2019年全国计算机等级考试四级复习纲要：存储管理
全国计算机等级考试四级大纲
全国计算机等级考试四级大纲全国计算机等级考试四级是一项具有较高难度和专业性的计算机考试，旨在评估考生在计算机领域的深入理解和应用能力。
以下是对全国计算机等级考试四级大纲的详细介绍。
一、考试科目全国计算机等级考试四级包括数据库工程师、网络工程师、软件测试工程师、信息安全工程师、嵌入式系统开发工程师五个科目。
考生可以根据自己的兴趣和专业背景选择其中一个科目进行报考。
二、考试目标全国计算机等级考试四级的目标是检验考生对计算机领域的专业知识和技能的掌握程度，具备从事相关工作的能力。
具体包括：1、深入理解所选科目相关的基本概念、原理和技术。
2、能够运用所学知识解决实际问题，具备一定的分析和设计能力。
3、熟悉相关领域的开发工具和环境，能够进行实际的开发和测试工作。
三、考试内容（一）数据库工程师1、数据库应用系统分析及规划系统分析与规划能力需求分析方法数据库设计方法2、数据库设计及实现概念结构设计逻辑结构设计物理结构设计数据库实现技术3、数据库存储技术数据存储与管理索引技术存储优化4、数据库编程技术存储过程与触发器游标与事务处理数据库访问接口5、数据库管理与维护数据库备份与恢复数据库安全性管理数据库性能优化（二）网络工程师1、网络规划与设计网络拓扑结构设计IP 地址规划与子网划分网络设备选型2、网络构建交换机与路由器配置网络布线与连接无线网络组建3、网络系统管理与维护网络操作系统安装与配置网络服务管理网络故障诊断与排除4、网络安全技术网络安全策略制定防火墙与入侵检测技术加密与认证技术5、网络新技术云计算与虚拟化技术物联网技术（三）软件测试工程师1、软件测试理论测试方法与策略测试用例设计测试过程管理2、软件测试技术功能测试技术性能测试技术自动化测试技术3、软件测试管理测试团队组织与管理测试项目管理测试资源管理4、软件质量保证质量模型与度量软件评审缺陷管理（四）信息安全工程师1、信息安全基础密码学基础网络安全基础操作系统安全基础2、信息系统安全访问控制技术数据库安全技术网络安全防护技术3、信息安全管理安全策略与制度安全风险评估与管理安全审计与监控4、信息安全工程安全系统设计与实现安全产品配置与应用应急响应与恢复（五）嵌入式系统开发工程师1、嵌入式系统概论嵌入式系统概念与特点嵌入式系统组成与体系结构2、嵌入式处理器常见嵌入式处理器处理器编程与接口技术3、嵌入式系统硬件设计电路原理与设计接口技术与驱动程序开发4、嵌入式系统软件设计嵌入式操作系统应用程序开发5、嵌入式系统开发技术开发工具与环境系统调试与测试四、考试形式全国计算机等级考试四级采用无纸化考试形式，考试时长为 90 分钟。
计算机操作系统第四章存储器管理复习资料
第四章存储器管理第一部分教材习题（P159）15、在具有快表的段页式存储管理方式中，如何实现地址变换？答：在段页式系统中，为了便于实现地址变换，须配置一个段表寄存器，其中存放段表始址和段长TL。
进行地址变换时，首先利用段号S，将它与段长TL进行比较。
若S<TL，表示未越界，利用段表始址和段号来求出该段所对应的段表项在段表中的位置，从中得到该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页号P来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的物理块号b，再利用块号b和页内地址来构成物理地址。
在段页式系统中，为了获得一条指令或数据，须三次访问内存。
第一次访问内存中的段表，从中取得页表始址；第二次访问内存中的页表，从中取出该页所在的物理块号，并将该块号与页内地址一起形成指令或数据的物理地址；第三次访问才是真正从第二次访问所得的地址中，取出指令或数据。
显然，这使访问内存的次数增加了近两倍。
为了提高执行速度，在地址变换机构中增设一个高速缓冲寄存器。
每次访问它时，都须同时利用段号和页号去检索高速缓存，若找到匹配的表项，便可从中得到相应页的物理块号，用来与页内地址一起形成物理地址；若未找到匹配表项，则仍须再三次访问内存。
19、虚拟存储器有哪些特征？其中最本质的特征是什么？答：虚拟存储器有以下特征：多次性：一个作业被分成多次调入内存运行，亦即在作业运行时没有必要将其全部装入，只需将当前要运行的那部分程序和数据装入内存即可；以后每当要运行到尚未调入的那部分程序时，再将它调入。
多次性是虚拟存储器最重要的特征，任何其他的存储器管理方式都不具有这一特征。
因此，认为虚拟存储器是具有多次性特征的存储器系统。
对换性：允许在作业的运行过程中进行换进、换出，也即，在进程运行期间，允许将那些暂不使用的程序和数据，从内存调至外存的对换区（换出），待以后需要时再将它们从外存调至内存（换进）；甚至还允许将暂不运行的进程调至外存，待它们重又具备运行条件时再调入内存。
2019年全国计算机等级考试四级复习纲要：排序
2019年全国计算机等级考试四级复习纲要：排序六、排序1.直接插入排序直接插入排序的基本思想是把表中元素依次插入一个已排好序的表中，就像人们打扑克摸牌时把牌插入手中的若干张牌里一样。
表中n个元素依次插入的比较次数为1+2+3+…+（n-1）=n（n-1）/2。
在插入时，元素的移动次数最多为1+2+3+…+（n-1）=n（n-1）/2。
如果表中元素已排好序，则只需比较n-1次，而移动次数为0。
