- 博客(46)
- 收藏
- 关注
RSS订阅原创 计算机组成原理---总线与输入/输出系统
总线与I/O系统摘要 总线系统：总线是计算机中为多个部件提供分时共享的公共信息传输通道，同一时刻只能有一个部件发送数据但可多个接收。总线性能指标包括带宽（传输速率）、时钟频率等。计算带宽时需考虑多通道、时钟周期传输次数等因素，典型公式为带宽=工作频率×总线宽度。数据传输可采用同步或异步定时方式，前者速度快适合短距离设备，后者灵活适配速度差异大的设备。 I/O系统：负责主机与外部设备的数据交互，核心组件是I/O接口（控制器）。I/O接口通过数据寄存器、状态寄存器等与CPU通信，采用程序查询、中断或DMA方式传
2025-11-13 20:33:21
1307
原创 计算机组成原理---中央处理器
本文系统介绍了CPU的功能、基本结构和工作原理。主要内容包括：1) CPU具有指令控制、操作控制、时间控制、数据加工和中断处理五大功能；2) CPU由运算器和控制器组成，运算器有专用数据通路和内部单总线两种结构，前者性能高但复杂，后者简单但存在数据冲突；3) 指令执行过程分为取指、间址、执行和中断周期，分析了不同执行方案的CPI特性；4) 数据通路有单总线、多总线和专用数据通路三种基本结构；5) 控制器分为硬布线控制器和微程序控制器，重点阐述了硬布线控制器的工作原理和微操作时序安排原则。全文通过示意图和流程
2025-11-10 11:40:02
1715
原创 计算机组成原理---指令系统
本文介绍了计算机指令系统的基本概念和寻址方式。指令由操作码和地址码组成，是计算机运行的最小功能单位。指令格式包括固定长度和可变长度两种结构，其中扩展操作码指令格式可以优化指令编码。在寻址方式方面，分为指令寻址（顺序和跳跃）和数据寻址（直接、间接、寄存器、隐含和立即数等）。不同寻址方式各有优缺点，如间接寻址可扩大寻址范围但需多次访存，寄存器寻址速度快但资源有限。文章还通过统考真题示例讲解了指令字长的计算方法和扩展编码的实际应用。
2025-11-03 17:17:33
1406
原创 计算机组成原理---存储系统
本文系统介绍了计算机存储系统的层次结构和关键技术。主要内容包括：1）存储系统层次结构，分为Cache-主存层（解决速度问题）和主存-辅存层（解决容量问题），均对程序员透明；2）主存储器组成，包括SRAM（双稳态触发器）和DRAM（栅极电容）的区别，以及DRAM的三种刷新方案；3）只读存储器ROM的类型与特点；4）多模块存储器的高位/低位交叉编址方式及其性能差异；5）存储芯片与CPU的连接方式，包括位扩展和字扩展。文章通过图示对比了各类存储器的技术特性，为理解计算机存储系统提供了全面的基础知识。
2025-10-28 19:16:36
1105
原创 计算机组成原理---数据的表示与运算
本文系统介绍了计算机中的数制与编码、定点数表示方法及运算电路。主要内容包括：1）进制转换方法，重点讲解二进制与十进制间的转换技巧；2）定点数的无符号和有符号表示，详细分析原码、反码、补码和移码的特点及转换方法；3）C语言中的整数类型转换规则；4）加法器等基本运算电路的实现原理。文章通过大量图示和示例，帮助读者深入理解计算机中的数据表示与运算机制，为后续学习计算机组成原理奠定基础。
2025-10-20 13:13:42
1176
原创 计算机组成原理---计算机系统概述
本文系统介绍了计算机系统的基本组成和工作原理。主要内容包括：1）计算机发展历程；2）计算机硬件基本组成，重点解析冯·诺依曼结构五大部件及其"存储程序"概念；3）现代计算机以存储器为中心的特点；4）详细说明运算器、控制器、存储器等核心部件的工作原理；5）计算机软件分类及多级层次结构；6）通过实例演示计算机指令执行过程。文章强调软件硬件在逻辑功能上的等效性，并指出计算机系统通过多级层次结构实现了从高级语言到机器指令的转换。
2025-10-12 18:28:25
1050
原创 计算机网络---应用层
