操作系统——进程管理（3）

进程同步

• （大概理解）虽然多进程是并发执行的，但仍然要满足一定的时空规则，即同步规则。
• 同步：直接制约关系。指为完成某种任务建立的多个进程之间，必须有一个次序、先后的制约关系。
• 临界资源：一次仅允许一个进程使用的资源。对临界资源的访问必须是互斥地进行，而访问临界资源的代码称为临界区
• 互斥：间接制约关系。[理解]因为临界资源的限制，所以制约后来者无法立即获得资源，即为互斥。同时要满足四个准则：
  • 空闲让进
  • 忙则等待
  • 有限等待，保证有限时间内进入临界区
  • 让权等待，当无法进入临界区，进程应立即释放CPU

互斥实现办法

通常有软件实现和硬件实现两种

计算机网络——网络层（1）

网络层的功能

1. 异构网络互联：[理解]将多个不同的计算机网络连起来
2. 路由与转发：
3. 拥塞控制

异构网络互联

• 定义：两个以上的计算机网络，通过一定的方法，用一种或多种通信处理设备（即中间设备）相互联结起来，以构成更大的网络系统。通常指用路由器进行网络互联和路由选择。

• 中间设备：按层次划分：

  • 物理层：中继器、集线器；
  • 数据链路层：网桥、交换机；
  • 网络层：路由器；
  • 网络层以上：网关。
  • 注：物理层和数据链路层的中间设备，连起来的网络还是同一个网络，未达到互联的目的。

• 效果：用因为网络层都采用了标准化协议（即IP协议），虽然互联起来的各种物理网络的异构性本来是客观存在的，但是通过IP协议就可以使这些性能各异的网络在网络层上看起来好像是一个统一的网络，这种使用IP协议的虚拟互联网络可简称为IP网络。

• 好处是：当互联网上的主机进行通信时，就好像在一个网络上通信一样，而看不见互联的具体的网络异构细节（如具体的编址方案、路由选择协议等）

操作系统——进程管理（2）

线程

• 概念：“轻量级进程”，是一个基本的CPU执行单元，也是程序执行流的最小单元，由线程ID、程序计数器、寄存器集合和堆栈组成。
• 线程也有就绪、阻塞和运行三种基本状态。

线程与进程的比较

推荐阅读：多线程

• 调度。线程是独立调度的基本单位。
• 拥有资源。线程不拥有系统资源（或少量必不可少的资源，如自己的内核栈）。
• 并发性。多个线程之间可以并发执行。
• 系统开销。线程切换时，只需保存少量寄存器内容，开销很小。同一进程中的多个线程共享进程的地址空间，因此线程之间的同步和通信非常容易实现。
• 地址空间和其他资源。同一进程的多个线程共享进程资源（地址空间、页表等），进程的线程对其他进程透明。
• 通信方面。线程间可以直接读写进程数据段（如全局变量）来进行通信，不一定需要系统调用函数。

计算机网络——数据链路层（3）

• 局域网使用的协议主要在数据链路层（少量在物理层），即数据的控制信息主要是数据链路层协议的控制信息。广域网协议主要在网络层。

局域网

定义

在一个较小的地理范围内，将各种计算机、外部设备和数据库系统等通过双绞线、同轴电缆等连接介质互相连接起来，组成资源和信息共享的的计算机互联网络。

在Linux服务器上设置uwsgi和redis自启动

参考博客

• linux自启动、定时启动脚本
• rc.local配置uwsgi启动
• Redis 如何在系统启动时设置为开机自启

人为启动

• uwsgi：进入uwsgi.ini路径（本系统中为/usr/local/python-uwsgi/）uwsgi uwsgi.ini可以启动uwsgi；
• redis：进入redis路径（本系统中为/usr/local/redis/bin）./redis-server可以启动redis；

计算机网络——数据链路层（2）

介质访问控制（Medium Access Control，MAC）

[定义]介质访问控制子层，是属于数据链路层的一个子层。任务是协调活动结点的传输，用来让使用介质的每一个结点能够隔离同一信道中其他结点的信号。常见的控制方法有：信道划分介质访问控制、随机访问介质访问控制和轮询访问介质访问控制：