2.直接选择排序直接选择排序的基本思想是在表的n个元素中，经过n-1次比较得到其值（或最小值，下同），这就排好了第一个元素;再经过n-2次比较得到余下元素中的值，这就排好了第二个元素…直到比较1次后排好第n-1个元素，第n个元素的位置也就自然确定了。
所需的比较次数为（n-1）+（n-2）++1=n（n-1）/2。
所需移动次数最多也为n（n-1）/2。
如果表中元素排好序，也需要比较n（n-1）/2次，而移动次数为0。
3.冒泡排序冒泡排序的基本思想是将表中元素两个相邻元素依次比较，若不符合排序要求，则交换位置，这样经过n-1次比较后，将确定出（或最小）元素的位置，这称为一趟扫描。
经过n-1次扫描后，就完成了整个表的排序。
第一趟扫描的比较次数是n-1，第二趟扫描的比较次数是n-2……，总的比较次数是（n-1）+（n-2）+……+1=n（n-1）/2。
如果恰好表中元素按反序排列，则需要移动的次数为3×n（n-1）/2。
如果表中元素已排好序，并采用交换标志来表示并未发生过交换，则只需一趟扫描，只比较n-1次，就够了;当然，移动次数也是0。
4.归并排序归并排序的基本思想是表中元素两两比较排序，使表中的n个元素变成n/2个已排序的组，再两两组比较，而变成n/4个已排序的组……，直到表中只含有一个已排序的组，即完成排序。
所需要的比较次数为nlog 2 n，移动次数为n。
若表已排好序，则比较次数仍为nlog 2 n，但移动次数为0。
操作系统复习存储器管理
第一章 存储器管理4.1 存储器的层次结构—存储器应容量大,便宜,速度跟上处理器4.1.1 多级存储器结构通常有三层,细分为六层,如图4-1, 越往上,速度越快,容量越小,价格越贵; 寄存器和主存又称可执行存储器,进程可直接用指令访问,辅存只能用I/O 访问;4.1.2 主存储器与寄存器1.主存储器---内存,保存进程运行时的程序和数据;CPU与外围设备交换的信息一般也依托于主存储器地址空间;为缓和访存速度远低于CPU 执行指令的速度,在计算机系统中引入了寄存器和高速缓存;2.寄存器---与CPU 协调工作,用于加速存储器的访问速度,如用寄存器存放操作数,或用地址寄存器加快地址转换速度等;4.1.3 高速缓存和磁盘缓存1.高速缓存---根据程序执行的局部性原理将主存中一些经常访问的信息程序、数据、指令等存放在高速缓存中,减少访问主存储器的次数,可大幅度提高程序执行速度;2.磁盘缓存---将频繁使用的一部分磁盘数据和信息,暂时存放在磁盘缓存中,可减少访问磁盘的次数;它依托于固定磁盘,提供对主存储器存储空间的扩充,即利用主存中的存储空间,来暂存从磁盘中读/写入的信息;4.2 程序的装入和链接多道程序运行,需先创建进程;而创建进程第一步是将程序和数据装入内存;将源程序变为可在内存中执行的程序,通常都要经过以下几个步骤：编译---若干个目标模块；链接---链接目标模块和库函数,形成装入模块；装入---图 4-2 对用户程序的处理步骤寄存器高速缓存主存磁盘缓存磁盘可移动存储介质CPU 寄存器主存辅存第一步第二步第三步内存4.2.1 程序的装入——无需连接的单目标模块装入理解装入方式1. 绝对装入方式Absolute Loading Mode ---只适用单道程序环境如果知道程序的内存位置,编译将产生绝对地址的目标代码,按照绝对地址将程序和数据装入内存;由于程序的逻辑地址与实际内存地址完全相同,故不须对程序和数据的地址进行修改;绝对地址：可在编译时给出或由程序员直接赋予;若由程序员直接给出,不利于程序或数据修改,因此,通常是在程序中采用符号地址,然后在编译或汇编时转换为绝对地址;2. 可重定位装入方式Relocation Loading Mode ---适于多道程序环境多道程序环境下,编译程序不能预知目标模块在内存的位置;目标模块的起始地址是0,其它地址也都是相对于0计算的;此时应采用可重定位装入方式,根据内存情况,将模块装入到内存的适当位置,如图4-3 作业装入内存时的情况 ;3.动态运行时装入方式Dynamic Run-time Loading ---适于多道程序环境可重定位装入方式并不允许程序运行时在内存中移动位置;但是,在运行过程中它在内存中的位置可能经常要改变,此时就应采用动态运行时装入方式;动态运行时的装入程序,在把装入模块装入内存后,并不立即把装入模块中的相对地址转换为绝对地址,而是把这种地址转换推迟到程序真正执行时才进行;因此,装入内存后的所有地址都仍是相对地址;问题：程序装入内存后修改地址的时机是什么4.3 连续分配方式4.3.3 动态分区分配——根据进程需要动态分配内存1. 分区分配中的数据结构1 空闲分区表—用若干表目记录每个空闲分区的分区序号、分区始址及分区的大小等数据项;2 空闲分区链--为实现对空闲分区的分配和链接,在每分区起始部分,设置前向指针,尾部则设置一后向指针;为检索方便,在分区前、后向指针中,重复设置状态位和分区大小表目;当分0内存空间区被分配后,把状态位由“0”改为“1”时,前、后向指针失去意义;图 4-5 空闲链结构2. 分区分配算法P1231首次适应算法first-fit —空闲分区链以地址递增次序链接 每次按分区链的次序从头查找,找到符合要求的第一个分区;2 循环首次适应算法—FF 算法的变种从上次找到的空闲分区位置开始循环查找,找到后,修改起始查找指针; 3 最佳适应算法—空闲分区按容量从小到大排序 把能满足要求的、最小的空闲分区分配给作业 4 最坏适应算法——空闲分区按容量从大到小排序 挑选最大的空闲区分给作业使用；5) 快速适应算法—根据容量大小设立多个空闲分区链表3. 