本文主要介绍了计算机网络中的几种重要应用模型和相关协议。首先对比了客户/服务器（C/S）模型和P2P模型的特点，前者具有明确的服务请求方和提供方，后者则实现节点对等通信。其次详细讲解了DNS域名系统的工作原理，包括递归查询和迭代查询两种解析方式。接着阐述了FTP文件传输协议的两种工作模式（主动和被动），以及电子邮件的相关协议如SMTP、POP3和IMAP。最后介绍了万维网的基本概念和HTTP协议的非持续/持续连接工作方式。这些网络应用协议构成了互联网服务的基础架构，各自具有特定的应用场景和技术特点。
2025-09-30 20:12:16
1199
3
原创 计算机网络---传输层
本章讲述了传输层的两个重要协议（UDP和TCP），其中TCP最为重要，相对于UDP来说也更难，对于UDP的学习只需重点了解其首部字段和怎么校验即可。TCP是关键，要弄清楚三次握手和四次挥手时TCP首部字段（如序号，ACK，确认号等）的变化，以及每次握手、挥手后接收方和发送方各会进入什么状态，掌握如何进行流量控制、可靠传输、拥塞避免，区分流量控制与拥塞避免的不同之处，这些很容易考小题。
2025-09-29 11:19:09
1195
原创 计算机网络---网络层
文章摘要 本文主要介绍了计算机网络中网络层的核心功能与IPv4协议。网络层负责主机到主机的数据传输，通过IP数据报封装和路由器分组转发实现。重点讲解了IPv4分组格式、分片机制及最初IP地址分类方案。文章详细解析了子网划分技术，包括子网掩码的应用和解题流程，并通过具体案例（如H3→H6通信过程）演示了同一子网内主机通信的实现原理。最后提及从IPv4到IPv6的演进背景，帮助理解网络层协议的发展脉络。
2025-09-25 21:41:56
1718
原创 计算机网络---数据链路层的介质访问控制
本文系统介绍了计算机网络中的介质访问控制技术。主要内容包括：1）信道划分技术；2）随机访问协议（ALOHA协议、CSMA协议及其改进版本）；3）轮询访问技术（令牌传递协议）；4）局域网技术（以太网标准、VLAN虚拟局域网、无线局域网802.11标准）；5）以太网交换机的工作原理。重点分析了CSMA/CD（有线）和CSMA/CA（无线）协议的区别，以及以太网MAC帧格式的两种标准差异。文章还详细说明了VLAN的802.1Q帧结构特点，并总结了各类介质访问控制技术的优缺点和应用场景。
2025-09-15 12:35:41
985
原创 计算机网络---数据链路层的差错控制与可靠传输
本文介绍了数据链路层的核心功能与技术，主要包括以下内容：1）数据链路层在物理层基础上提供逻辑无差错的传输服务，为网络层封装帧；2）组帧的四种方法（字符/字节填充、零比特填充、违规编码）；3）差错控制技术，包括检错编码（奇偶校验、CRC）和纠错编码（海明码）；4）流量控制与可靠传输机制，重点讲解了停止-等待协议和滑动窗口原理。文章通过图示和实例详细说明了各技术的实现原理与计算过程，为理解数据链路层工作原理提供了系统性的知识梳理。
2025-09-15 12:35:24
783
原创 计算机网络---物理层
本文系统介绍了计算机网络物理层的基础知识，主要包括：1）通信基础概念，如信源、信宿、信号、信道及码元与比特的关系；2）信道极限容量分析，包括奈奎斯特定理和香农定理的计算方法；3）编码与调制技术，详细对比了NRZ、曼彻斯特等编码方式的波形特征；4）传输介质分类及特性，比较了不同波长电磁波的适用场景；5）物理层设备功能，如中继器和集线器的工作原理。重点需要掌握信道容量计算、编码识别和物理层接口特性等核心内容，为后续网络层学习奠定基础。
2025-09-10 12:45:10
1213
原创 计算机网络---网络体系结构
计算机网络是通过通信设备和线路连接分散、自治的计算机系统，实现资源共享和信息传递的系统。其核心组成包括结点（计算机、交换机、路由器等）和链路（有线/无线）。网络按范围可分为广域网、城域网、局域网和个人区域网；按传输技术分为广播式和点对点式；拓扑结构包括总线型、星型、环型等。主要功能包括数据通信、资源共享和分布式处理。交换技术分为电路交换（独占线路）、报文交换（存储转发）和分组交换（高效灵活）。互联网（Internet）是全球最大的TCP/IP互连网络，由多个网络通过路由器连接组成。
