計算機網路基礎 作業系統

現代計算機系統是由乙個或者多個處理器，主存，磁碟，印表機，鍵盤，滑鼠顯示器，網路介面以及各種其他輸入

輸出裝置組成的複雜系統，每位程式設計師不可能掌握所有系統實現的細節，並且管理優化這些部件是一件挑戰性極強
的工作。所以，我們需要為計算機安裝一層軟體，成為作業系統，任務就是使用者程式提供乙個簡單清晰的計算機模
型，並管理以上所有裝置。
定義也就有了：作業系統是乙個用來協調、管理和控制計算機硬體和軟體資源的系統程式，它位於硬體和應用程式之間。
作業系統的核心的定義：作業系統的核心是乙個管理和控制程式，負責管理計算機的所有物理資源，其中包括：檔案系
統、記憶體管理、裝置管理和程序管理。

2.2 真空管與穿孔卡片（無作業系統）

過程：

萬能程式設計師們將對應於程式和資料的已穿孔的紙帶（或卡片）裝入輸入機，然後啟動輸入機把程式和資料輸入計算機
記憶體，接著通過控制台開關啟動程式針對資料執行；計算完畢，印表機輸出計算結果；使用者取走結果並卸下紙帶（或
卡片）後，才讓下乙個使用者上機。
注意點：
1 程式設計師需要在牆上的計時錶上預約時間 
2 同一時刻只有乙個程式在記憶體中被cpu呼叫執行（序列的）
優缺點：
優點：程式設計師在申請的時間段內獨享整個資源，即時的除錯自己的程式，如果有bug可以當場處理，
缺點：這對於計算機提供商來說是一種浪費（你買一台電腦4000塊，那 一年中你用365比只用1天，肯定是省成本的，
物盡其用）
2.3 電晶體和批處理系統
一代計算機的問題：

人機互動太多了（輸入--->計算--->輸出  輸入--->計算--->輸出 輸入--->計算--->輸出 ）
解決辦法：
把一堆人的輸入攢成一大波輸入，然後順序計算（這是有問題的，但是第二代計算沒有解決）再把計算結果攢成
一大波輸出，這就是批處理系統
作業系統前身：
在收集了大約乙個小時的批量作業之後，這些卡片被讀入磁帶，然後磁帶被送到機房裡並裝到磁帶上。然後磁帶被送到
機房裡並裝到磁帶機上。隨後，操作員裝入乙個特殊的程式（此乃現代作業系統的前身），它負責從磁帶上讀入第乙個
作業（job，乙個或一組程式）並執行，其輸出寫到第二個磁帶上，而且不列印。每個作業結束後，作業系統自動的從
磁帶上讀入下乙個作業並且執行。當一整批的作業全部結束後，操作員去下輸入和輸出磁帶，講輸入磁帶換成下一批作
業，並且把輸出磁帶拿到一台1041機器上進行離線（不與主計算機聯機）列印
優點：批處理
缺點： 1 圖的中間還有倆小人  2 仍然是順序計算
2.4 積體電路晶元和多道程式設計
針對二代計算機的兩個主要問題

開發出spooling技術：
卡片被拿到機房後能夠很快的將作業從卡片讀入磁碟，於是任何時刻當乙個作業結束時，作業系統就能將乙個作業從磁
帶讀出，裝進空出啦的記憶體區域執行，這種技術叫做同時的外部裝置聯機操作：spooling該技術同時用於輸出。當採
用了這種技術後，就不在需要ibm1401機了，也不必將磁帶搬來搬去了（中間倆小人失業了），強化了作業系統的功能
開發出多道程式設計，用於解決順序執行的問題：
在7094機上（程式執行的機器），若當前作業因等待磁帶或等待其他io操作而暫停，cpu就處於休閒狀態直至io操作
完成，對於cpu密集的科學計算，io操作少，浪費時間不明顯，對於商業資料處理，io等待能到達80%～90%，所以必
須解決cpu浪費的現象。
解決方案：將記憶體分為幾個部分，每一部分存放不同的作業，如圖1-5所示。當乙個作業等待io完成時，另乙個作業可以
使用cpu，記憶體中放足夠的作業，則cpu的利用率能接近100%
此時的第三代計算機適合大型科學計算和繁忙的商務資料處理，但，本質上其仍是乙個批處理系統。
雖然解決了諸如以上問題，但多個作業必須在全部執行結束後，才能得到結果，從乙個作業的提交到運算結果取回往往
長達數小時。
想象乙個場景：a君 b君 c君 三個程式設計師同時在除錯程式，一旦a君寫錯乙個逗號，那麼可能需要半天的時間才能看到結
果，因為b君c君的結果也同時運算出來了。時間必然要長。一言以蔽之：大家一起存作業，大家一起去資料（磁帶）
許多程式設計師懷念第一代獨享的計算機，可以即時除錯自己的程式。為了滿足程式設計師們很快可以得到響應，出現了分時作業系統
分時作業系統：多個聯機終端+多道技術
20個客戶端同時載入到記憶體，有17在思考，3個在執行，cpu就採用多道的方式處理記憶體中的這3個程式，由於客戶提交的一般
都是簡短的指令而且很少有耗時長的，索引計算機能夠為許多使用者提供快速的互動式服務，所有的使用者都以為自己獨享了計
算機資源
2.5 個人計算機

隨著大規模積體電路的發展，每平方厘公尺的矽片晶元上可以整合數千個電晶體，個人計算機的時代就此到來。
				
作業系統以及計算機網路
作業系統以及計算機網路 一 作業系統 第一代計算機 1940 1955 真空管和穿孔卡片 特點 沒有作業系統的概念 所有的程式設計都是直接操控硬體 工作過程 程式設計師在牆上的機時表預約一段時間，然後程式設計師拿著他的外掛程式版到機房裡，將自己的外掛程式板街道計算機裡，這幾個小時內他獨享整個計算機資...
				
作業系統及計算機網路
1.程序的有哪幾種狀態，狀態轉換圖，及導致轉換的事件。2.程序與執行緒的區別。3.程序通訊的幾種方式。4.執行緒同步幾種方式。一定要會寫生產者 消費者問題，完全消化理解 5.執行緒的實現方式.也就是使用者執行緒與核心執行緒的區別 6.使用者態和核心態的區別。7.使用者棧和核心棧的區別。8.記憶體池 ...
				
計算機網路概述 計算機網路基礎
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