前言

計算機網路、計算機作業系統這兩個“兄弟”是所有開發崗位都需要“結拜”的，不管你是 Java、C++還是測驗，對于后端開發的童鞋來說，計算機網路的重要性不亞于語言基礎，畢竟平時開發經常會和網路打交道，比如：抓個包等等，所以對這一塊知識點的準備還是要抱著敬畏之心，不要放過任何一個漏網之題，下面來看看華為工程師分享的計算機網路與作業系統吧：

作業系統概述

注：本章內容較長，請大家耐心看到最后，絕對有識訓，文末后這兩份《計算機作業系統》與《計算機網路協議》PDF的獲取方式，如果這篇文章對大家有幫助的話，也別忘記了，一鍵三連哦，你的支持就是我最大的創作鼓勵，

作業系統

現代計算機系統由一個或多個處理器、主存、列印機、鍵盤、滑鼠、顯示幕、網路介面以及各種輸入/輸出設備構成，

計算機硬體簡介

作業系統與運行作業系統的內核硬體關系密切，作業系統擴展了計算機指令集并管理計算機的資源，因此，作業系統因此必須足夠了解硬體的運行，這里我們先簡要介紹一下現代計算機中的計算機硬體，

行程和執行緒

行程.

作業系統中最核心的概念就是行程，行程是對正在運行中的程式的一個抽象，作業系統的其他所有內容都是圍繞著行程展開的，行程是作業系統提供的最古老也是最重要的概念之一，即使可以使用的CPU只有一個，它們也支持(偽) 并發操作，它們會將一個單獨的CPU抽象為多個虛擬機的CPU，可以說:沒有行程的抽象，現代作業系統將不復存在，

行程模型

在行程模型中，所有計算機上運行的軟體，通常也包括作業系統，被組織為若干順序行程簡稱為行程， 一個行程就是一個正在執行的程式的實體，行程也包括程式計數器、暫存器和變數的當前值，從概念上來說，每個行程都有各自的虛擬CPU,但是實際情況是CPU會在各個行程之間進行來回切換，

執行緒

在傳統的作業系統中，每個行程都有一個地址空間和一個控制執行緒，事實上，這是大部分行程的定義，不過，在許多情況下，經常存在同一地址空間中運行多個控制執行緒的情形，這些執行緒就像是分離得行程，下面我們就著重探討一下什么是執行緒

多執行緒解決方案

調度

當一個計算機是多道程式設計系統時，會頻繁的有很多行程或者執行緒來同時競爭CPU時間片，當兩個或兩個以上的行程/執行緒處于就緒狀態時，就會發生這種情況，如果只有一個CPU可用，那么必須選擇接下來哪個行程/執行緒可以運行，作業系統中有一個叫做調度程式的角色存在，它就是做這件事兒的，該程式使用的演算法叫做調度演算法

盡管有一些不同，但許多適用于行程調度的處理方法同樣也適用于執行緒調度，當內核管理執行緒的時候,調度通常會以執行緒級別發生，很少或者根本不會考慮執行緒屬于哪個行程，下面我們會 首先專注于行程和執行緒的調度問題，然后會明確的介紹執行緒調度以及它產生的問題，

調度演算法的目標

為了設計調度演算法，有必要考慮一下什么是好的調度演算法，有一些目標取決于環境(批處理、 互動式或者實時)但大部分是適用于所有情況的，下面是一些需要考量的因素，我們會在下面一起討論，

記憶體

一種存盤器抽象:地址空間

把物理記憶體暴露給行程會有幾個主要的缺點:第-個問題是，如果用戶程式可以尋址記憶體的每個位元組,它們就可以很容易的破壞作業系統,從而使系統停止運行(除非使用 IBM 360那種lock-and-key模式或者特殊的硬體進行保護)，即使在只有一個用戶行程運行的情況下，這個問題也存在，第二點是，這種模型想要運行多個程式是很困難的(如果只有一個CPU那就是順序執行)，在個人計算機上，一般會打開很多應用程式，比如輸入法、電子郵件、瀏覽器，這些行程在不同時刻會有一個行程正在運行，其他應用程式可以通過滑鼠來喚醒，在系統中沒有物理記憶體的情況下很難實作，

頁表

軟體TLB管理

直到現在，我們假設每臺電腦都有可以被硬體識別的頁表，外加一個TLB，在這個設計中，TLB管理和處理TLB錯誤完全由硬體來完成，僅僅當頁面不在記憶體中時，才會發生作業系統的陷入，

在以前，我們上面的假設通常是正確的，但是，許多現代的RISC 機器，包括SPARC、MIPS 和HPPA,幾乎所有的頁面管理都是在軟體中完成的，

檔案系統

檔案命名

檔案是一種抽象機制，它提供了-種方式用來存盤資訊以及在后面進行讀取，可能任何- -種機制最重要的特性就是管理物件的命名方式，在創建一個檔案后， 它會給檔案一個命名， 當行程終止時，檔案會繼續存在，并且其他行程可以使用名稱訪問該檔案，

檔案命名規則對于不同的作業系統來說是不一樣的，但是所有現代作業系統都允許使用1 - 8個字母的字串作為合法檔案名，

某些檔案區分大小寫字母，而大多數則不區分，UNIX 屬于第一類;歷史悠久的MS-DOS 屬于第二類(順便說一句，盡管MS-DOS歷史悠久，但MS-DOS仍在嵌入式系統中非常廣泛地使用，因此它絕不是過時的) ;因此，UNIX 系統會有三種不同的命名檔案: maria 、Maria 、MARIA ， 在MS-DOS，所有這些命名都屬于相同的檔案，