2025-09-09 15:39:08
1733
1
原创 操作系统---I/O核心子系统与磁盘
I/O核心子系统摘要：该子系统主要包括I/O调度、设备保护、假脱机技术(SPOOLing)、设备分配与回收以及缓冲区管理五大功能。I/O调度使用算法优化请求处理顺序；设备保护通过文件权限机制实现；SPOOLing技术用软件模拟脱机I/O，实现设备共享；设备分配涉及静态/动态策略及多级数据结构管理；缓冲区则平衡CPU与I/O设备速度差异，采用单/双缓冲策略提升效率。这些机制共同优化了系统I/O性能，解决了速度不匹配问题。
2025-07-05 20:52:09
1015
原创 操作系统---I/O控制器及控制方式和I/O软件层次结构
本文介绍了I/O设备的基本概念、分类及控制方式。I/O设备分为输入/输出设备，按特性、速率和信息交换单位分类。I/O控制器作为CPU与设备间的中介，有机械和电子部件，其寄存器可采用内存映像或独立编址。I/O控制方式包括程序直接控制、中断驱动、DMA和通道控制，逐步提升效率与并行性。I/O软件层次结构包含用户层、设备独立性、驱动程序和中断处理程序，其中设备独立性软件与硬件无关。应用程序接口分为阻塞和非阻塞I/O，驱动程序接口则因操作系统而异。
2025-07-03 19:07:36
1420
原创 操作系统---文件存储空间管理与文件操作、共享和保护
本文系统介绍了文件系统的核心管理技术。主要内容包括：1）文件存储空间管理的四种方法（空闲表法、空闲链表法、位示图法、成组链接法）及其分配回收机制；2）文件基本操作（创建、删除、打开、关闭、读写）的实现原理；3）文件共享的硬链接与软链接技术；4）文件保护的三种方式（口令、加密、访问控制）；5）文件系统的层次结构和虚拟文件系统设计。文章通过图示和示例详细说明了各类技术的实现逻辑，为理解操作系统文件管理提供了全面的技术参考。
2025-07-03 18:30:26
1123
原创 操作系统---文件的逻辑与物理结构
本文系统介绍了文件管理的基本概念、逻辑结构和物理结构。主要内容包括：1) 文件属性（文件名、标识符、类型等）及数据组织方式（无结构/有结构）；2) 文件逻辑结构分类（顺序文件、索引文件、多级索引文件），分析了不同结构的优缺点与应用场景；3) 文件目录的演进（单级到无环图目录）及索引结点优化；4) 文件的物理存储方式。文章通过层级递进的方式，阐述了文件系统如何通过不同的组织和管理策略来提高存储效率与访问性能，为理解现代文件系统设计提供了理论基础。
2025-06-25 18:30:14
1023
原创 操作系统---内存管理之虚拟内存
虚拟内存技术通过局部性原理实现内存的逻辑扩充，解决了传统存储管理方式"一次性"和"驻留性"的缺陷。其三大特征是多次性、对换性和虚拟性，需要建立在离散分配的内存管理基础上。请求分页系统通过页表机制、缺页中断机构和地址变换机构实现虚拟内存管理。常见的页面置换算法包括：理想型的最佳置换算法（OPT）、简单的先进先出算法（FIFO，存在Belady异常）、性能最佳的最近最久未使用算法（LRU）以及性能均衡的时钟置换算法（CLOCK）及其改进型（考虑访问位和修改位）。这些算法各有特点，需根据实际需求选择合适的实现方案
2025-06-24 12:43:38
1270
原创 操作系统---内存管理之非连续分配（页表，段表）
操作系统内存管理的核心任务包括内存分配/回收、地址转换和保护功能。分页存储管理采用非连续分配方式，将内存和进程地址空间划分为固定大小的页框和页面，通过页表建立映射关系。关键点包括：①页表数据结构存储页面与内存块的对应关系；②逻辑地址转换为物理地址需计算页号和页内偏移量；③快表（TLB）作为高速缓存能加速频繁访问的页表项查询。该机制通过硬件地址变换机构实现高效转换，页面大小通常设为2的整数幂以优化二进制地址拆分效率。分页存储有效减少内存碎片，但需注意页表存储开销问题。
2025-06-23 14:50:28
1494
原创 操作系统---内存管理之连续分配管理方式
