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原创 文件的目录

文件控制块(FCB)是文件目录的基本组成单元,记录了文件名、物理地址等关键信息,实现"按名存取"。文件目录分为单级、两级、多级和无环图结构,各有优缺点。单级目录简单但效率低,多级目录支持重名和共享但复杂度高。为提升效率,可将FCB"瘦身"为仅保留文件名和索引节点指针,减少磁盘访问次数。索引节点分为磁盘和内存两种形式,内存索引节点还包含文件状态等额外信息。文件操作如搜索、创建、删除等均通过目录项实现,共享文件通过引用计数机制管理。

2025-09-13 14:51:55 2110

原创 文件的逻辑结构

摘要:文件逻辑结构分为无结构和有结构两类。无结构文件(如.txt)是二进制或字符流,无需讨论其逻辑结构。有结构文件(记录式文件)由相似记录组成,可分为定长和变长记录。有结构文件按逻辑结构分为顺序文件、索引文件和索引顺序文件。顺序文件记录按顺序排列,索引文件通过索引表加快检索,索引顺序文件结合两者思想,一组记录对应一个索引项。多级索引可提高检索效率。

2025-09-09 18:11:30 479

原创 文件的相关概念

摘要:文件是操作系统管理的基本单位,具有文件名、标识符、类型等属性。文件分为无结构的流式文件和有结构的记录式文件。操作系统以磁盘块为单位分配存储空间,并进行逻辑地址到物理地址的转换。文件管理功能包括基本操作组合、共享和保护机制,通过权限控制实现多用户安全访问。存储方式可采用连续或离散分配策略。(149字)

2025-09-09 17:28:14 568

原创 操作系统——文件

本文介绍了Linux系统中"一切都是文件"的核心设计理念,重点阐述了七种文件类型及其应用:1)普通文件(-)存储数据;2)目录文件(d)管理文件位置;3)符号链接文件(l)实现快捷访问;4)块设备文件(b)处理存储设备;5)字符设备文件(c)处理字符流设备;6)套接字文件(s)实现网络通信;7)管道文件(p)进行进程间通信。这种统一文件接口的设计带来了接口统一、易于扩展、操作灵活和安全性高等优势,是Linux系统的重要特征。文中还通过具体示例说明了各类文件的实际应用场景和操作命令。

2025-09-07 17:10:46 996

原创 操作系统的运行机制

操作系统运行机制基于内核管理硬件和软件资源,采用事件驱动方式为用户程序提供运行环境。程序运行过程是CPU执行机器指令的序列,分为应用程序和内核程序。内核程序使用特权指令,而应用程序只能执行非特权指令。CPU通过PSW寄存器区分用户态和内核态,用户态到内核态转换由中断触发,内核态到用户态则通过修改PSW实现。内核态拥有更高权限,可执行特权指令,而用户态受限仅能运行非特权指令。

2025-09-07 11:21:05 601

原创 操作系统基本概念.1

[摘要] 中断是操作系统夺回CPU控制权的关键机制,分为内中断(异常)和外中断。内中断包括陷阱(主动请求)、故障(可修复错误)和终止(致命错误);外中断来自外部设备。系统调用是应用程序请求内核服务的接口,通过陷入指令触发内中断,实现用户态到内核态的切换。所有共享资源操作都必须通过系统调用由内核处理,确保系统安全稳定。中断处理程序和系统调用处理都在内核态执行,这是操作系统管理资源的核心机制。

2025-09-06 14:28:14 912

原创 操作系统的体系结构

本文摘要: 操作系统内核分为宏内核和微内核两种体系结构。宏内核将核心功能都置于内核态,资源利用率高;微内核则将非核心功能移到用户态,通过消息传递机制实现服务交互。微内核虽性能稍逊,但具有灵活性高、易扩展、可靠性强、安全性好、便于维护等优势,特别适合分布式系统和移植需求。两种架构的关键区别在于功能模块所处状态(内核态/用户态)及其交互方式,状态切换会带来性能开销。

2025-09-06 13:21:57 678

原创 操作系统——操作系统的定义和功能.1

摘要:操作系统是管理计算机硬件与软件资源的系统软件,主要功能包括资源管理、提供用户接口和扩展硬件能力。其核心特征为并发(多程序交替执行)和共享(资源供多进程使用),以及虚拟化(逻辑资源映射)和异步性(进程执行不可预测)。操作系统通过命令接口(联机/脱机)、程序接口(系统调用)和GUI为用户提供服务,采用封装思想隐藏硬件复杂性。关键技术涉及空分复用(空间资源分配)和时分复用(时间片轮转),实现资源高效利用。

