应届秋招生，熬夜吃透华为架构师这份‘典藏级’计算机网络+计算机操作系统，成功上岸腾讯

前言

计算机网络、计算机操作系统这两个“兄弟”是所有开发岗位都需要“结拜”的，不管你是 Java、C++还是测试。对于后端开发的童鞋来说，计算机网络的重要性不亚于语言基础，毕竟平时开发经常会和网络打交道，比如：抓个包等等。所以对这一块知识点的准备还是要抱着敬畏之心，不要放过任何一个漏网之题。下面来看看华为工程师分享的计算机网络与操作系统吧：

 

操作系统概述

 

注：本章内容较长，请大家耐心看到最后。绝对有收获，文末后这两份《计算机操作系统》与《计算机网络协议》PDF的获取方式，如果这篇文章对大家有帮助的话，也别忘记了，一键三连哦，你的支持就是我最大的创作鼓励。

操作系统

现代计算机系统由一个或多个处理器、主存、打印机、键盘、鼠标、显示器、网络接口以及各种输入/输出设备构成。

计算机硬件简介

操作系统与运行操作系统的内核硬件关系密切。操作系统扩展了计算机指令集并管理计算机的资源。因此，操作系统因此必须足够了解硬件的运行，这里我们先简要介绍一下现代计算机中的计算机硬件。

 

进程和线程

 

进程.

操作系统中最核心的概念就是进程，进程是对正在运行中的程序的一个抽象。操作系统的其他所有内容都是围绕着进程展开的。进程是操作系统提供的最古老也是最重要的概念之一。即使可以使用的CPU只有一个，它们也支持(伪) 并发操作。它们会将一个单独的CPU抽象为多个虚拟机的CPU。可以说:没有进程的抽象，现代操作系统将不复存在。

 

进程模型

在进程模型中，所有计算机上运行的软件，通常也包括操作系统，被组织为若干顺序进程简称为进程。 一个进程就是一个正在执行的程序的实例，进程也包括程序计数器、寄存器和变量的当前值。从概念上来说，每个进程都有各自的虚拟CPU,但是实际情况是CPU会在各个进程之间进行来回切换。

 

线程

在传统的操作系统中，每个进程都有一个地址空间和一个控制线程。事实上，这是大部分进程的定义。不过，在许多情况下，经常存在同一地址空间中运行多个控制线程的情形，这些线程就像是分离得进程。下面我们就着重探讨一下什么是线程

多线程解决方案

 

调度

当一个计算机是多道程序设计系统时，会频繁的有很多进程或者线程来同时竞争CPU时间片。当两个或两个以上的进程/线程处于就绪状态时，就会发生这种情况。如果只有一个CPU可用，那么必须选择接下来哪个进程/线程可以运行。操作系统中有一个叫做调度程序的角色存在，它就是做这件事儿的，该程序使用的算法叫做调度算法

尽管有一些不同，但许多适用于进程调度的处理方法同样也适用于线程调度。当内核管理线程的时候,调度通常会以线程级别发生，很少或者根本不会考虑线程属于哪个进程。下面我们会 首先专注于进程和线程的调度问题，然后会明确的介绍线程调度以及它产生的问题。

调度算法的目标

为了设计调度算法，有必要考虑一下什么是好的调度算法。有一些目标取决于环境(批处理、 交互式或者实时)但大部分是适用于所有情况的，下面是一些需要考量的因素，我们会在下面一起讨论。

 

内存

 

 

一种存储器抽象:地址空间

把物理内存暴露给进程会有几个主要的缺点:第-个问题是，如果用户程序可以寻址内存的每个字节,它们就可以很容易的破坏操作系统,从而使系统停止运行(除非使用 IBM 360那种lock-and-key模式或者特殊的硬件进行保护)。即使在只有一个用户进程运行的情况下，这个问题也存在。第二点是，这种模型想要运行多个程序是很困难的(如果只有一个CPU那就是顺序执行)。在个人计算机上，一般会打开很多应用程序，比如输入法、电子邮件、浏览器，这些进程在不同时刻会有一个进程正在运行，其他应用程序可以通过鼠标来唤醒。在系统中没有物理内存的情况下很难实现。

页表

 

 

软件TLB管理

直到现在，我们假设每台电脑都有可以被硬件识别的页表，外加一个TLB。在这个设计中，TLB管理和处理TLB错误完全由硬件来完成。仅仅当页面不在内存中时，才会发生操作系统的陷入。

在以前，我们上面的假设通常是正确的。但是，许多现代的RISC 机器，包括SPARC、MIPS 和HPPA,几乎所有的页面管理都是在软件中完成的。

 

文件系统

 

 

文件命名

文件是一种抽象机制，它提供了-种方式用来存储信息以及在后面进行读取。可能任何- -种机制最重要的特性就是管理对象的命名方式。在创建一个文件后， 它会给文件一个命名。 当进程终止时，文件会继续存在，并且其他进程可以使用名称访问该文件。

文件命名规则对于不同的操作系统来说是不一样的，但是所有现代操作系统都允许使用1 - 8个字母的字符串作为合法文件名。

某些文件区分大小写字母，而大多数则不区分。UNIX 属于第一类;历史悠久的MS-DOS 属于第二类(顺便说一句，尽管MS-DOS历史悠久，但MS-DOS仍在嵌入式系统中非常广泛地使用，因此它绝不是过时的) ;因此，UNIX 系统会有三种不同的命名文件: maria 、Maria 、MARIA 。 在MS-DOS，所有这些命名都属于相同的文件。

