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如何做程序員操作系統

發布時間:2023-02-04 12:42:23

① 要做程序員需要學會什麼

其實簡單來說,程序員的工作就是使用編程語言,根據需求寫出一個程序。
但是,在這個過程中,涉及如下幾個方面:

使用的編程語言 程序員需要選擇一門或者多門語言來編程,不同的語言適合編寫不同的程序,目前主流編程語言包括,Java、JavaScript、Python、C++、php以及其他小語種等等,每種編程語言適合開發的程序有所不同。目前從程序應用分來,主要可以分為三類a 企業應用,主要用於解決企業業務。各種企業管理後台系統,銀行系統,公安系統,圖書管理系統等等。
b 互聯網應用,面向互聯網用戶,為互聯網用戶提供各類服務。比如現在的京東淘寶各類電商系統等。
c 移動應用,各類在移動端使用的APP,有面向互聯網用戶的APP,也有面向企業內部的APP。
目前相對而言,在移動應用和互聯網應用方面,資本投入比較熱的風口,程序員的薪資較高。企業應用,發展了很多年,相對平穩。

2. 明白需求,實現需求
需求就是編寫程序的要求。一個程序要編寫成什麼樣子,具備哪些功能,都是由需求來具體說明。程序員要需要能看懂需求文檔,並且能准確地使用編程語言,根據需求中的要求來編寫成程序。企業開發的項目,往往會由該程序的架構師提供一個程序框架,程序員在該框架的規范下進行編程,實現需求的功能,以確保程序的規范、可讀,以及可維護性。

3. 日常工作寫程序
一個軟體開發一般流程是產品經理根據用戶需求做一個項目出來,然後UI設計師做一些圖片設計,前端開發編寫頁面,後台開發編寫核心編程,然後介入一些大數據和人工智慧,通過測試之類上線實施,後期還有運維進行相關維護。
程序員一般大多指的是前端和後台寫代碼程序的開發人員,除了編寫代碼,可能還需要通過介面和其它系統對接,實現系統間的數據交換。像單體測試,是程序員對自己寫好的程序單元進行測試,檢測這個程序單元數據輸入和數據輸出是否符合預期等等。測試出來的問題,需要修改正確,然後再測試,直至沒有問題。和同事共同開發的時候也需要聯合測試,以及用戶測試過後如果存在BUG繼續進行修改。

② 請問如何做精通Windows系統的程序員呢

程序員之路比較漫長,要學的東西很多。而且你看到的那些軟體並非一人就能夠開發成功的,需要一個team的努力。

選擇做程序員,除非你天賦很高,否則不要當作一個愛好,要當作一個事業,一個人生規劃的方向,只因為你要付出很多去掌握。

你可以先試著學習C或JAVA或別的一門計算機語言,
學習中,很多你現在的問題,你都會有新的理解。
出色的程序員離不開數據結構與演算法,你也可以同時去看去學。

③ 操作系統是如何編寫的用什麼語言編寫的

操作系統使用C語言和匯編編寫的,Windows,UNIX,linux都是這樣的。絕大部分是C,極少情況使用匯編。
操作系統的編寫需要與硬體廠商緊密配合,兩者相輔相成。操作系統的實現要對硬體作出假設,硬體的設計要對操作系統的使用做出假設。所以開發操作系統很大的難度就是要和眾多硬體設備供應商保持緊密的合作。
編寫操作系統,和開發應用程序很大的不同是,他沒有平台的庫函數使用,很多時候是直接面向硬體,而且不是像應用程序是靠事件來驅動,而是靠中端機制來促使操作系統運行

④ 怎樣做一名高效率程序員

1、理解編程語言的原理

三流的人才懂應用,二流的人才懂開發,一流的人才懂原理。各種語言之間存在著相似的地方,掌握語言的原理是必不可少的。最重要的,讓語言去適應項目,反之亦然。

2、向優秀程序員學習

你有一個蘋果,我也有一個蘋果,我們交換蘋果,你我還是有一個蘋果;你有一種思想,我也有一種思想,我們交換思想,你我就有了兩種思想。

與優秀的程序員為伍,你將吸收的最實用的經驗,這遠比你一個人自學、死磕編程來的快一些。有一句話說到好,與臭棋佬下棋,棋會越下越臭。不可否認這樣一個事實:和什麼樣的人在一起,就有什麼樣的格局,就會有什麼樣的人生。