分区分配操作1.分配内存请求分区u.size; 空闲分区m.size; m.size-u.size ≤size,说明多余部分太小, 不再切割,将整个分区分配给请求者；否则从该分区中划分一块请求大小的内存空间,余下部分仍留在空闲分区链;如图4-6 内存分配流程;2.回收内存1 回收区与插入点的前一空闲分区F1相邻：合并,修改F1大小;2 回收区与后一空闲分区F2相邻：合并,修改首地址和大小;3 回收区同时与前、后两个分区邻接：合并,修改F1大小,取消F2;4 回收区不邻接：新建表项,填写首地址和大小,并插入链表;如图前向指针N ＋20N 个字节可用后向指针N ＋2图 4-6 内存分配流程4.3.6 可重定位分区分配1．动态重定位的引入例：在内存中有四个互不邻接的小分区,容量分别为10KB 、30KB 、14KB 和26KB;若现有一作业要获得40KB 的内存空间,因连续空间不足作业无法装入;可采用的一种解决方法是：通过移动内存中作业的位置,以把原来多个分散的小分区拼接成一个大分区的方法,称为“拼接”或“紧凑;由于用户程序在内存中位置的变化,在每次“紧凑”后,都必须对移动了的程序或数据进行重定位;图 4-8 紧凑的示意4.3.7 对换即中级调度1. 对换Swapping 的引入(a ) 紧凑前(b ) 紧凑后“活动阻塞”进程占用内存空间；外存上的就绪作业不能进入内存运行;所谓“对换”,是指把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据,调出到外存上,以便腾出足够的内存空间；再把已具备运行条件的进程或所需要的程序和数据,调入内存;对换是提高内存利用率的有效措施;根据对换单位可分为：进程对换、页面对换和分段对换;为了能实现对换,系统应具备以下三方面功能：对换空间的管理、进程的换出与换入2. 进程的换出与换入1进程的换出选择阻塞且优先级最低的进程,将它的程序和数据传送到磁盘对换区上;回收该进程所占用的内存空间,并对该进程的进程控制块做相应的修改;2进程的换入找出“就绪” 但已换出到磁盘上时间最久的进程作为换入进程,将之换入,直至已无可换入的进程;4.4 基本分页存储管理方式前面的连续分配方案会形成许多“碎片”,“紧凑”方法可以解决碎片但开销大;是否允许进程离散装入 离散单位不同,称分页式存储和分段式存储;不具备对换功能称为“基本分页式”,支持虚拟存储器功能称为“请求基本分页式”;4.4.1 页面与页表1. 页面1 页面和物理块---将进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片,称为页面,并为各页编号;相应地把内存空间分成与页面相同大小的若干个存储块,称为物理块,也同样编号;分配时,将进程中的页装入到物理块中,最后一页经常装不满一块而形成 “页内碎片”;2 页面大小---页面的大小应选择适中;页面太小,内存碎片减小,利用率高；但页表过长,占大量内存;页面较大,页表长度小；但页内碎片大;因此,页面的大小应选择得适中,且页面大小应是2的幂,通常为512 B~8 KB;2. 地址结构分页地址中的地址结构如下：31 12 11 0它含有两部分：页号P12～31位,最多有1M 页和页内位移量W0～11位,每页的大小4KB ； 对某特定机器,其地址结构是一定的;若给定一个逻辑地址空间中的地址为A,页面的大小为L,则页号P 和页内地址d 可按下式求得：MODL A d L A INT P ][=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=3. 页表---实现从页号到物理块号的地址映射用户程序0 页1 页2 页3 页4 页5 页…n 页页表内存4.4.2 地址变换机构任务：将逻辑地址转换为物理地址；页内地址变换:因页内地址与物理地址一一对应, 可直接转换；页号变换：页表可实现从逻辑地址中页号到内存中物理块号的变换； 1．基本的地址变换机构a. 页表功能可由一组专门的寄存器实现原理；b. 页表大多驻留内存,系统中只设置一页表寄存器来存放页表在内存的始址和页表长度实际操作；c. 进程未执行时,页表始址和长度存放在PCB 中;执行时才将这两个数据装入页表寄存器中过程;图 4-12 分页系统的地址变换机构2. 具有快表的地址变换机构a. 仅用页表寄存器时,CPU 每存取一数据要两次访问内存页表-地址变换-数据；b. 为提高地址变换速度,可在地址变换机构中增设一具有并行查寻能力的特殊高速缓冲寄存器用以存放当前访问的那些页表项,称为“快表”;c. ->在CPU 给出逻辑地址,将页号P 送入快表 ->页号匹配,读物理块号后送物理地址寄存器->无匹配页号,再访问内存中页表,把从页表项中读出的物理块号送地址寄存器；同时,再将此页表项存入到快表中;->如快表已满,则OS 须找到一换出页表项换出; 为什么增加“快表”为了提高地址变换速度,可在地址变换机构中增设一个具有并行查寻能力的特殊高速缓冲寄存器,又称为“联想寄存器”Associative Memory,或称为“快表 “快表”有何缺点越界中断图 4-13 具有快表的地址变换机构4.5 基本分段存储管理方式4.5.1 分段存储管理方式的引入为什么引入推动内存从固定分配到动态分配直到分页存储,主要动力是内存利用率,而引入分段存储管理方式,主要是为了满足用户和程序员的下述一系列需要：1方便编程---把作业按逻辑关系划分为若干段,每段有自己的名字和长度,并从0开始编址;LOAD 1,A|<D>; STORE 1,B|<C>2 信息共享---段是信息的逻辑单位;为实现共享,存储管理应与用户程序分段的组织方式相适应;3 信息保护---对信息的逻辑单位进行保护,应分段管理;4 动态增长---分段存储能解决数据段使用过程中动态增长;5 动态链接---运行过程中动态调入以段为单位的目标程序;4.5.2 分段系统的基本原理1. 