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CPU

2.进程同步与死锁

• PV操作：P操作（S–）申请资源，S<0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 $M=N\ast (K-1)+1$

3.存储管理

• 地址转换：分页管理中，MMU（Memory 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
• Tomcat：Web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、J2EE（Java 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、EJB

2.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Bean（MDB）：EJB3.0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API

• RMI-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API
• JDBC：数据库操作API
• JMS：点对点消息服务
• JNDI：命名和目录接口
• JAXP：XML解析API
• JCA：Java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