計算機操做系統及網絡通訊

1.    爲什麼要有操做系統？

　　操做系統就是一個協調、管理和控制計算機資源和軟件資源的控制程序

　　電腦是由硬件和軟件組成的，缺了任何同樣都沒法運行。咱們對電腦進行操做，都是利用操做系統來完成。最初的電腦沒有操做系統，人們經過各類操做按鈕來控制計算機，後來出現了彙編語言，並將它的編譯器內置到電腦中，操做人員經過有孔的紙帶將程序輸入電　　　　      腦進行編譯。這些將語言內置的電腦只能由操做人員本身編寫程序來運行，不利於設備、程序的共用。爲了解決這種問題，就出現了操做系統，這樣就很好實現了程序的共用，以及對計算機硬件資源的管理，令人們能夠從更高層次對電腦進行操做，而不用關心其底層　　  的運做。 操做系統是現代電腦必不可少的系統軟件，是電腦的靈魂所在。現代的電腦都是經過操做系統來解釋人們的命令，從而達到控制電腦的目的。幾乎全部的應用程序也是基於操做系統的。

 

2.    操做系統的位置

　　windows中操做系統位於操做系統的主分區C盤

　　Linux中操做系統位於/boot下

　　操做系統位於計算機硬件與應用軟件之間，本質也是一個軟件。操做系統由操做系統的內核（運行於內核態，管理硬件資源）以及系統調用（運行於用戶態，爲應用程序員寫的應用程序提供系統調用接口）兩部分組成，因此，單純的說操做系統是運行於內核態的，是　　     不許確的。

 

3.    操做系統的功能

　　操做系統的兩大部分：

　　內核：工做在內核態，直接控制操做硬件

　　系統調用接口：工做在用戶態，應用程序經過調用接口請求控制基層硬件

　　操做系統的功能主要體如今對計算機資源――微處理器、存儲器、外部設備、文件和做業五大計算機資源的管理，操做系統將這種管理功能分別設置成相應的程序管理模塊，每一個管理模塊分管必定的功能。即操做系統的五大功能。

　　操做系統的微處理器管理功能、內存管理功能、外部設備管理功能、文件管理功能和進程管理功能簡稱操做系統的五大功能。這五大功能是較完整的操做系統的共性。

 

4.    操做系統的發展

　　第一代計算機（1940-1955）：真空管和穿孔卡片   彙編語言編程二進制，無操做系統，直接控制硬件，程序有問題可自行調試程序。

　　缺點：單人使用制

　　第二代計算機（1955~1965）：晶體管和批處理系統

　　優勢：批處理，節省了機時

　　缺點：

　　1.整個流程須要人蔘與控制，將磁帶搬來搬去（中間倆小人）

　　2.計算的過程仍然是順序計算-》串行

　　3.程序員原來獨享一段時間的計算機，如今必須被統一規劃到一批做業中，等待結果和從新調試的過程都須要等同批次的其餘程序都運做完才能夠（這極大的影響了程序的開發效率，沒法及時調試程序）

　　第三代計算機（1965~1980）：集成電路芯片和多道程序設計

　　分時操做系統：

　　多個聯機終端+多道技術

　　20個客戶端同時加載到內存，有17在思考，3個在運行，cpu就採用多道的方式處理內存中的這3個程序，因爲客戶提交的通常都是簡短的指令並且不多有耗時長的，索引計算機可以爲許多用戶提供快速的交互式服務，全部的用戶都覺得本身獨享了計算機資源

　　第四代計算機（1980~至今）：我的計算機

 

5.    多道技術

多路複用有兩種實現方式

　　1.時間上的複用

　　當一個資源在時間上覆用時，不一樣的程序或用戶輪流使用它，第一個程序獲取該資源使用結束後，在輪到第二個。。。第三個。。。

　　例如：只有一個cpu，多個程序須要在該cpu上運行，操做系統先把cpu分給第一個程序，在這個程序運行的足夠長的時間（時間長短由操做系統的算法說了算）或者遇到了I/O阻塞，操做系統則把cpu分配給下一個程序，以此類推，直到第一個程序從新被分配到了cpu　　　　　　 　　     而後再次運行，因爲cpu的切換速度很快，給用戶的感受就是這些程序是同時運行的，或者說是併發的，或者說是僞並行的。至於資源如何實現時間複用，或者說誰應該是下一個要運行的程序，以及一個任務須要運行多長時間，這些都是操做系統的工做。

