第一章 计算机基础知识 

一、硬件知识

1、计算机系统的组成包括硬件系统和软件系统

硬件系统分为三种典型结构：

(1)单总线结构 (2)、双总线结构 (3)、采用通道的大型系统结构

中央处理器CPU包含运算器和控制器。

2、指令系统

指令由操作码和地址码组成。

3、存储系统分为 主存—辅存层次 和主存—Cache层次

Cache作为主存局部区域的副本，用来存放当前最活跃的程序和数据。

计算机中数据的表示

Cache的基本结构：Cache由存储体、地址映像和替换机构组成。

4、通道是一种通过执行通道程序管理I/O操作的控制器，它使CPU与I/O操作达到更高的并行度。

5、总线从功能上看，系统总线分为地址总线（AB）、数据总线(DB)、控制总线（CB）。

6、磁盘容量记计算

非格式化容量=面数*(磁道数/面)*内圆周长*最大位密度

格式化容量=面数*(磁道数/面)*（扇区数/道）*（字节数/扇区）

7、数据的表示方法

原码和反码

[+0]原=000…00 [-0]原=100...00 [+0]反=000…00 [-0]反=111…11

正数的原码=正数的补码=正数的反码

负数的反码：符号位不变，其余位变反。

负数的补码：符号位不变，其余位变反，最低位加1。

二、操作系统

操作系统定义：用以控制和管理系统资源，方便用户使用计算机的程序的集合。

功能：是计算机系统的资源管理者。

特性：并行性、共享性

分类:多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统。

进程：是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。

进程分为三种状态：运行状态（Running）、就绪状态(Ready)、等待状态(Blocked)。

作业分为三种状态：提交状态、后备运行、完成状态。

产生死锁的必要条件：

(1)、互斥条件：一个资源一次只能被一个进程所使用；

(2)、不可抢占条件：一个资源仅能被占有它的进程所释放，而不能被别的进程强行抢占；

(3)、部分分配条件：一个进程已占有了分给它的资源，但仍然要求其它资源；

(4)、循环等待条件：在系统中存在一个由若干进程形成的环形请求链，其中的每一个进程均占有若干种资源中的某一种，同时每一个进程还要求（链上）下一个进程所占有的资源。

死锁的预防：1、预先静态分配法 2、有序资源使用法 3、银行家算法

虚拟存储器：是指一种实际上并不以物理形式存在的虚假的存储器。

页架：把主存划分成相同大小的存储块。

页：把用户的逻辑地址空间（虚拟地址空间）划分成若干个与页架大小相同的部分，每部分称为页。

页面置换算法有：1、最佳置换算法OPT 2、先进先出置换算法FIFO 3、最近最少使用置换算法LRU 4、最近未使用置换算法NUR

虚拟设备技术：通过共享设备来模拟独占型设备的动作，使独占型设备成为共享设备，从而提高设备利用率和系统的效率。

SPOOL系统：实现虚拟设备技术的硬件和软件系统，又Spooling系统，假脱机系统。

作业调度算法：

1、 先来先服务调度算法FIFO：按照作业到达系统或进程进入就绪队列的先后次序来选择。

2、 优先级调度算法：按照进程的优先级大小来调度，使高优先级进程得到优先处理的调度策略。

3、 最高响应比优先调度算法：每个作业都有一个优先数，该优先数不但是要求的服务时间的函数，而且是该作业为得到服务所花费的等待时间的函数。

以上三种都是非抢占的调度策略。