分段作业划分为若干段,如图4-16,每个段用段号来代替段名,地址空间连续;段的长度由逻辑信息长度决定,因而各段长度不等;其逻辑地址由段号段名和段内地址所组成,结构如下： 31 16 15 0该地址结构中,允许一个作业最多有64K 个段,每个段的最大长度为64KB;编译程序能自页表寄存器逻辑地址L 物理地址动根据源程序产生若干个段;2.段表,其中每段占一个表项,中;图4-16 利用段表实现地址映射3.分页和分段的主要区别1 页是信息的物理单位,分页是为提高内存的利用率,是为满足系统管理的需要;段则是信息的逻辑单位,分段是为了能更好地满足用户的需要;2 页的大小固定且分页由系统硬件实现；而段的长度不固定,通常由编译程序根据信息的性质来划分;3 分页的作业地址空间是一维的,程序只需一个地址记忆符；而分段的作业地址空间是二维的,程序员既需给出段名,又需给出段内地址;4.5.3 信息共享可重入代码纯代码:允许多个进程同时访问的代码;绝对不允许可重入代码在执行中改变,因此,不允许任何进程修改它;4.5.4 段页式存储管理方式1.基本原理---,,,4KB;作业空间内存空间子程序段数据段(a)段号(S)段内页号(P)页内地址(W)(b)主程序段图4-21 利用段表和页表实现地址映射4.6 虚拟存储器的基本概念前面各种存储器管理方式共同点：它们要求将一个作业全部装入内存后方能运行,于是出现了下面这样两种情况：1 有的作业很大,其所要求的内存空间超过了内存总容量,作业不能全部被装入内存,致使该作业无法运行;2 有大量作业要求运行,但由于内存容量不足以容纳所有这些作业,只能将少数作业装入内存让它们先运行,而将其它大量的作业留在外存上等待;4.5.1 虚拟存储器的引入1.常规存储器管理方式的特征1 一次性;将作业全部装入内存后方能运行,此外有许多作业在每次运行时,并非其全部程序和数据都要用到;一次性装入,造成了对内存空间的浪费;2 驻留性;作业装入内存后一直驻留,直至运行结束;尽管因故等待或很少运行,都仍将继续占用宝贵的内存资源;现在要研究的问题是：一次性及驻留性在程序运行时是否必需;2.局部性原理早在1968年, Denning.P就曾指出：1 程序执行时,除了少部分的转移和过程调用指令外,在大多数情况下仍是顺序执行的;2 过程调用将会使程序的执行轨迹由一部分区域转至另一部分区域,但经研究看出,过程调用的深度在大多数情况下都不超过5;3 程序中存在许多循环结构,这些虽然只由少数指令构成, 但是它们将多次执行;4 程序中还包括许多对数据结构的处理, 如对数组进行操作,它们往往都局限于很小的范围内;局限性主要表现在下述两个方面：1 时间局限性－由于循环操作的存在;如果程序中的指令或数据一旦执行,则不久以后可能再次访问;2 空间局限性－由于程序的顺序执行;程序在一段时间内所访问的地址,可能集中在一定的范围之内;3. 虚拟存储器定义---基于局部性原理程序运行前,仅须将要运行的少数页面或段装入内存便可启动,运行时,如果需要访问的页段尚未调入内存缺页或缺段,用OS提供请求调页段功能调入;如果此时内存已满,则还须再利用页段的置换功能,将内存中暂时不用的页段调至外存,腾出足够的内存空间后,再将要访问的页段调入;所谓虚拟存储器,是指具有请求调入功能和置换功能,能从逻辑上扩充内存容量的一种存储器系统;其逻辑容量由内存容量和外存容量之和所决定,其运行速度接近于内存,成本接近于外存;4.6.3 虚拟存储器的特征1)多次性---一个作业被分成多次调入内存运行,最初装入部分程序和数据,运行中需要时,再将其它部分调入;2)对换性---允许在作业的运行过程中进行换进、换出;换进和换出能有效地提高内存利用率;3)虚拟性---从逻辑上扩充内存容量,使用户所看到远大于实际内存容量;这是虚拟存储器最重要的特征和最重要的目标;4)离散性---是以上三个特性的基础,在内存分配时采用离散分配的方式;备注：虚拟性是以多次性和对换性为基础的,而多次性和对换性又必须建立在离散分配的基础上;4.7 请求分页存储管理方式4.6.1 请求分页中的硬件支持---页表、缺页中断和地址变换请求分页系统是在分页的基础上,增加了“请求调页”和“页面置换”功能,每次调入和换出基本单位都是长度固定的页,实现比请求分段简单;1．页表机制---将用户地址空间中的逻辑地址变换为内存空间中的物理地址,因只将部分调入内存,需增设若干项;在请求分页系统中的每个页表项如下所示：1 状态位P：该页是否已调入内存,供访问时参考;2 访问字段A：记录一段时间内本页被访问的频率,供选择换出页时参考;3 修改位M：页在调入内存后是否被修改过,供置换页面时参考;4 外存地址：指出该页在外存上的地址,即物理块号,供调入该页时参考;4.7.2 内存分配策略和分配算法1.