3、了解數據結構和演算法

如果你要成為一個高效的開發者,就必須學會快速排序、學會辨認O(n2)程序、學會編寫遞歸函數。

學會多種語言,你便會更清楚不同的框架是相同問題的是如何解決的。盡可能去了解底層命令(plumbing),以便能夠作出明智的決定(Web框架是怎麼存儲session狀態的?Cookie到底是什麼?)。

4、精通一個編輯器

高效開發者通常是用IDE編輯器嗎?其實不是的,他們更常用的文本編輯器,因為這樣更會學到東西。

如果使用編輯器選擇通用的Emacs或Vim,自然是最好的。其次,挑選你的首選平台最支持的。使用宏,不斷地寫代碼;使用Visual Studio或SublimeText的自動補齊功能。

5、整潔的代碼勝過巧妙的代碼

如果想讓別人可以輕松讀懂你編寫的代碼,請盡量使用最少的代碼來完成任務。在編寫代碼過程中,遵循DRY(Don』t repeat yourself)的原則,使用明確定義的對象和庫,將任務分解成小而簡單的代碼段。

6、掌握代碼調試技巧

現如今市場和需求變化相當快,項目的周期有時就會縮短。一個月的工作計劃,會縮短到2個星期。項目的壓力難免會導致程序員的代碼質量會有所下降!

因此,調試技巧在這樣的環境下就顯得尤為重要。高級程序員會在函數的開始和結束輸出Log,把所有的參數和返回值列印到日誌系統,便於追蹤。在解決問題的過程中,使用開發工具一行一行進行調試,實時觀看參數的變化。

7、重新回顧代碼

重新去回顧和審視自己寫過的代碼,通常會有兩種體驗,一種是我怎麼寫了這么爛的代碼;另外一種則是對自己寫過的代碼充滿了成就感。回顧代碼有時可以觸發我們新的想法,甚至還能對編碼有一個更深層次的思考。

⑤ 學習計算機操作系統需要什麼基礎

近幾年,計算機行業可謂是騷動不斷。互聯網+的出現,不僅推動互聯網本身的發展,更多的是為許多傳統行業提供了變革新思路。與此同時,作為技術支撐的計算機行業也隨著火熱起來。眼下我們的生活已經離不開計算機,學習計算機技術的人越來越多,有些人覺得代碼很難學,又擔心自己的數學、英語都不好,學起計算機來肯定很困難,那學習計算機操作需要什麼基礎呢。

3、英語基礎

計算機英語不同於傳統的英語知識。你需要了解的大部分是計算機專業詞彙,它們通常都很簡單。然而,在高級編程中,會有一些難懂的單詞,如果想參與計算機語言設計並對職業發展有更多追求的學生可以自學大學英語。

畢竟,在學習it技術和職業發展的過程中,專業文檔的閱讀能力也是非常重要的。我們不能依賴在線翻譯,而且很多學習材料都是英文的。當中文翻譯出來的時候,時間是非常不確定的。因此,強迫自己閱讀原文和學習英語可以加快學習速度。

其實學習計算機沒有想像中的那麼困難,雖然英語、數學成績好的同學是有優勢,但是學習計算機真正重要的是學習能力和投入的時間。

⑥ 程序員平常用什麼系統做開發

程序員平常做開發用的系統有:Windows,MacOS,BSD,Solaris以及各大版本的GNU/Linux。

windows, macOS,linux是當今主流三大操作系統,普通用戶一般是選擇windows或macOS, linux主要是占據伺服器領域市場。

普通用戶對於操作系統的選擇很簡單,經濟實用選windows,錢多講究格調選macOS, 畢竟普通用戶切換操作系統的成本並不大。而程序員就不一樣了,換一個操作系統,就意味著所有開發環境都要一並更換。而且在程序員群體中,操作系統有以下的鄙視鏈:macOS-->linux-->windows。

其實操作系統的比較並不是簡單粗暴的單一維度比較,用windows並不意味著low,用linux也不等同於你就是一個極客。關鍵在於你是如何使用。就好比編程語言的選擇,php是最招人黑的語言(沒有之一), 但黑php的人中有不少人寫的代碼同樣不堪入目。

不過作為一個程序員,你很有必要學會linux,如果你的程序最終是跑在線上的Linux伺服器上,那麼你就更應該從現在開始投入linux的懷抱中,早日從windows脫坑。至於macOS,在命令行上與linux絕大部分相同,都是類unix的操作系統。

如何學linux?