内存是计算机中存放数据的关键部件，程序执行前需加载至内存才能被CPU处理。内存管理包含地址转换、空间分配与保护等功能。地址转换涉及三种装入方式：绝对装入（编译时确定物理地址）、静态重定位（装入时一次性转换）和动态重定位（运行时通过重定位寄存器转换）。内存分配包括连续分配方式如单一连续、固定分区和动态分区，其中动态分区根据算法选择空闲分区。链接方式分为静态链接、装入时动态链接和运行时动态链接。现代操作系统通过内存管理实现多道程序并发运行，同时解决内存碎片问题，提高资源利用率。
2025-06-20 19:03:02
1210
原创 Linux操作系统之库制作与原理
本文介绍了动静态库的制作与使用方法。主要内容包括：库的概念：库是预编译的可复用代码，分为静态库（.a/.lib）和动态库（.so/.dll），分别用于编译时链接和运行时加载。静态库：通过ar工具制作，编译时直接嵌入可执行文件，程序运行时无需依赖库文件。动态库：使用gcc -shared生成，程序运行时动态加载，节省磁盘和内存空间，支持多进程共享。使用场景：演示了三种库的调用方式，包括系统路径、同目录及自定义路径下的链接方法，并说明-L、-I、-l等编译选项的用。通过示例代码和Makefile展示。
2025-06-16 19:14:22
1320
原创 Linux操作系统之文件系统下
ext2文件系统是Linux常用的磁盘文件系统，采用块组(Block Group)结构管理存储空间。每个分区被划分为多个相同大小的块组，每个块组包含超级块(Super Block)、块组描述符表(GDT)、块位图(Block Bitmap)、inode位图、inode表和数据块。超级块存储整个文件系统的元数据信息，并在多个块组中备份以提高容错性。GDT描述块组的属性信息，如inode表和数据块的位置。块位图记录数据块的使用情况。这种层次化结构使ext2能够高效地组织和管理磁盘文件。
2025-06-12 16:58:45
1489
原创 Linux操作系统之文件系统上
所以，寻址一个扇区，就是先找到哪一个柱面（Cylinder），再确定柱面内哪一个磁道（实则为磁头位置，Head），最后确定扇区（Sector），这就是CHS寻址的真实过程。文件数据都存储在“块”中，显然，还需找一个地方存储文件属性，如文件创建者，创建日期，内容大小等。所以，磁盘物理上分了很多面，但是在我们看来，逻辑上，磁盘整体是由“柱面”卷起来的。磁道：由一个个的扇区组成，每个磁道的扇区数相同，越靠近内圈的磁道，其扇区存储密度越大。文件=内容+属性，这些都是数据，即都是存放在扇区中的，而在磁盘中，是通过。
2025-06-10 21:39:02
1224
原创 操作系统---死锁
产生死锁必须同时满足以下四个条件，只要其中任一条件不成立，死锁就不会发生。互斥条件。只有对必须互斥使用的资源的争抢才会导致死锁（如哲学家的筷子、打印机设备）。像内存、扬声器这样可以同时让多个进程使用的资源是不会导致死锁的（因为进程不用阻塞等待这种资源）。不剥夺条件。进程所获得的资源在未使用完之前，不能由其他进程强行夺走，只能主动释放。请求和保持条件。进程已经保持了至少一个资源，但又提出了新的资源请求，而该资源又被其他进程占有，此时请求进程被阻塞，但又对自己已有的资源保持不放那个。循环等待条件。
2025-05-07 15:28:21
1731
原创 操作系统---经典同步问题
本文涉及，经典同步问题：生产者-消费者问题，多生产者-多消费者问题，吸烟者问题（生产者-消费者问题的推广），读者写者问题，哲学家进餐问题。还涉及了管程的概念。
2025-04-24 21:02:13
1291
原创 操作系统---进程同步与互斥
本文涉及：同步与互斥的基本概念，进程同步，进程互斥，临界资源与临界区，互斥概念，同步机制的准则，进程互斥的实现方法，软件实现方法，单标志法，双标志法先检查，双标志法后检查，Peterson's Algorithm，硬件实现方法，中断屏蔽方法，TestAndSet指令（检查和上锁），Swap指令，信号量机制，整型信号量，记录型信号量，用信号量机制实现进程互斥、同步、前驱关系，实现进程互斥，实现进程同步，实现前驱关系