最小物理块数的确定是指能保证进程正常运行所需的最小物理块数,当系统为进程分配的物理块数少于此值时,进程将无法运行;进程应获得的最少物理块数与计算机的硬件结构有关;对于某些简单的机器,所需的最少物理块数为2,分别用于存放指令和数据,间接寻址时至少要有三块;对于某些功能较强的机器,因其指令本身、源地址和目标地址都可能跨两个页面,至少要为每个进程分配6个物理块,以装入这些页面;2. 物理块的分配策略请求分页系统的两种内存分配策略：即固定和可变分配策略；两种置换策略：即全局置换和局部置换;可组合出以下三种策略;1 固定分配局部置换Fixed Allocation, Local Replacement--每进程分配一定数目的物理块,在整个运行期间都不再改变,换入换出都限于这些物理块;每个进程物理块难以确定,太多太少都不好2 可变分配全局置换Variable Allocation, Global Replacement --每进程分配一定数目的物理块,OS 保持一空闲物理块队列;进程缺页时,摘下一空闲块,并将该页装入;3 可变分配局部置换Variable Allocation, Local Replacemen －－每进程分配一定数目的物理块;进程缺页时,只允许从该进程内存页中选出一页换出;若缺页中断频繁,再为该进程分配若干物理块,直至缺页率减少；若缺页率特低,则减少该进程的物理块数,应保证缺页率无明显增加;3. 物理块分配算法1 平均分配算法－－将所有可供分配的物理块,平均分配给各个进程; 例如,有100个物理块,5个进程,每进程可分20个物理块;未考虑到各进程本身的大小;2 按比例分配算法－－根据进程的大小按比例分配物理块;共n 个进程,每进程页面数为si,则页面数的总和为：设可用的物理块为m,每进程分到的物理块数为bi,有：3 考虑优先权的分配算法－－为了照顾重要、紧迫的作业尽快完成,为它分配较多的空间;通常采取：把可供分配的物理块分成两部分：一部分按比例分给各进程；另一部分根据优先权分给各进程;有的系统是完全按优先权来分配;4.7.3 调页策略1. 何时调入页面1 预调页策略缺页前 ：页面存放连续,用预测法一次调入多个相邻页,预测成功率仅为50％;2 请求调页策略缺页时：运行中,发现不在内存,立即请求,由OS 调入;2. 从何处调入页面请求分页系统中外存分为两部分：文件区和对换区;这样,当发生缺页请求时,系统应从何处将缺页调入内存：1 系统拥有足够的对换区,可以全部从对换区调入所需页面;在进程运行前,须将有关的文件拷贝到对换区;2 系统缺少足够的对换区,这时凡是不会被修改的文件,都直接从文件区调入,由于它们未被修改而不必换出;但对于可能被修改的部分,换出时调到对换区,以后需要时,再从对换区调入;3 UNIX 方式;凡是未运行过的页面,都应从文件区调入；曾运行过但已换出的页面,放在∑==ni iS S 1m SS b ii ⨯=对换区,下次应从对换区调入;4.8 页面置换算法当进程运行时,所访问的页面不在内存而需要将他们调入内存,但内存无空闲时,需要选择一页面换出到对换区,选择算法即页面置换算法;算法评价：页面置换频率低,调出页面将不会或很少访问;4.8.1 最佳置换算法和先进先出置换算法1. 最佳Optimal 置换算法由Belady 于1966年提出的一种理论上的算法;原理：其所选择的被淘汰页面,将是以后永不使用的, 或是在最长未来时间内不再被访问的页面;特点：通常可获得最低的缺页率,但由于进程运行不可预知而无法实现,用来评价其他算法;假定系统为某进程分配了三个物理块,并考虑有以下的页面号引用串：7,0,1,2,0,3,0,4,2,3,0,3,2,1,2,0,1,7,0,1进程运行时,先将7,0,1三页装入内存;当进程要访问页面2时,将会产生缺页中断,此时OS 根据最佳置换算法,将选择页面7予以淘汰;共发生6次页面置换;图 4-25 利用最佳页面置换算法时的置换图 2. 先进先出FIFO 页面置换算法---总是置换最先进入内存的页面;用FIFO 算法共发生12次页面置换;该算法与进程的实际运行规律不相符,有些页面经常被访问全局变量,常用函数;图 4-26 利用FIFO 置换算法时的置换图4.8.2 最近最久未使用Least Recently Used LRU 置换算法1. LRU置换算法 ---在无法预测各页面将来使用情况下,利用“最近过去”作为“最近将来”的近似选择最近最久未使用的页面予以淘汰;用LRU 算法共发生9次页面置换;引用率70770170122010320304243230321201201770101页框(物理块）203图 4-27 LRU 页面置换算法2. LRU 置换算法的硬件支持LRU 算法比较好,但为了快速知道哪一页是最近最久未使用的页面,需要硬件支持：寄存器或栈;1 寄存器为了记录某进程在内存中各页的使用情况,须为每个页面配置一个移位寄存器,可表示为：原理：进程访问某物理块时,先将寄存器的Rn-1位设成1;此时,定时信号将每隔一定时间将寄存器右移一位;若将n 位寄存器的数看做是一整数,那么,具有最小数值的寄存器所对应的页面,就是最近最久未使用的页面;例：某进程在内存中有8个页面,为每页面配置一8位寄存器时的LRU 访问情况,如图4-28图 4-28 某进程具有8个页面时的LRU 访问情况2 栈--利用栈来保存当前使用的各页面的页面号;原理：每当进程访问某页面时,便将该页面的页面号从栈中移出,将它压入栈顶;因此,栈顶始终是最新被访问页面的编号,而栈底则是最近最久未使用页面的页面号;假定现有一进程所访问的页面的页面号序列为：4,7,0,7,1,0,1,2,1,2,6随着进程的访问,栈中页面号的变化情况如图4-29所示;在访问页面6时发生了缺页,此时页面4是最近最久未被访问的页,应将它置换出去;LRU 算法较好,但要求较多硬件支持, 实际使用接近LRU算法－Clock 算法;图引用率70770170122010323104430230321013201770201页框2304204230230127127011474074704170401741074210741207421074621074-29 用栈保存当前使用页面时栈的变化情况。