工作中,看到不少工作好幾年的程序員,在操作linux時特別生疏,只會最基本的幾個命令:cdls mkdir 等。vim編輯器的操作更是讓人看了很著急,被譽為編輯器之神的vim在他們手中,完全沒有半點靈氣,感覺就像是編輯器之屎。

之所以會出現這種現象,很大原因在於他們的學習方式錯了,不少人都知道linux很重要,不掌握linux,基本上就只能停留在最基本的增刪改查功能上。他們學linux的方式可能是看書,也可能是看視頻,甚至有些還會去背命令,但由於他們的操作環境是windows,linux的應用場景很少。根本沒辦法將所學的知識運用,更加感受不到linux的魅力。

學linux最好地方式,就是直接去用!直接將自己的開發環境都改成linux,一開始很蹩腳,很不適應,這很正常。如果你一直感到很舒服,只能說明你一直沒有進步。想想我們學了那麼多年英語,絕大多數人還是無法掌握英語,看到英語文檔就直接自動屏蔽。其原因都是:一直在學,但從來沒在用。只學而不用,沒有半點用。

⑦ 如何成為一個程序員

想要從零開始成為程序員,先不要著急的去學習,而是先要去了解程序員。

1.隨便在招聘網站搜索就會發現程序員會分有很多類型,那你就需要確定自己將來想要發展的方向,自己的職業規劃是什麼?

2.通過搜索可以看到,剛剛起步的程序員工資並不是很高而且學習階段也會比較忙,那這個時候你是不是靠考慮一下如何兼顧生活和工作?工資如何支配合理等問題(沒有經驗限制的工作相對較低)

PHP程序員崗位要求

關於學習建議你這樣試試看:

學習的方式基本可分為兩個類型,一個是碎片化的學習,一個是系統進修

  1. 你可以從網路上各機構大量的視頻或者書籍得到相關的學習資料。從大量的資料中,發現真正的干貨,從而不斷學習,這屬於碎片化的自習。由於自學周期比較長,還有不少小夥伴選擇是一邊工作賺取生活費,一邊再利用閑暇時間學習,當然如果你的精力充沛,這也是一個好辦法。

  2. 如果要報培訓班, 一定要找正規的培訓機構學習,不然容易被坑。培訓機構裡面的課程都是現在工作中需要用到的,時間短,基本上是可以讓你快速上手工作的。但是要把所有的知識點都消化就沒那麼快了,所以需要自己私下更加的努力,鞏固學習。

注意事項:

1. 自學要注意的是:自學入門時會很枯燥,不要兩天打魚三天曬網!!!切記

2. 在培訓機構里學習要注意的是:勤加練習、主動自學、有問題提,不懂的盡管問老師(把交的錢發揮到極致),不然之後再有問題就沒有這么好的機會能夠直接得到老師的指點了。

最後,祝願想要成為程序員的小夥伴都能心想事成哦(*^▽^*)~

⑧ 程序員必備知識(操作系統5-文件系統)

本篇與之前的第三篇的內存管理知識點有相似的地方

對於運行的進程來說,內存就像一個紙箱子, 僅僅是一個暫存數據的地方, 而且空間有限。如果我們想要進程結束之後,數據依然能夠保存下來,就不能只保存在內存里,而是應該保存在 外部存儲 中。就像圖書館這種地方,不僅空間大,而且能夠永久保存。

我們最常用的外部存儲就是 硬碟 ,數據是以文件的形式保存在硬碟上的。為了管理這些文件,我們在規劃文件系統的時候,需要考慮到以下幾點。

第一點,文件系統要有嚴格的組織形式,使得文件能夠 以塊為單位進行存儲 。這就像圖書館里,我們會給設置一排排書架,然後再把書架分成一個個小格子,有的項目存放的資料非常多,一個格子放不下,就需要多個格子來進行存放。我們把這個區域稱為存放原始資料的 倉庫區 。

第二點,文件系統中也要有 索引區 ,用來方便查找一個文件分成的多個塊都存放在了什麼位置。這就好比,圖書館的書太多了,為了方便查找,我們需要專門設置一排書架,這裡面會寫清楚整個檔案庫有哪些資料,資料在哪個架子的哪個格子上。這樣找資料的時候就不用跑遍整個檔案庫,在這個書架上找到後,直奔目標書架就可以了。