2025-04-24 16:37:08
1759
原创 操作系统---处理机调度
进程调度（低级调度），就是按照某种算法从就绪队列中选择一个进程为其分配处理机。题目举例：①：进程在操作系统内核程序临界区中不能进行调度与切换（√）②：（2012年联考真题）进程处于临界区时不能进行处理机调度（×）换言之：临界区分为了内核临界区与普通临界区。进程在OS内核程序临界区是不能进行调度与切换的，但位于普通临界区则是可以进行调度与切换的。临界资源与临界区的解释：①临界资源：一个时间段内只允许一个进程使用的资源。各进程需要互斥地访问临界资源。
2025-04-20 12:59:43
1140
原创 操作系统---进程与线程简述
进程控制的主要功能是对系统中所有的进程实施有效的管理，它具有创建新进程、撤销已有进程、实现进程状态转换等功能。简单说，进程控制就是要实现进程状态的转换进程通信就是指进程之间的信息交换进程是分配系统资源的单位（包括内存地址空间），因此各进程拥有的内存地址空间相互独立。为了保证安全，一个进程不能直接访问另一个进程的地址空间但是进程之间的信息交换又是必须实现的。
2025-04-19 12:46:53
1471
原创 操作系统---计算机系统概述
并发：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。这些事件宏观上是同时发生的，但微观上是交替发生的并行：指两个或多个事件在同一时刻同时发生操作系统的并发性是指计算机系统中“同时”运行着多个程序，这些程序宏观上看是同时运行着的，微观上看是交替运行的。操作系统就是伴随着“多道程序技术”而出的。因此，操作系统和程序并发是一起诞生的。注意：单核CPU同一时刻只能执行一个程序，各个程序只能并发地执行多核CPU同一时刻可以同时执行多个程序，多个程序可以并行执行。对于多处理器系统来说，并行中有并发，并发中有并行。
2025-04-07 11:48:02
1433
原创 Linux操作系统之基础IO
本文系统性地讲解了文件的本质及操作方式。从狭义角度，文件是存储在磁盘上的永久性数据集合；广义上Linux系统将一切设备抽象为文件。文件由属性和内容组成，所有操作都通过进程系统调用实现。文章回顾了C语言文件接口的打开、读写操作，演示了文件路径定位及自定义cat命令的实现。同时介绍了系统级I/O操作，包括标志位传递方法和open系统调用接口。最后对比了语言层与系统层文件操作的区别，指出库函数本质上是对系统调用的封装。
2025-04-02 18:36:00
5276
原创 Linux操作系统之进程控制
本文是进程控制详解，涉及进程创建、进程终止、进程等待与进程程序替换。从创建进程讲起，到进程终止时，理解什么叫退出码，明白exit函数与_exit函数的区别。当进程终止退出时，进程变为了僵尸进程，虽然父进程退出时会对变为僵尸进程的子进程进行资源回收与清理，但如果不会其进行主动回收，这期间内会一直占用系统资源，本文的进程等待话题就是解决这种情况的，同时在当今各种程序语言蓬勃发展之际，一个大型项目总会涉及各种编程语言，那么进程程序替换就是描述这类情况的方法。
2025-03-24 22:49:30
1355
原创 Linux操作系统之环境变量与进程地址空间
我们之前编写的程序都是单进程的，也就是这个进程内的数据与内存资源都是完全归它自己一个人所占用。导致让我们之前认为该进程所打印出来的地址也就是物理上的实际内存地址，这一观点实则是错误的。其实进程是不能直接使用物理上的内存地址的，它只能使用虚拟内存地址，然后让OS间接把虚拟地址转换为物理地址。 也就是说OS欺骗了进程，让进程始终以为自己用的就是实际物理内存地址，让进程以为自己独占整个内存！
2025-03-17 12:46:27
1759
原创 Linux操作系统之进程状态、优先级和切换与调度