　　2.空間上的複用

      每一個客戶都獲取了一個大的資源中的一小部分資源，從而減小了排隊等待資源的時間。

　　例如：多個運行的程序同時進入內存，硬件層面提供保護機制來確保各自的內存是分割開的，且由操做系統控制，這比一個程序獨佔內存一個一個排隊進入內存效率要高的多。

　　有關空間複用的其餘資源還有磁盤，在許多系統中，一個磁盤同時爲許多用戶保存文件。分配磁盤空間而且記錄誰正在使用哪一個磁盤塊是操做系統資源管理的典型任務。

 

6.    什麼是互聯網協議

　　互聯網協議（IP）特指爲實如今一個相互鏈接的網絡系統上從一個源到一個目的地傳輸比特數據包（互聯網數據包）所提供必要功能的協議。其中並無增長端到端數據可靠性機制、流量控制機制、排序機制或者其它在端到端協議常見的功能機制。互聯網協議可在其　　     支持的網絡上提供相應服務，實現多種類型和品質的服務

    互聯網協議的功能：定義計算機如何接入internet，以及接入internet的計算機通訊的標準。

7.       Osi七層協議

 

 Tcp/ip 協議

 

 

　　1.物理層：

　　主要是基於電器特性發送高低電壓(電信號)，高電壓對應數字1，低電壓對應數字0

　　基於網線，無線電波

　　2.數據鏈路層：

　　有了mac地址，同一網絡內的兩臺主機就能夠通訊了

　　早期的時候各個公司都有本身的分組方式，後來造成了統一的標準，即以太網協議ethernet

　　ethernet規定

　　一組電信號構成一個數據包，叫作‘幀’

　　每一數據幀分紅：報頭head和數據data兩部分

　　head包含：(固定18個字節)

　　發送者／源地址，6個字節

　　接收者／目標地址，6個字節

　　數據類型，6個字節

　　data包含：(最短46字節，最長1500字節)

　　數據包的具體內容

　　head長度＋data長度＝最短64字節，最長1518字節，超過最大限制就分片發送

　　3.網絡層：

　　這層對端到端的包傳輸進行定義，它定義了可以標識全部結點的邏輯地址，還定義了路由實現的方式和學習的方式。爲了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質，網絡層還定義瞭如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例：IP,IPX等。

　　4.傳輸層：

　　網絡層的ip幫咱們區分子網，以太網層的mac幫咱們找到主機，而後你們使用的都是應用程序，你的電腦上可能同時開啓qq，暴風影音，等多個應用程序，

　　那麼咱們經過ip和mac找到了一臺特定的主機，如何標識這臺主機上的應用程序，答案就是端口，端口即應用程序與網卡關聯的編號。

　　傳輸層功能：創建端口到端口的通訊

　　補充：端口範圍0-65535，0-1023爲系統佔用端口

　　tcp協議：

　　可靠傳輸，TCP數據包沒有長度限制，理論上能夠無限長，可是爲了保證網絡的效率，一般TCP數據包的長度不會超過IP數據包的長度，以確保單個TCP數據包沒必要再分割。

　　5.應用層：

　　應用層由來：用戶使用的都是應用程序，均工做於應用層，互聯網是開發的，你們均可以開發本身的應用程序，數據多種多樣，必須規定好數據的組織形式 

　　應用層功能：規定應用程序的數據格式。

 

8.    用戶上網流程：

　　客戶端打開瀏覽器，想要訪問百度，在地址欄輸入了網址：www.baidu.com

　　在本地的DNS服務器訪問，基於udp協議，本地訪問不到時訪問國外服務器（速度慢）

　　通過多個網關的轉發，百度的服務器收到了這四個以太網數據包。

　　根據IP標頭的序號，百度將四個包拼起來，取出完整的TCP數據包，而後讀出裏面的」HTTP請求」，接着作出」HTTP響應」，再用TCP協議發回來。

　　本機收到HTTP響應之後，就能夠將網頁顯示出來，完成一次網絡通訊。