第三點,如果文件系統中有的文件是熱點文件,近期經常被讀取和寫入,文件系統應該有 緩存層 。這就相當於圖書館裡面的熱門圖書區,這裡面的書都是暢銷書或者是常常被借還的圖書。因為借還的次數比較多,那就沒必要每次有人還了之後,還放回遙遠的貨架,我們可以專門開辟一個區域, 放置這些借還頻次高的圖書。這樣借還的效率就會提高。

第四點,文件應該用 文件夾 的形式組織起來,方便管理和查詢。這就像在圖書館裡面,你可以給這些資料分門別類,比如分成計算機類.文學類.歷史類等等。這樣你也容易管理,項目組借閱的時候只要在某個類別中去找就可以了。

在文件系統中,每個文件都有一個名字,這樣我們訪問一個文件,希望通過它的名字就可以找到。文件名就是一個普通的文本。 當然文件名會經常沖突,不同用戶取相同的名字的情況還是會經常出現的。

要想把很多的文件有序地組織起來,我們就需要把它們成為 目錄 或者文件夾。這樣,一個文件夾里可以包含文件夾,也可以包含文件,這樣就形成了一種 樹形結構 。而我們可以將不同的用戶放在不同的用戶目錄下,就可以一定程度上避免了命名的沖突問題。

第五點,Linux 內核要在自己的內存裡面維護一套數據結構,來保存哪些文件被哪些進程打開和使用 。這就好比,圖書館里會有個圖書管理系統,記錄哪些書被借閱了,被誰借閱了,借閱了多久,什麼時候歸還。

文件系統是操作系統中負責管理持久數據的子系統,說簡單點,就是負責把用戶的文件存到磁碟硬體中,因為即使計算機斷電了,磁碟里的數據並不會丟失,所以可以持久化的保存文件。

文件系統的基本數據單位是 文件 ,它的目的是對磁碟上的文件進行組織管理,那組織的方式不同,就會形成不同的文件系統。

Linux最經典的一句話是:「一切皆文件」,不僅普通的文件和目錄,就連塊設備、管道、socket 等,也都是統一交給文件系統管理的。

Linux文件系統會為每個文件分配兩個數據結構: 索引節點(index node) 和 目錄項(directory entry) ,它們主要用來記錄文件的元信息和目錄層次結構。

●索引節點,也就是inode, 用來記錄文件的元信息,比如inode編號、文件大小訪問許可權、創建時間、修改時間、 數據在磁碟的位置 等等。 索引節點是文件的唯一標識 ,它們之間一一對應, 也同樣都會被 存儲在硬碟 中,所以索引節點同樣佔用磁碟空間。

●目錄項,也就是dentry, 用來記錄文件的名字、索引節點指針以及與其他目錄項的層級關聯關系。多個目錄項關聯起來,就會形成 目錄結構 ,但它與索引節點不同的是,目錄項是由內核維護的一個數據結構,不存放於磁碟,而是 緩存在內存 。

由於索引節點唯一標識一個文件,而目錄項記錄著文件的名,所以目錄項和索引節點的關系是多對一,也就是說,一個文件可以有多個別字。比如,硬鏈接的實現就是多個目錄項中的索引節點指向同一個文件。

注意,目錄也是文件,也是用索引節點唯一標識,和普通文件不同的是,普通文件在磁碟裡面保存的是文件數據,而目錄文件在磁碟裡面保存子目錄或文件。

(PS:目錄項和目錄不是一個東西!你也不是一個東西(^_=), 雖然名字很相近,但目錄是個文件。持久化存儲在磁碟,而目錄項是內核一個數據結構,緩存在內存。

如果查詢目錄頻繁從磁碟讀,效率會很低,所以內核會把已經讀過的目錄用目錄項這個數據結構緩存在內存,下次再次讀到相同的目錄時,只需從內存讀就可以,大大提高了 文件系統的效率。

目錄項這個數據結構不只是表示目錄,也是可以表示文件的。)