2025-09-05 12:44:07 2153

原创 TCP实现线程池竞争任务

该代码实现了一个基于线程池的TCP服务器-客户端通信系统。服务器端采用多线程处理并发连接,使用任务队列管理客户端请求,支持多线程并发处理,每个线程从任务池中获取连接进行处理,将客户端发送的字符串转换为大写后返回。客户端可连接服务器并发送消息,输入"quit"退出。服务器端实现了线程安全的任务池管理,包括初始化、任务添加/获取、资源释放等功能;客户端实现了基本的连接、消息发送和接收功能。系统采用8000端口进行通信,支持本地回环地址(127.0.0.1)的连接测试。

2025-09-01 21:55:53 867 1

原创 UDP服务器和客户端

UDP服务器是一种无连接的网络服务程序,使用UDP协议进行通信。与TCP的电话式连接不同,UDP采用"明信片"模式:客户端直接发送独立数据包,服务器被动接收并选择性回复,无需建立连接。UDP服务器具有无连接、不可靠但高效的特点,适合DNS查询、音视频流、在线游戏等场景。示例代码展示了UDP服务器的实现流程:创建socket、绑定端口、循环接收/处理/回复数据包。相比TCP,UDP牺牲可靠性换取速度和低延迟。

2025-08-31 22:35:31 989

原创 TCP多进程和多线程并发服务

进程和线程是操作系统中的两个重要概念。进程是资源分配的基本单位,拥有独立的内存空间和系统资源,开销较大但稳定性高;线程是CPU调度的基本单位,共享所属进程的资源,开销小但稳定性较低。进程间通信需要操作系统介入,线程间通信可直接共享数据。多线程适合需要高性能和资源共享的场景,多进程适合需要高隔离性的任务。代码示例展示了服务器分别用多线程和多进程实现客户端请求处理的方式,体现了线程共享连接描述符而进程需要复制资源的特点。

2025-08-30 22:41:30 1067

原创 TCP服务器和客户端代码(二)

本文介绍了一个基于Linux的TCP客户端-服务器通信程序。服务器端监听8000端口,接收客户端消息后转换为大写返回,支持"quit"命令退出。客户端连接本地服务器,可发送消息并接收服务器响应,输入"quit"可终止连接。程序包含错误处理机制,使用socket、bind、listen、accept等系统调用实现网络通信,并通过read/write进行数据交互。代码展示了基本的网络编程框架,包括地址初始化、连接建立、消息处理和错误检测等功能。

2025-08-30 19:13:17 412

原创 TCP客户端和服务器代码

本文展示了TCP客户端和服务器的C语言实现代码片段。服务器端代码创建监听套接字,绑定端口8000,接收客户端连接后将接收到的字符串转为大写并返回。客户端代码连接到本地服务器的8000端口,发送"hello tcp"字符串并打印服务器响应。两段代码都使用了基本的socket编程接口,包括socket()、bind()、listen()、accept()、connect()、read()和write()等函数调用,演示了TCP网络通信的基本流程。

2025-08-25 20:16:08 630

原创 计算机网络(九)

本文探讨了TCP协议中丢包和乱序问题的成因及解决机制。丢包主要由网络拥堵、硬件故障等原因导致,TCP通过确认应答、超时重传、快速重传和选择性确认(SACK)等机制处理。乱序问题源于网络多路径传输,TCP利用序列号和接收缓冲区重组确保数据按序交付。文章还分析了TCP拥塞控制的三个阶段:慢启动(指数增长探测带宽)、拥塞避免(线性增长逼近极限)和快速恢复(轻度丢包后快速调整)。这些机制协同工作,在保证可靠传输的同时提升网络效率。相比之下,UDP不提供这些保障,需应用层自行处理可靠性问题。

2025-08-23 17:09:58 1080

原创 计算机网络(八)

摘要:设计可靠网络协议需明确目标(可靠性、吞吐量、公平性等),包含四大核心机制:1)封装分用,通过协议头实现数据打包与交付;2)差错控制,采用校验和、确认重传保障数据完整;3)流量控制,使用滑动窗口避免接收方过载;4)拥塞控制,通过慢启动、拥塞避免等算法优化网络性能。建议优先采用成熟协议(如TCP),若需自设计应充分测试网络恶劣环境,在可靠性与实时性间权衡取舍。可靠协议的本质是预设网络不可靠并设计周全应对机制。(150字)