信道划分介质访问控制

将每一个设备与统一信道其他设备的通信，彼此隔离开。把时域和频域资源（信号的两个属性，简单理解就是时间和频段）合理地分配给网络上的设备。

多路复用。

• 概念：当传输介质的带宽超过单一信号需要的带宽时，可以通过利用一条介质携带多个传输信号的方法来提高传输系统的利用率。
• 实质：通过分时、分频、分码等方法把原来的一条广播信道，逻辑上分为几条用于两个结点之间通信的互不干扰的子信道，实际上就是把广播信道转变为点对
  点信道。
• 分类：频分多路复用（FDM）、时分多路复用（TDM）、波分多路复用（WDM）、码分多路复用（CDM）

计算机网络——数据链路层（1）

专有名词解析

链路管理

数据链路层连接的建立、维持和释放的过程。

帧定界

将分组信息封装成帧，帧的首部和尾部含有很多控制信息，具有确认帧的界限的作用，所以叫帧定界。

帧同步

接收方从二进制比特流中能够区分出帧的开始和结束。

透明传输

无论什么样的比特组合都能够在链路上传输。即，即使数据中恰好出现与帧定界符相同的比特组合的情况，都能够很好地解决。

流量控制

对发送方的发送速率进行限制，使之适应接收方的接收能力。常见的方式有停止-等待协议和滑动窗口协议等：

数据库第二套卷

一、选择题

1. 建立两个表的一对多联系，是通过什么索引实现的：“一方”表的主索引或候选索引；“多方”表的普通索引

一方的主键作为多方的外键

2. 设有关系R1和R2，经过关系运算得到结果S，则S是：一个关系

3. 使用CREATE SCHEMA语句建立的是：数据库模式

• 数据模型有“型”和“值”的概念。型是指对某一类数据的结构和属性的说明，值是型的一个具体赋值。
• schema只涉及型的描述，不涉及具体的值。

操作系统之进程管理——进程概览

1. 进程的概念、特征和状态转换

• 推荐阅读：进程详解
• [定义]进程：进程实体的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。[理解]进程类似一个实例化的程序，是“执行中的程序”，是一个过程。
• 进程实体：由程序段、相关数据段和PCB（进程控制块,由链表实现，进程的唯一标识，进程创建时，OS为其生成一个PCB，进程终止时回收PCB）三部分构成。
• 进程的特征：动态性、并发性、独立性、异步性、结构性：
  • 动态性：进程实体不运行就不叫进程，一个没有被调用的进程实体也不叫进程。具有着创建、活动、暂停、终止等过程。具有一定的生命周期，所以是动态的。
  • 并发性：引入进程就是为了使程序能够与其他进程的程序并发执行，用以提高资源利用率。
  • 独立性：进程实体拥有着独立的资源（程序段和数据段），是能够独立地接受调度并独立运行的基本单位（因为PCB的存在）。
  • 异步性：由于进程的相互制约，使进程具有执行的间断性，即进程按照各自独立地、不可预知的速度向前推进。但异步会导致执行结果的不可再现性（类似数据库的一致性），为此，OS必须配置相应的进程同步机制（为解决访问顺序和共享变量的冲突问题，推荐阅读：进程间同步机制）。
  • 结构性：一个进程配置一个PCB进行描述，按进程实体定义的三部分组成。

操作系统概述

1. 操作系统的概念、特征、功能

• 概念：控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配，以提供给用户和其他软件方便的接口和环境的程序集合。
• 特征：并发、共享、虚拟、异步。
  • 并发。多个事件在同一个时间间隔内（时间段）发生，通过分时（引入进程）实现。
  • 共享。系统中的资源可供多个并发执行的进程共同使用。分为互斥共享和同时访问两种方式。前者指进程独占资源，此时的独占资源也被称为临界资源；举例：物理设备、软件的栈、变量等。后者指宏观上多进程使用同一个资源，但微观上可能仍然是交替使用（分时共享）；举例：磁盘设备的多进程读入。
  • 虚拟。一个物理上的实体变为若干个逻辑上的对应物。比如一个CPU虚拟为多个逻辑上的CPU，让每一个终端用户都感觉到有一个CPU在专门为他服务。举例：虚拟CPU、虚拟内存、虚拟I/O外设等。
  • 异步。因为进程的并发执行，所以可能导致进程产生与时间有关的错误（执行顺序等），但操作系统必须保证，只要运行环境相同，都必须获得相同的结果。
• 功能：处理机管理、存储器管理、设备管理（主要是I/O请求）、文件管理、为用户提供接口（命令接口和程序接口，命令接口又分为联机命令接口和脱机命令接口，比如终端命令等，程序接口则是由系统调用（请求系统服务）组成，比如键鼠的键入或点击的交互等）。