一个CPU拥有一个runqueue（就绪队列），runqueue内部含有一个存放两个元素的优先级数组（prio_array_t），这两个元素是一个结构体类型，分别表示活动队列与过期队列，这两个队列的结构是一致的。active指针永远指向活动队列expired指针永远指向过期队列nr_active表示当前活动队列中的进程数，在活动队列中，这些进程就是活跃的，是时间片还没有用完，将要准备执行的。过期队列中就是过期的，是当前一个调度内时间片用完了，但本身任务还没有完全执行完的。
2025-03-10 13:03:34
1446
原创 Linux操作系统启动——前置知识预备
揭开操作系统神秘的面纱——本文从软硬件架构出发，引出了操作系统的概念，对操作系统下了个定义：是一款纯正的对软硬件设备进行管理的软件，在整个计算机中是起管理作用的，以小故事的方式来理解“管理”二字，此外还引出了进程的概念，本文只对进程作了一个简述。
2025-03-04 20:39:56
1765
原创 二叉搜索树
二叉搜索树又称二叉排序树(中序遍历是升序)，它或者是一棵空树，或者是具有以下性质的二叉树:若它的左子树不为空，则左子树上所有结点的值都小于等于根结点的值若它的右子树不为空，则右子树上所有结点的值都大于等于根结点的值它的左右子树也分别为二叉搜索树二叉搜索树中可以支持插入相等的值，也可以不支持插入相等的值，具体看使用场景定义，STL容器中的map/set/multimap/multiset系列容器底层就是二叉搜索树的变形，其中map/set不支持插入相等值，multimap/multiset支持插入相等值。
2025-01-02 21:35:09
1383
原创 C++之模板进阶
本文深入探讨了C++模板的高级应用，主要包括三个方面：非类型模板参数、模板特化和模板分离编译。首先分析了非类型模板参数的概念和使用场景，通过与#define宏定义的对比，说明了非类型模板参数在泛型编程中的优势。其次详细讲解了模板特化的概念和实现方法，包括函数模板特化和类模板特化，并通过实例展示了全特化和偏特化的不同应用。最后，文章还简要提到了模板分离编译的相关内容。这些高级模板技术为C++泛型编程提供了更灵活的实现方式，能够更好地处理特殊类型和复杂场景。文章通过具体代码示例帮助读者理解这些抽象概念的实践应用
2024-12-28 18:31:08
1726
1
原创 C++之多态
本文主要介绍了C++中的多态特性，重点讲解了运行时多态的实现机制。通过案例展示了不同对象调用同一函数产生不同结果的现象，阐释了多态的概念和分类。文章详细分析了实现动态多态的两个必要条件：虚函数重写和基类指针/引用调用，并通过代码示例演示了指针和引用两种调用方式。同时探讨了虚函数重写规则、协变、override和final关键字的使用，以及纯虚函数和抽象类的特性。通过经典试题分析加深了对多态原理的理解，全面系统地介绍了C++多态的核心知识点。
2024-11-20 20:39:24
2131
原创 C++之继承（万字详解）
本文介绍了C++继承的基本概念和使用方法。首先通过学生和教师类代码冗余问题引入继承主题，指出继承可以实现代码复用。继承允许派生类在基类基础上扩展新成员，形成层次结构。文章详细讲解了三种继承方式（public、protected、private）对访问权限的影响，强调public继承是最常用的方式。此外，还分析了基类和派生类之间的赋值转换规则（派生类可赋值给基类，反之不行）以及继承中的隐藏规则（同名成员会隐藏基类成员）。最后通过代码示例演示了继承的实际应用，包括类模板的继承实现。
2024-11-11 20:44:35
1208
原创 string类的深度剖析下与其模拟实现
本文摘要：文章首先回顾了VS环境下string类的底层结构，包含迭代器定义、成员变量及非成员函数等核心组件。随后深入探讨了string类中的深浅拷贝问题，通过案例演示浅拷贝导致的程序崩溃，并对比传统与现代写法的深拷贝实现方案。最后简要介绍了写时拷贝机制的原理及引用计数技术，为理解string类的资源管理机制提供了全面视角。全文围绕string类的内存管理核心问题展开，兼具理论分析与代码实践。
2024-11-05 13:12:26
1102
空空如也
空空如也
TA创建的收藏夹 TA关注的收藏夹
TA关注的人