本章讲的是操作系统如何与各种输入/输出（I/O）设备打交道。想象一下：没有输入的程序每次运行结果都一样，没有输出的程序运行了也没意义。所以 I/O 对计算机系统来说至关重要。计算机里的设备不是随便接的，而是按照速度和重要性分层连接：为什么要这样分层？存储接口的演进历史：ATA → SATA → eSATA，每一代性能都更强。一个设备在逻辑上分为两部分：接口：操作系统通过读写寄存器来控制设备，就像操

前面几章我们一直假设：每个进程的地址空间都能完整放入物理内存。现实中这是不可能的：磁盘比内存慢 10000∼10000010000 \sim 10000010000∼100000 倍，但容量可以是内存的几十倍。操作系统正是利用这个特点，用磁盘来"假装"内存更大。在磁盘上划出一块专用区域，专门用来存放"暂时不用"的内存页。操作系统可以把物理内存中的页换出（swap out）到这里，需要时再换入（sw

让程序方便地运行（甚至同时运行多个程序）让程序之间共享内存让程序能访问各种硬件设备（硬盘、网卡等）OS 实现这些目标的核心手段叫做虚拟化（Virtualization）。虚拟化：把真实的物理资源（CPU、内存、磁盘）包装成更通用、更易用的"虚拟版本"提供给程序使用。因此，操作系统有时也被称为虚拟机（Virtual Machine）。OS 还提供系统调用（System Call）接口，让应用程序告诉

死锁：一组进程中，每个进程都在等待一个只有该组中另一个进程才能触发的事件。因为所有进程都在等待，没有任何进程能触发唤醒事件，所有进程永久阻塞。资源是指任何必须先申请、再使用、最后释放硬件设备：打印机、扫描仪、摄像头、磁带机软件资源：数据库记录、文件、信号量、互斥锁要破坏的条件方法互斥条件对所有资源使用假脱机持有并等待开始时一次性申请所有资源不可抢占强制夺走资源（虚拟化）循环等待对资源按编号排序，强

计算机由很多复杂的硬件组成——处理器、内存、硬盘、键盘、显示器……如果每个程序员都要直接和这些硬件打交道，编程会极其困难。操作系统（Operating System，OS） 就是夹在硬件和用户程序之间的一层软件，它的作用是：1.2 内核模式 vs 用户模式计算机通常有两种运行模式：模式英文权限运行的软件内核模式Kernel Mode最高，可执行任何指令操作系统核心用户模式User Mode受限，禁

想象一下：Alice 要给 Bob 发一封情书，但坏人 Trudy 在网络上偷听。1. 保密：Trudy 看不到信的内容2. 认证：Bob 确认信真的是 Alice 写的3. 完整：信在路上没有被 Trudy 偷改下面的每个术语，都是为了解决这三个问题中的某一部分。Bob 在网上买东西，输入了信用卡号……没有安全保护时：Bob ──[信用卡号 明文]──> 互联网 ──> Alice的服务器Tru

fill:#333;important;important;fill:none;color:#333;color:#333;important;fill:none;fill:#333;height:1em;第7章 无线与移动网络7.1 网络基本构成7.2 物理层特性无线接入网RAN / WLAN无线核心网服务器/路由器基站切换 Handoff电磁波参数幅度/频率/相位/波长功率与带宽功率谱密度噪声

图2展示了一个典型的机构交换局域网：三个系（电气工程、计算机科学、计算机工程）各连一个二层交换机，再通过主干交换机连到服务器和路由器。交换局域网拓扑（对应图2）：互联网路由器主干交换机（10Gbps光纤）/ | \/ | \子交换机1 子交换机2 子交换机3(EE系) (CS系) (CE系)主机 ... 主机 主机 ... 主机 主机 ... 主机MAC 地址（媒体访问控制地址），也叫 LAN 地

网络管理三大方法的定位：| | |v v v[精细控制] [大规模监控] [大规模配置管理][单台设备] [单台设备] [多设备协同][手动/脚本] [自动化查询] [自动化 + 原子操作][无标准化] [部分标准化] [强标准化 + 约束][安全靠SSH] [安全靠SNMPv3] [安全靠TLS]管理服务器（Managing Server）：运行在网络运营中心（NOC）的应用程序，负责发出查询/

在之前的章节里，TCP 的拥塞控制完全靠"自己猜"——通过观察丢包、RTT 和吞吐量来判断网络是否拥塞。这种方式叫做端到端拥塞控制。让网络中的路由器直接告诉发送方"我堵了！，而不是等到丢包才知道。ECN 是 IP 和 TCP 的联合扩展，定义在 RFC 3168 中。应用开发者现在有三个选择：选择1：原生 TCP（操作系统提供）- 可靠传输、流量控制、拥塞控制- 更新慢（需要操作系统升级）选择2：