全国计算机等级考试四级网络工程师操作系统原理部分
操作系统原理第一章操作系统概论1.1操作系统的概念操作系统的特征：并发性，共享性，随机性。
研究操作系统的观点：软件的观点，资源管理的观点，进程的观点，虚拟机的观点，服务提供者的观点。
操作系统的功能：1.进程管理：进程控制，进程同步，进程间通信，调度。
2.存储管理：内存分配与回收，存储保护，内存扩充。
3.文件管理：文件存储空间管理，目录管理，文件系统安全性。
4.设备管理5.用户接口UNIX是一个良好的、通用的、多用户、多任务、分时操作系统。
1969年AT&T公司Kenneth L.Thompson 用汇编语言编写了Unix第一个版本V1，之后Unix用C语言编写，因此事可移植的。
1.3操作系统分类1.批处理操作系统：优点是作业流程自动化较高，资源利用率较高，作业吞吐量大，从而提高了整个系统的效率。
缺点是用户不能直接与计算机交互，不适合调试程序。
2.分时系统：特点是多路性，交互性，独占性，及时性。
3.实时操作系统4.嵌入式操作系统5.个人计算机操作系统6.网络操作系统7.分布式操作系统8.智能卡操作系统1.4操作系统结构1.整体式结构2.层次结构3.微内核（客户机/服务器）结构：①可靠，②灵活（便于操作系统增加新的服务功能），③适宜分布式处理的计算机环境第二章操作系统运行机制2.1中央处理器寄存器：用户可见寄存器：数据寄存器（通用寄存器），地址寄存器，条件码寄存器。
控制和状态寄存器：程序计数器，指令寄存器，程序状态字。
目态到管态的转换唯一途径是通过终端和异常。
管态到目态的转换可以通过设置PSW指令（修改程序状态字）实现。
PSW包括：①CPU的工作状态代码②条件码③中断屏蔽码2.2存储体系存储器设计：容量，速度，成本存储保护：①界地址寄存器（界限寄存器）：产生程序中断-越界中断或存储保护中断②存储键2.3中断与异常机制分类：中断：时钟中断，输入输出（I/O）中断，控制台中断，硬件故障中断异常：程序性中断，访管指令异常2.4系统调用系统调用程序被看成是一个低级的过程，只能由汇编语言直接访问。
2019年全国计算机等级考试四级纲要辅导4
2019年全国计算机等级考试四级纲要辅导4黑盒测试是根据规格说明所规定的功能来设计测试用例，它不考虑程序中的内部结构和处理过程。
常用的黑盒测试技术有等价类划分、边值分析、错误猜测等。
1.等价类划分前面已经讲过，不能穷举所有可能的输入数据来实行测试，所以只能选择少量有代表性的输入数据，来揭露尽可能多的程序错误。
这里首先要介绍一个有效的输入数据和无效的输入数据。
有效的输入数据是指符合规格说明要求的合理的输入数据，它主要用来检验程序是否实现了规格说明中的功能。
无效的输入数据是指不符合规格说明要求的不合理或非法的输入数据，它主要用来检验程序是否做了规格说明以外的事。
如果把所有可能的输入数据（有效的和无效的）划分成若干个等价类，那么能够合理地做出假定：如果等价类中的一个输入数据能检测出一个错误，那么等价类中的其他输入数据也能检测出同一个错误;反之，如果一个输入数据不能检测出某个错误，那么等价类中其他输入数据也不能发现这个错误（除非这个等价类的某个子集还属于另一等价类）。
等价类划分方法首先把输入数据划分成若干个有效等价类和若干个无效等价类，然后设计测试用例覆盖这些等价类。
来源：2.边值分析大量的实践说明，程序中在处理边界情况时出错的概率比较大，所以设计一些测试用例，使程序运行在边界情况附近，这样揭露程序中错误的可能性就更大。
所谓边界条件是指相对于输入与输出等价类直接在其边界上，或稍高于其边界，或稍低于其边界的这些状态条件。
使用等价类划分方法设计测试用例时，原则上讲，等价类中的任一输入数据都可作为该等价类的代表用作测试用例。
而边值分析则是专门挑选那些位于边界附近的值作为测试用例。
因为边值分析方法所设计的测试用例，更有可能发现程序中的错误，所以经常把边值分析方法与其他设计测试用例方法结合起来使用。
3.错误猜测错误猜测是一种凭直觉和经验推测某些可能存有的错误，从而针对这些可能存有的错误设计测试用例的方法。
这种方法没有机械的执行步骤，主要依靠直觉和经验。
青少年计算机等级考试四级考试大纲(2019版)
青少年计算机等级考试四级考试大纲（2019版）一、基本要求（一）理解计算系统的设计原则，能够使用结构化流程较全面的进行故障排除。
（二）掌握算法的设计方法，能够以用户为中心，用一门代码式编程语言编写应用软件。
（三）理解主要计算机网络协议和网络安全协议。
（四）能够设计数据收集、清洗、展现的方案；理解数据存储的原理；理解计算机模型对推论和预测的作用及对隐私的影响。