磁碟讀寫的最小單位是 扇區 ,扇區的大小隻有512B大小,很明顯,如果每次讀寫都以這么小為單位,那這讀寫的效率會非常低。

所以,文件系統把多個扇區組成了一個 邏輯塊 ,每次讀寫的最小單位就是邏輯塊(數據塊) , Linux中的邏輯塊大小為4KB,也就是一次性讀寫 8個扇區,這將大大提高了磁碟的讀寫的效率。

以上就是索引節點、目錄項以及文件數據的關系,下面這個圖就很好的展示了它們之間的關系:

索引節點是存儲在硬碟上的數據,那麼為了加速文件的訪問,通常會把索引節點載入到內存中。

另外,磁碟進行格式化的時候,會被分成三個存儲區域,分別是超級塊、索引節點區和數據塊區。

●超級塊,用來存儲文件系統的詳細信息,比如塊個數、塊大小、空閑塊等等。

●索引節點區,用來存儲索引節點;

●數據塊區,用來存儲文件或目錄數據;

我們不可能把超級塊和索引節點區全部載入到內存,這樣內存肯定撐不住,所以只有當需要使用的時候,才將其載入進內存,它們載入進內存的時機是不同的.

●超級塊:當文件系統掛載時進入內存;

●索引節點區:當文件被訪問時進入內存;

文件系統的種類眾多,而操作系統希望 對用戶提供一個統一的介面 ,於是在用戶層與文件系統層引入了中間層,這個中間層就稱為 虛擬文件系統(Virtual File System, VFS) 。

VFS定義了一組所有文件系統都支持的數據結構和標准介面,這樣程序員不需要了解文件系統的工作原理,只需要了解VFS提供的統一介面即可。

在Linux文件系統中,用戶空間、系統調用、虛擬機文件系統、緩存、文件系統以及存儲之間的關系如下圖:

Linux支持的文件系統也不少,根據存儲位置的不同,可以把文件系統分為三類:

●磁碟的文件系統,它是直接把數據存儲在磁碟中,比如Ext 2/3/4. XFS 等都是這類文件系統。

●內存的文件系統,這類文件系統的數據不是存儲在硬碟的,而是佔用內存空間,我們經常用到的/proc 和/sys文件系統都屬於這一類,讀寫這類文件,實際上是讀寫內核中相關的數據。

●網路的文件系統,用來訪問其他計算機主機數據的文件系統,比如NFS. SMB等等。

文件系統首先要先掛載到某個目錄才可以正常使用,比如Linux系統在啟動時,會把文件系統掛載到根目錄。

在操作系統的輔助之下,磁碟中的數據在計算機中都會呈現為易讀的形式,並且我們不需要關心數據到底是如何存放在磁碟中,存放在磁碟的哪個地方等等問題,這些全部都是由操作系統完成的。

那麼,文件數據在磁碟中究竟是怎麼樣的呢?我們來一探究竟!

磁碟中的存儲單元會被劃分為一個個的「 塊 」,也被稱為 扇區 ,扇區的大小一般都為512byte.這說明即使一塊數據不足512byte,那麼它也要佔用512byte的磁碟空間。

而幾乎所有的文件系統都會把文件分割成固定大小的塊來存儲,通常一個塊的大小為4K。如果磁碟中的扇區為512byte,而文件系統的塊大小為4K,那麼文件系統的存儲單元就為8個扇區。這也是前面提到的一個問題,文件大小和佔用空間之間有什麼區別?文件大小是文件實際的大小,而佔用空間則是因為即使它的實際大小沒有達到那麼大,但是這部分空間實際也被佔用,其他文件數據無法使用這部分的空間。所以我們 寫入1byte的數據到文本中,但是它佔用的空間也會是4K。

這里要注意在Windows下的NTFS文件系統中,如果一開始文件數據小於 1K,那麼則不會分配磁碟塊來存儲,而是存在一個文件表中。但是一旦文件數據大於1K,那麼不管以後文件的大小,都會分配以4K為單位的磁碟空間來存儲。

與內存管理一樣,為了方便對磁碟的管理,文件的邏輯地址也被分為一個個的文件塊。於是文件的邏輯地址就是(邏輯塊號,塊內地址)。用戶通過邏輯地址來操作文件,操作系統負責完成邏輯地址與物理地址的映射。

