法定义了重定位当前文件指针的方法，它们与存储文件的设备的物理限制无关
5、文件访问的两种方法
顺序文件访问：以线性的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
6、文件保护：文件保护设置有三类：即OWNER,GROUP,WORLD
OWNER可读写，GROUP可读，world不能读写
7、目录：目录中存放有文件名、文件类型、文件存储在硬盘上的地址以及文件的当前大小，此外目录中还存放文件的保护设置的信息，以及文件是何时创建的何时被最后修改的
一旦建立了目录文件，它就必须支持对目录文件的一般操作。
8、目录树：展示文件嵌套目录组织的结构
根目录：包含其他所有目录的最高目录，有点像树结构
9、工作目录：当前活动的子目录
10、路径：文件或字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，包含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。
使用相对路径时：有时需要返回上层目录，注意使用绝对路径不会遇到这种情况。..表示父目录
11、磁盘调度：决定先满足那个磁盘 I/O请求的操作

代码截图

模拟进程状态

教材学习过程中的问题及解决过程

• 问题一：磁盘调度法的理解
• 问题一的解决过程:
  

• 问题二：Windows系统下对于文件操作的一些指令
• 问题二的解决过程：
  

学习进度

学习了教材第十张照片第十一章和自习是门手艺。

参考资料

• 磁盘调度算法——FCFS、SSTF、SCAN、CSCAN
• Windows CMD命令大全