（五）理解计算技术的自动化和全球化，让人类社会面临新的平衡；社交网络能够影响个人甚至整个社会对问题的判断；懂得权衡信息公开和隐私保护，通过了解常用攻击手段更好的保护自己隐私。
二、考试内容（一）设备及计算系统1、理解人与计算设备之间的交互关系，分辨哪些是有利的，哪些是危险的，哪些是不可预测的。
例如，计算设备可以扫描书面信息并将其转换为语音。
支持GPS的计算设备可以提供到目的地的路线，但无意中也存在让人们被恶意跟踪的隐患。
此外，按GPS导航驾驶可能导致人们分心而出事故。
2、理解可访问性是任何计算系统设计中的重点。
能运用人机交互的设计，改善设备并扩展人的能力。
3、理解硬件和软件共同决定了计算系统存储和处理信息的能力。
4、理解计算系统的设计或选择涉及多种考虑因素和潜在的权衡。
例如功能，成本，尺寸，速度，可访问性和美学。
5、了解计算设备和组件的工作原理及交互方式。
6、能够使用结构化流程较全面的进行故障排除。
如家中网络电视突然没有内容，首先列出涉及到的设备及是否有调用关系，包括电视机、无线网络设备；再分别检查电视机和无线设备的输入输出、处理、存储是否有问题，从而排查出故障。
（二）算法和编程1、理解算法会影响人们与计算机的交互方式以及计算机的响应方式。
2、掌握通过分解、模式识别和抽象的方法，设计出适用于多种情况的算法。
3、理解可读的算法更易于协作、测试和调试。
4、掌握创建变量并存储所选类型数据值的方法。
5、能为每个变量分配一个有意义的标识符，掌握按名称访问和执行操作的方法。
计算机等级考试四级计算机网络复习要点
全国计算机等级考试《四级计算机网络》复习要点第一章计算机基础第一节计算机概述1. 计算机特点2. 计算机发展阶段（这几个阶段是并行关系）（1）大型机阶段（50~60年代）：●1946年第一台计算机，美国宾夕法尼亚大学ENIAC 电子管计算机，用于计算弹道。
●1958年103计算机（中国）●1959年104计算机（中国）大型计算机经历了4代：●电子管计算机●晶体管计算机●中小规模集成电路计算机●超大规模集成电路计算机（2）小型机阶段（60~70年代）：第一次小型化●DEC公司（美国数据设备公司）：1959年，PDP-1；1965年，PDP-8；1975年V AX-11●我国：1973年DJS130计算机→DJS100系列（3）微型机阶段（70~80年代）：第二次小型化●Apple公司：1977年AppleII微型机●IBM公司：1981年，第一台个人PC机●联想（Lenovo）：2005年收购IBM公司的全球PC业务，成为第三大PC制造商（4）客户/服务器阶段（即C/S阶段）（80~90年代）（5）互联网阶段（90年代至今）●1969年美国国防部ARPANET——互联网的前身●1983年TCP/IP成为ARPANET的协议标准●1991年我国第一条互联网专线中科院的高能物理所——斯坦福大学的直线加速器●1994年在我国实现TCP/IP3. 计算机的应用领域科学的数据辅助和控制人工网络中的多媒体●科学计算●数据处理●辅助技术：CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAI（计算机辅助教学）●实时控制●人工智能●网络应用●多媒体应用第二节计算机的硬件系统1. 计算机系统的结构根据冯·诺依曼模型，计算机硬件由5大部分组成：● 运算器 ● 控制器 ● 存储器 ● 输入设备 ●输出设备2. 计算机的指标（1）位数也称字长，是指CPU 一次能处理多少位的数据（二进制），字长越长，数的表示范围也越大，精度也越高。
全国计算机等级考试四级复习纲要六[6]
（4）表的互斥和共享打开的表要么互斥（Exclusive）使⽤，要么共享（Shared）使⽤。
如果互斥使⽤，那么在关闭该表之前任何其他⼈都不得再重新打开该表。
缺省状态下。
FoxPro打开的表是互斥使⽤的。
要命名打开的表能共享使⽤，必须加载DOS SHARE程序。
⼯作在不需SHARE的络上则不⽤加载。
同时要在Command窗⼝中敲⼊SET EXCLUSIVE OFF，那么后续打开的所有表都能共享使⽤，已经打开的表依然互斥使⽤。
在USE命令后加⼊SHARED，使⽤户能够替换对指定⽂件的EXCLUSIVE设置。
也可从View窗⼝中打开表⽤于共享使⽤，这可以取消File/open对话框中Exclusive复选框的标记⽽实现。
某些FoxPro命令需要互斥使⽤表，如DELETE TAG，INDEX ON…TAG，INSERT ［BLANK］，MODIFY STRUCTURE，PACK，REINDEX，ZAP等。
在表被打开⽤于共享之后，必须处理记录争⽤的问题。
但⽬前读者还只需要知道在交互地增加和修改的据时，FoxPro为⽤户处理⼤多数这种问题。
注意:如果⽤户保证EXCLUSIVE已关闭（SET OFF），但状态栏仍旧显⽰表是EXCLU¯SIVE的话，那么或许SHARE程序没有加载，或许表是在EXCLUSIVE打开（SET ON）状态时打开的，也可能所使⽤的表刚刚创建。
⽤户创建表打开时是互斥使⽤的，直到关闭该表;但下⼀次打开该表时，可使表⽤于共享。
（5）Browse窗⼝Browse窗⼝是FoxPro功能、最富⽣机的特征之⼀。
在Browse窗⼝中不仅可以浏览表的内容，还可以向表中增加记录、删除记录、修改字段等。
进⼊Browse窗⼝有多种⽅法，既可从主菜单中Database/Browse进⼊，也可从View窗⼝中的Browse按钮进⼊，还可以在查询时进⼊。