不同的文件系統為文件分配磁碟空間會有不同的方式,這些方式各自都有優缺點。

連續分配要求每個文件在磁碟上有一組連續的塊,該分配方式較為簡單。

通過上圖可以看到,文件的邏輯塊號的順序是與物理塊號相同的,這樣就可以實現隨機存取了,只要知道了第一個邏輯塊的物理地址, 那麼就可以快速訪問到其他邏輯塊的物理地址。那麼操作系統如何完成邏輯塊與物理塊之間的映射呢?實際上,文件都是存放在目錄下的,而目錄是一種有結構文件, 所以在文件目錄的記錄中會存放目錄下所有文件的信息,每一個文件或者目錄都是一個記錄。 而這些信息就包括文件的起始塊號和佔有塊號的數量。

那麼操作系統如何完成邏輯塊與物理塊之間的映射呢? (邏輯塊號, 塊內地址) -> (物理塊號, 塊內地址),只需要知道邏輯塊號對應的物理塊號即可,塊內地址不變。

用戶訪問一個文件的內容,操作系統通過文件的標識符找到目錄項FCB, 物理塊號=起始塊號+邏輯塊號。 當然,還需要檢查邏輯塊號是否合法,是否超過長度等。因為可以根據邏輯塊號直接算出物理塊號,所以連續分配支持 順序訪問和隨機訪問 。

因為讀/寫文件是需要移動磁頭的,如果訪問兩個相隔很遠的磁碟塊,移動磁頭的時間就會變長。使用連續分配來作為文件的分配方式,會使文件的磁碟塊相鄰,所以文件的讀/寫速度最快。

連續空間存放的方式雖然讀寫效率高,但是有 磁碟空間碎片 和 文件長度不易擴展 的缺陷。

如下圖,如果文件B被刪除,磁碟上就留下一塊空缺,這時,如果新來的文件小於其中的一個空缺,我們就可以將其放在相應空缺里。但如果該文件的大小大於所

有的空缺,但卻小於空缺大小之和,則雖然磁碟上有足夠的空缺,但該文件還是不能存放。當然了,我們可以通過將現有文件進行挪動來騰出空間以容納新的文件,但是這個在磁碟挪動文件是非常耗時,所以這種方式不太現實。

另外一個缺陷是文件長度擴展不方便,例如上圖中的文件A要想擴大一下,需要更多的磁碟空間,唯一的辦法就只能是挪動的方式,前面也說了,這種方式效率是非常低的。

那麼有沒有更好的方式來解決上面的問題呢?答案當然有,既然連續空間存放的方式不太行,那麼我們就改變存放的方式,使用非連續空間存放方式來解決這些缺陷。

非連續空間存放方式分為 鏈表方式 和 索引方式 。

鏈式分配採取離散分配的方式,可以為文件分配離散的磁碟塊。它有兩種分配方式:顯示鏈接和隱式鏈接。

隱式鏈接是只目錄項中只會記錄文件所佔磁碟塊中的第一塊的地址和最後一塊磁碟塊的地址, 然後通過在每一個磁碟塊中存放一個指向下一 磁碟塊的指針, 從而可以根據指針找到下一塊磁碟塊。如果需要分配新的磁碟塊,則使用最後一塊磁碟塊中的指針指向新的磁碟塊,然後修改新的磁碟塊為最後的磁碟塊。

我們來思考一個問題, 採用隱式鏈接如何將實現邏輯塊號轉換為物理塊號呢?

用戶給出需要訪問的邏輯塊號i,操作系統需要找到所需訪問文件的目錄項FCB.從目錄項中可以知道文件的起始塊號,然後將邏輯塊號0的數據讀入內存,由此知道1號邏輯塊的物理塊號,然後再讀入1號邏輯塊的數據進內存,此次類推,最終可以找到用戶所需訪問的邏輯塊號i。訪問邏輯塊號i,總共需要i+ 1次磁碟1/0操作。

得出結論: 隱式鏈接分配只能順序訪問,不支持隨機訪問,查找效率低 。

我們來思考另外一個問題,採用隱式鏈接是否方便文件拓展?