檔案型別

很多作業系統支持多種檔案型別，例如，UNIX (同樣包括OS X)和Windows都具有常規的檔案和目錄，除此之外，UNIX 還具有字符特殊檔案 和塊特殊檔案，常規檔案是包含有用戶資訊的檔案，用戶一般使用的檔案大都是常規檔案，常規檔案一般包括可執行檔案、文本檔案、影像檔案，從常規檔案讀取資料或將資料寫入時，內核會根據檔案系統的規則執行操作，是寫入可能被延遲，記錄日志或者接受其他操作，

字符特殊檔案和輸入/輸出有關，用于串行I/O類設備，如終端、列印機、網路等，塊特殊檔案用于磁盤類設備，我們主要討論的是常規檔案，

目錄

檔案系統通常提供目錄或者檔案夾用于記錄檔案的位置， 在很多系統中目錄本身也是檔案，下面我們會討論關于檔案，他們的組織形式、屬性和可以對檔案進行的操作，

一級目錄系統

目錄系統最簡單的形式是有一個能夠包含所有檔案的目錄，這種目錄被稱為根目錄，由于根目錄的唯一性,所以其名稱并不重要，在最早期的個人計算機中，這種系統很常見，部分原因是因為只有一個用戶，下面是一個單層目錄系統的例子

檔案系統布局

檔案的實作

鏈表分配

I/O

中斷處理程式

錯誤處理

磁盤在制造的程序中可能會有瑕疵，如果瑕疵比較小，比如只有幾位,那么使用壞扇區并且每次只是讓ECC糾正錯誤是可行的，如果瑕疵較大，那么錯誤就不可能被掩蓋，

一般壞塊有兩種處理辦法，一種是在控制器中進行處理; 一種是在作業系統層面進行處理，

這兩種方法經常替換使用，比如一個具有30個資料扇區和兩個備用扇區的磁盤，其中扇區4是有瑕疵的，

死鎖

資源

大部分的死鎖都和資源有關，在行程對設備、檔案具有獨占性(排他性)時會產生死鎖，我們把這類需要排他性使用的物件稱為資源，資源主要分為可搶占資源和不可搶占資源

可搶占資源和不可搶占資源

死鎖檢測和恢復

第二種技術是死鎖的檢測和恢復，這種解決方式不會嘗試去阻止死鎖的出現，相反，這種解決方案會希望死鎖盡可能的出現，在監測到死鎖出現后，對其進行恢復，下面我們就來探討一下死鎖的檢測和恢復的幾種方式

破壞死鎖

計算機網路

注：筆記檔案知識點過多，若要全部展示出來比較困難，以下以部分截圖的方式展示給大家作為參考學習，大家一鍵三連之后【見下圖即可獲取】這兩份檔案，有需要的朋友可以自取

HTTP常見面試題

HTTP基本概念

HTTP與HTTPS

IP全家桶

IP基本認識

IP在TCP/IP參考模型中處于第三層，也就是網路層，

網路層的主要作用是:實作主機與主機之間的通信，也叫點對點通信，

TCP三次握手和四次揮手面試題

TCP基本認識

我們先來看看TCP頭的格式，標注顏色的表示與本文關聯比較大的欄位,其他欄位不做詳細闡述，

TCP三次握手程序和狀態變遷

TCP是面向連接的協議，所以使用TCP前必須先建立連接，而建立連接是通過三次握手來進行的，

TCP四次揮手程序和狀態變遷

天下沒有不散的宴席，對于TCP連接也是這樣，TCP 斷開連接是通過四次揮手方式，

雙方都可以主動斷開連接，斷開連接后主機中的「資源」將被釋放，

針對TCP應該如何Socket編程?

圖解TCP重傳、滑動視窗、流量控制、擁塞控制

超時重傳

重傳機制的其中一個方式,就是在發送資料時，設定一個定時器， 當超過指定的時間后，沒有收到對方的ACK 」確認應答報文,就會重發該資料，也就是我們常說的超時重傳，

流量控制

「看得見」TCP

解密TCP三次握手和四次揮手

既然學會了tcpdump和Wireshark兩大網路分析利器，那我們快馬加鞭，接下用它倆抓取和分析HTTP協議網路包，并理解TCP三次握手和四次揮手的作業原理，

TCP快速建立連接

客戶端在向服務端發起HTTP GET請求時，一個完整的互動程序，需要2.5個RTT的時延，

由于第三次握手是可以攜帶資料的，這時如果在第三次握手發起HTTP GET請求,需要2個RTT的時延，

但是在下一次(不是同個TCP連接的下一次)發起HTTP GET請求時，經歷的RTT也是一樣，如下圖:

零視窗通知與視窗探測

假設接收方處理資料的速度跟不上接收資料的速度,快取就會被占滿，從而導致接收視窗為0,當發送方接收到零視窗通知時，就會停止發送資料，

由于筆記涉及到的知識點與內容極多，就不一一展示給大家了，這份《計算機網路作業系統》《圖解網路》需要完整版筆記的朋友，可以一鍵三連之后，【見下圖】來獲取！！

當然，單單有檔案看是遠遠不夠的，還有視頻和相匹配的課件進行學習提升，努力把計算機網路這一塊兒給搞明白，相信一定會有不凡的人生！！

TCP/IP/網路IO學習視頻

TCP/IP網路協議

網路IO

華為鴻蒙作業系統學習視頻

還有課件分享

IO課件

TCP/IP課件

TCP/IP/IO網路通信視頻和課件獲取，一鍵三連之后【見下圖】獲取！

好了，今天就分享到這里了，希望大家能夠好好學習，把計算機網路這一塊兒給提升上來，也希望本文能夠得到大家的喜歡！！

標籤：Java

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