View窗⼝在FoxPro中是最有⽤的窗⼝之⼀。
⽤户应在进⼊FoxPro后，就打开View窗⼝，这样会给⽤户带来许多⽅便。
计算机等考四级数据库技术复习笔记归纳
计算机等考四级数据库技术复习笔记归纳
计算机等考四级数据库技术复习笔记归纳
1.5 数据库管理系统
1.5.1 数据库管理系统的功能
(1) 数据定义功能：DBMS提供了数据定义语言(DDL)，用户利用DDL定义数据库对象的三级模式结构，描述数据库的结构特征。
(2) 数据操纵功能：DBMS提供数据操纵语言(DML)，用户利用DML对数据进行查询、插入、删除或更新;
(3) 数据库运行管理和控制功能
(4) 数据库的建立和维护功能
1.5.2 数据库系统的全局结构
1、 DBS可分为用户、人机交互界面、DBMS和磁盘四个层次;
2、用户可分为四类：数据库管理员DBA;专业用户;应用程序员;终端用户;
3、 DBMS可分为两部份：
(1) 查询处理器：面向用户查询请求;包括以下几个功能模块：DML编译器、嵌入式DML的预编译器、DDL编译器、查询执行引擎;
(2) 存储管理器：面向数据存储访问，包括以下几个功能模块：权限和完整性管理器、事务管理器、文件管理器、缓沖区管理器;
4、磁盘存储的'类型：
(1) 以数据库文件方式存储的应用数据;
(2) 数据字典;
(3) 为提高查询速度而设置的数据库引擎;
(4) DMS运行时的统计分析数据;
(5) 日志信息。
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2019年全国计算机等级考试四级复习纲要：存储管理
四、存储管理
1.引言
现代计算机系统中的存储系统常是多级存储体系，至少有主存（内存）和辅存（外存）两级。
有的系统有更多级。
主存是由系统实际提供的存储单元（常指字节）组成的一个连续地址空间，处理器可直接存取。
辅存是指软盘、硬盘、光盘和磁带等一些外部存储部件，常用来存放暂不执行的程序和数据，处理器不能直接访问，需**启动I/O 设备，才能实行内存、外存交换。
其访问速度慢，但价格便宜，常用作主存的后援设备。
主存大小由系统硬件决定，是实实在在的存储，它的存储容量受到实际存储单元的限制。
虚拟存储（简称虚存）不考虑实际主存的大小和数据存取的实际地址，只考虑相互相关的数据之间的相对位置，其容量由计算机的地址的位数决定。
系统中主存的使用一般分成两部分，一部分为系统空间，存放操作系统本身及相关的系统数据，另一部分为用户空间，存放用户的程序和数据。
（1）地址重定位用户程序需调入主存运行，即从辅存把用户已经编译链接的目标程序（有时称为可执行程序）装入主存。
因为用户作业的存储空间是运行时确定的，所以程序中的操作地址都采用相对地址（逻辑地址）的形式。
把相对地址空间的程序转换成在绝对地址（物理地址）空间上能够执行的过程称为地址重定位，也称为地址映射或地址映像。
地址重定位有两种：静态重定位和动态重定位。
静态重定位是指在程序装入时完成，一般由软件实现;动态重定位是指在程序执行时实现地址转换，它通常由一个基本地址寄存器和一个加法器组成的动态重定位机制实现。
（2）存储管理的功能早期的单用户操作系统，一次只允许一个用户程序驻留，它拥有用户地址空间的全部访问权限，存储管理的任务是存储空间的分配与回收。
在多道程序系统，多个程序同时驻留内存，如何有效地利用主存，如何让需要较大运行空间的作业运行，如何保
护与共享主存等，都是存储管理应解决的问题。
存储管理应提升存储
资源的利用效率，又方便用户使用，存储管理的任务应具有如下功能：①分配与回收：主存分配方法有两种：静态分配与和动态分配。
静态
分配是指在目标模块装入主存时即取得所需空间，直至完成不再变动;
动态分配则允许进程在运行过程中继续申请主存空间。
采用动态分配
方法的系统中，常配合使用合并自由区的方法，使一个连续的空区尽
可能地大。
②存储扩充：提供虚拟存储器，使计算机系统似乎有一个
比实际主存储器容量大的主存空间。
需考虑放置策略。
③共享与保护：共享指共享在主存中的程序或数据，如多个用户共享编辑程序成编译
程序等。
因为多道程序共享主存，每个程序都应有它单独的主存区域，各自运行，互不干扰。
2.实存管理
（1）单一连续分配在单道程序系统中，主存区域的用户空间全部为
一个作业或进程占用，单一连续分配方法主要用于早期单道批处理系
统以及80年代个人计算机系统，单一连续分配方法主要采用静态分配
方法，为降低成本和减少复杂度，常不对主存实行保护，会引起冲突
而使系统瘫痪。
（2）固定分区分配固定分区分配法是把主存空间固定地划分为若干
个大小不等的区域，划分的原则由系统决定。
系统使用分区表描述分
区情况。
（3）可变分区分配可变分区分配方法是将主存空间按用户要求动态
地划分若干个分区。
这样就消除了固定分区分配方法中的小作业占据
大分区造成的浪费（这种浪费称为内碎片）。
可变分区分配系统中初
始时只有一个分区。
随后，分配程序将这个区依次分给作业或进程。
继续考察连续分配方案：一个作业必须占据相邻接的存储单元。
在可
变分区分配系统中，并不作出作业有多长的的假定（除了它们不能大
于计算机内可利用主存的尺寸之外。
当作业到达时，如果调度机构决
定它们开始运行，它们就能获得必要的存储区，一点浪费也没有———存储区的分区与作业的长度相符。
）但是，每种存储组织方案都包。