一、 操作系统核心机制1.进程与线程进程资源分配的基本单位。物理实体由**程序、数据集合和进程控制块PCB**组成PCB组织方式线性表方式进程少、索引表方式按状态建表、链接表方式按状态建队列进程状态流转三态模型就绪、运行、阻塞五态模型创建、就绪、运行、阻塞、终止关键转换等待的用户输入到达I/O完成时进程从阻塞态唤醒为就绪态等待CPU调度三级调度高级调度作业调度外存调入内存批处理系统中级调度内存与外存之间的换入/换出低级调度进程调度就绪队列中选择进程分配CPU2.进程同步与死锁PV操作P操作S–申请资源S0则阻塞V操作S释放资源并唤醒等待程序死锁四个必要条件互斥、保持与等待、不可剥夺、环路等待死锁预防公式每个进程最大需求量为K系统共有N个进程不发生死锁的最少资源数MN∗(K−1)1MN*(K-1)1MN∗(K−1)13.存储管理地址转换分页管理中MMUMemory Management Unit内存管理单元通过页表将逻辑地址转换为物理地址段页式中逻辑地址由段号页号页内偏移量组成物理地址公式物理地址基地址段内地址空间管理位示图用二进制位标记磁盘块使用状态4.文件与I/O管理文件属性只读R、存档A、系统S、隐藏H。其中S属性标识系统运行必须的重要文件硬链接两个目录表目指向同一个索引结点文件物理结构连续结构随机访问快但易产生外部碎片扩展困难链接结构支持动态增长无需连续空间索引结构通过索引块记录数据块地址支持动态变化缓冲技术单缓冲需等待处理完成、双缓冲交替工作提高效率、 循环缓冲、缓冲池5.多核和多机系统多核调度全局队列调度CPU利用率高局部队列调度减少核心间切换提高Cache命中率但利用率偏低多机系统紧耦合共享内存总线互连松耦合通信线路/通道互连二、 嵌入式与实时操作系统RTOS核心特点微型化、可定制、实时性、可靠性、易移植性任务调度优先抢占式对实时性支持最好。非实时系统追求平均响应时间和资源利用率实时系统追求满足时间约束三、 中间件与分布式架构1.中间件概述定位位于操作系统之上屏蔽底层差异实现应用互操作核心功能通信机制、互操作机制、多层架构平台、负载均衡、高可用、交易一致性消息队列MQ核心能力是异步化和削峰填谷避免后端服务被压垮TomcatWeb服务器中间件用于部署Servlet/JSP等Web应用2.CORBA公共对象请求代理核心组件ORB对象请求代理分布对象系统中的“软总线”解释调用、查找对象、传递参数并返回结果屏蔽底层细节对象适配器POA屏蔽ORA内核细节协调单层传输与对象实现按需创建子POA并管理伺服对象策略伺服对象Servant具体语言实现的实体负责完成客户端请求IOR可互操作对象引用包含对象标识、接口类型等供客户程序查找对象对象标识Object ID在POA中唯一标识CORBA对象的字符串四、J2EEJava EE核心组件1.容器与组件四大容器Applet、Application、Web、EJB Container核心组件Applet、Application、JSP/Servlet、EJB2.EJB企业级JavaBean会话Bean实现业务逻辑有状态/无状态客户端请求时分配可直接访问数据库实体Bean实现O/R映射创建/删除/修改实体Bean会同步操作数据库记录消息驱动BeanMDBEJB3.0引入基于JMS消息本质是一步的无状态会话Bean。客户端调用后立即返回适合订单处理等一步场景3.J2EE核心服务APIRMI-IIOP融合JAVA RMI和CORBA用于远程方法调用Java IDL用于访问外部CORBA服务JTA事务处理APIJDBC数据库操作APIJMS点对点消息服务JNDI命名和目录接口JAXPXML解析APIJCAJava连接器架构JAAS认证与授权服务JSF/JSTL/JAF/SAAJ/JAXR分别用于UI组件、标准标签库、右键数据封装、SOA附件、XML注册表五、架构设计基础与数据资产1.面向构件的编程COP核心特性多态性可替代性、模块封装性信息隐藏、后期绑定和装载部署独立性、安全性构建概念一组通常需要同时部署的原子构件只能通过接口访问原子构件 vs 模块原子构件是部署、版本控制和替换的基本单位带资源模块是不带单独资源的原子构建一组类和结构体2.数据资产特征可控制、可量化、可变现、虚拟性、共享性、时效性、安全性、交换性、规模性六、硬件与计算机体系结构通用寄存器临时存储数据堆Heap用于动态内存分配栈Stack保存断点信息I/O接口连接外部设备和计算机系统的部件硬件独立性网络OS可运行在不同硬件上通过网桥/路由器互联多道批处理宏观并行微观串行内核驻留内存最高优先级执行特权指令直接访问外设和全部主存