 

 

文件类型

很多操作系统支持多种文件类型。例如，UNIX (同样包括OS X)和Windows都具有常规的文件和目录。除此之外，UNIX 还具有字符特殊文件 和块特殊文件。常规文件是包含有用户信息的文件。用户一般使用的文件大都是常规文件，常规文件一般包括可执行文件、文本文件、图像文件，从常规文件读取数据或将数据写入时，内核会根据文件系统的规则执行操作，是写入可能被延迟，记录日志或者接受其他操作。

字符特殊文件和输入/输出有关，用于串行I/O类设备，如终端、打印机、网络等。块特殊文件用于磁盘类设备。我们主要讨论的是常规文件。

 

 

目录

文件系统通常提供目录或者文件夹用于记录文件的位置， 在很多系统中目录本身也是文件，下面我们会讨论关于文件，他们的组织形式、属性和可以对文件进行的操作。

一级目录系统

目录系统最简单的形式是有一个能够包含所有文件的目录。这种目录被称为根目录，由于根目录的唯一性,所以其名称并不重要。在最早期的个人计算机中，这种系统很常见，部分原因是因为只有一个用户。下面是一个单层目录系统的例子

 

文件系统布局

 

 

 

文件的实现

 

链表分配

 

I/O

 

 

中断处理程序

 

 

错误处理

磁盘在制造的过程中可能会有瑕疵，如果瑕疵比较小，比如只有几位,那么使用坏扇区并且每次只是让ECC纠正错误是可行的，如果瑕疵较大，那么错误就不可能被掩盖。

一般坏块有两种处理办法，一种是在控制器中进行处理; 一种是在操作系统层面进行处理。

这两种方法经常替换使用，比如一个具有30个数据扇区和两个备用扇区的磁盘，其中扇区4是有瑕疵的。

 

 

死锁

 

 

资源

大部分的死锁都和资源有关，在进程对设备、文件具有独占性(排他性)时会产生死锁。我们把这类需要排他性使用的对象称为资源。资源主要分为可抢占资源和不可抢占资源

可抢占资源和不可抢占资源

 

死锁检测和恢复

第二种技术是死锁的检测和恢复。这种解决方式不会尝试去阻止死锁的出现。相反，这种解决方案会希望死锁尽可能的出现，在监测到死锁出现后，对其进行恢复。下面我们就来探讨一下死锁的检测和恢复的几种方式

 

破坏死锁

 

计算机网络

注：笔记文档知识点过多，若要全部展示出来比较困难，以下以部分截图的方式展示给大家作为参考学习，大家一键三连之后【见下图即可获取】这两份文档，有需要的朋友可以自取

HTTP常见面试题

 

HTTP基本概念

 

HTTP与HTTPS

 

 

IP全家桶

 

 

IP基本认识

IP在TCP/IP参考模型中处于第三层，也就是网络层。

网络层的主要作用是:实现主机与主机之间的通信，也叫点对点通信。

 

 

TCP三次握手和四次挥手面试题

TCP基本认识

我们先来看看TCP头的格式，标注颜色的表示与本文关联比较大的字段,其他字段不做详细阐述。

 

 

 

TCP三次握手过程和状态变迁

TCP是面向连接的协议，所以使用TCP前必须先建立连接，而建立连接是通过三次握手来进行的。

 

 

TCP四次挥手过程和状态变迁

天下没有不散的宴席，对于TCP连接也是这样，TCP 断开连接是通过四次挥手方式。

双方都可以主动断开连接，断开连接后主机中的「资源」将被释放。

 

针对TCP应该如何Socket编程?

 

 

 

图解TCP重传、滑动窗口、流量控制、拥塞控制

 

 

超时重传

重传机制的其中一个方式,就是在发送数据时，设定一个定时器， 当超过指定的时间后，没有收到对方的ACK 」确认应答报文,就会重发该数据，也就是我们常说的超时重传。

 

流量控制

 

 

 

「看得见」TCP

 

 

解密TCP三次握手和四次挥手

既然学会了tcpdump和Wireshark两大网络分析利器，那我们快马加鞭，接下用它俩抓取和分析HTTP协议网络包，并理解TCP三次握手和四次挥手的工作原理。

 

 

TCP快速建立连接

客户端在向服务端发起HTTP GET请求时，一个完整的交互过程，需要2.5个RTT的时延。

由于第三次握手是可以携带数据的，这时如果在第三次握手发起HTTP GET请求,需要2个RTT的时延。

但是在下一次(不是同个TCP连接的下一次)发起HTTP GET请求时，经历的RTT也是一样，如下图:

 

 

零窗口通知与窗口探测

假设接收方处理数据的速度跟不上接收数据的速度,缓存就会被占满，从而导致接收窗口为0,当发送方接收到零窗口通知时，就会停止发送数据。

 

由于笔记涉及到的知识点与内容极多，就不一一展示给大家了，这份《计算机网络操作系统》《图解网络》需要完整版笔记的朋友，可以一键三连之后，【见下图】来获取！！

当然，单单有文档看是远远不够的，还有视频和相匹配的课件进行学习提升，努力把计算机网络这一块儿给搞明白，相信一定会有不凡的人生！！

TCP/IP/网络IO学习视频

TCP/IP网络协议

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还有课件分享

IO课件

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好了，今天就分享到这里了，希望大家能够好好学习，把计算机网络这一块儿给提升上来，也希望本文能够得到大家的喜欢！！