2025-08-22 19:26:39 939

原创 计算机网络(七)

TCP协议的三次握手和四次挥手原理。三次握手建立连接:客户端发送SYN,服务器回复SYN-ACK,客户端再发送ACK。确保双向通信可靠。四次挥手终止连接:客户端发送FIN,服务器回复ACK;服务器发送FIN,客户端回复ACK并等待2MSL时间。解释TIME_WAIT状态的作用是为了确保最后一个ACK到达服务器,并让旧报文段在网络中消失。对比指出握手三次和挥手四次的原因:握手时服务器可合并SYN和ACK,而挥手时服务器需要先确认FIN再发送自己的FIN。建议通过图示加深理解。

2025-08-21 16:02:12 774

原创 计算机网络(六)

UDP协议是一种无连接的传输层协议,具有高效低延迟的特点。它不保证数据可靠性,但适用于实时性要求高的场景,如音视频传输、在线游戏等。UDP头部仅8字节,支持广播/多播,无拥塞控制。与TCP相比,UDP牺牲可靠性换取传输效率,适合容忍少量数据丢失但需要快速响应的应用。选择传输协议应根据具体需求权衡可靠性与实时性。

2025-08-21 15:39:08 1994

原创 计算机网络(五)

网关(Gateway)是网络中的一种关键设备或软件组件,用于连接不同协议、架构或通信方式的网络,实现数据转发和协议转换。它充当不同网络之间的“翻译器”,确保异构网络能够互通。在网络之间传送消息的话,如果是一个网段的就直接发送,不同的网段,先寄给网关,在从网关寄给其他地方。类似我们的包裹运输。但是仅仅有关卡或者中转站是不能够实现信息传递的,这个时候我们就要引入新的东西--路由。路由器是一种网络硬件设备,用于在不同网络之间转发数据包。数据包转发:根据目标IP地址选择最佳路径传输数据。网络互联。

2025-08-20 10:01:58 734

原创 计算机网络(四)

ICMP(Internet Control Message Protocol)是TCP/IP协议族的核心协议之一,用于在IP网络中传递控制信息和错误报告。它通常被用于诊断网络连通性(如ping)、路由优化或错误反馈(如路由协议是计算机网络中用于在路由器之间交换路由信息的规则和标准,旨在确定数据包从源到目的地的最佳路径。它使路由器能够动态学习网络拓扑变化,自动更新路由表,确保数据高效传输。

2025-08-19 20:14:42 680

原创 计算机网络(三)

本文介绍了计算机网络中OSI七层模型的基础知识,重点讲解了物理层和数据链路层的实现原理。在物理层,通过交叉网线连接两台电脑需要配置IP地址、子网掩码和默认网关;集线器(Hub)作为物理层设备采用广播模式传输数据但会产生垃圾数据。数据链路层通过MAC地址识别目标设备,利用CRC校验检测错误,并采用随机接入协议解决信道冲突问题。现代网络已转向交换机和WiFi技术,其中交换机配合ARP协议实现IP到MAC地址的映射,通过MAC地址表转发数据帧,并采用老化机制管理地址条目。VLAN技术会限制ARP广播的范围。这些基

2025-08-19 16:06:49 829

原创 计算机网络(二)

本文概述了计算机网络中DHCP协议的工作原理及Wireshark抓包分析。DHCP协议通过四个阶段动态分配IP地址:发现(广播DHCPDiscover)、提供(服务器响应DHCPOffer)、请求(客户端选择并发送DHCPRequest)和确认(服务器发送DHCPAcknowledge)。该过程类似租客租房:广播找房、房东报价、确认租约。文中解释了多Offer现象源于DHCP的冗余设计,包括服务器容错机制、网络冗余部署或配置错误。最后指出Wireshark工具可抓取分析DHCP报文(Discover/Off

2025-08-18 19:14:58 316

原创 计算机网络(一)

本文介绍了计算机网络基础知识,主要包括IP地址和MAC地址的概念。IP地址是网络设备的逻辑地址,可分为公有和私有两类,并解释了A-E类IP地址划分。MAC地址是网卡的物理地址,全球唯一且固化在硬件中。为解决IP地址不足问题,介绍了CIDR(无类别区间路由)技术,通过子网划分提高地址利用率,并提及了DHCP、NAT等解决方案。文章还说明了如何查看IP地址(ipconfig/ifconfig)以及子网掩码的计算方法,为网络基础知识学习提供了简明参考。

2025-08-18 15:38:30 1088

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