我們知道目錄項中存有結束塊號的物理地址,所以我們如果要拓展文件,只需要將新分配的磁碟塊掛載到結束塊號的後面即可,修改結束塊號的指針指向新分配的磁碟塊,然後修改目錄項。

得出結論: 隱式鏈接分配很方便文件拓展。所有空閑磁碟塊都可以被利用到,無碎片問題,存儲利用率高。

顯示鏈接是把用於鏈接各個物理塊的指針顯式地存放在一張表中,該表稱為文件分配表(FAT, File Allocation Table)。

由於查找記錄的過程是在內存中進行的,因而不僅顯著地 提高了檢索速度 ,而且 大大減少了訪問磁碟的次數 。但也正是整個表都存放在內存中的關系,它的主要的缺點是 不適 用於大磁碟 。

比如,對於200GB的磁碟和1KB大小的塊,這張表需要有2億項,每一項對應於這2億個磁碟塊中的一個塊,每項如果需要4個位元組,那這張表要佔用800MB內存,很顯然FAT方案對於大磁碟而言不太合適。

一直都在,加油!(*゜Д゜)σ凸←自爆按鈕

鏈表的方式解決了連續分配的磁碟碎片和文件動態打展的問題,但是不能有效支持直接訪問(FAT除外) ,索引的方式可以解決這個問題。

索引的實現是為每個文件創建一個 索引數據塊 ,裡面存放的 是指向文件數據塊的指針列表 ,說白了就像書的目錄一樣,要找哪個章節的內容,看目錄查就可以。

另外, 文件頭需要包含指向索引數據塊的指針 ,這樣就可以通過文件頭知道索引數據塊的位置,再通過索弓|數據塊里的索引信息找到對應的數據塊。

創建文件時,索引塊的所有指針都設為空。當首次寫入第i塊時,先從空閑空間中取得一個塊, 再將其地址寫到索引塊的第i個條目。

索引的方式優點在於:

●文件的創建、增大、縮小很方便;

●不會有碎片的問題;

●支持順序讀寫和隨機讀寫;

由於索引數據也是存放在磁碟塊的,如果文件很小,明明只需一塊就可以存放的下,但還是需要額外分配一塊來存放索引數據,所以缺陷之一就是存儲索引帶來的開銷。

如果文件很大,大到一個索引數據塊放不下索引信息,這時又要如何處理大文件的存放呢?我們可以通過組合的方式,來處理大文件的存儲。

先來看看 鏈表+索引 的組合,這種組合稱為 鏈式索引塊 ,它的實現方式是在 索引數據塊留出一個存放下一個索引數據塊的指針 ,於是當一個索引數據塊的索引信息用完了,就可以通過指針的方式,找到下一個索引數據塊的信息。那這種方式也會出現前面提到的鏈表方式的問題,萬一某個指針損壞了,後面的數據也就會無法讀取了。

還有另外一種組合方式是 索引+索引 的方式,這種組合稱為多級索引塊,實現方式是通過一個索引塊來存放多個索引數據塊,一層套一層索引, 像極了俄羅斯套娃是吧๑乛◡乛๑ 

前面說到的文件的存儲是針對已經被佔用的數據塊組織和管理,接下來的問題是,如果我要保存一個數據塊, 我應該放在硬碟上的哪個位置呢?難道需要將所有的塊掃描一遍,找個空的地方隨便放嗎?

那這種方式效率就太低了,所以針對磁碟的空閑空間也是要引入管理的機制,接下來介紹幾種常見的方法:

●空閑表法

●空閑鏈表法

●點陣圖法

空閑表法

空閑表法就是為所有空閑空間建立一張表,表內容包括空閑區的第一個塊號和該空閑區的塊個數,注意,這個方式是連續分配的。如下圖:

當請求分配磁碟空間時,系統依次掃描空閑表裡的內容,直到找到一個合適的空閑區域為止。當用戶撤銷一個文件時,系統回收文件空間。這時,也需順序掃描空閑表,尋找一個空閑表條目並將釋放空間的第一個物理塊號及它佔用的塊數填到這個條目中。

這種方法僅當有少量的空閑區時才有較好的效果。因為,如果存儲空間中有著大量的小的空閑區,則空閑表變得很大,這樣查詢效率會很低。另外,這種分配技術適用於建立連續文件。

空閑鏈表法

我們也可以使用鏈表的方式來管理空閑空間,每一個空閑塊里有一個指針指向下一個空閑塊,這樣也能很方便的找到空閑塊並管理起來。如下圖:

當創建文件需要一塊或幾塊時,就從鏈頭上依次取下一塊或幾塊。反之,當回收空間時,把這些空閑塊依次接到鏈頭上。

這種技術只要在主存中保存一個指針, 令它指向第一個空閑塊。其特點是簡單,但不能隨機訪問,工作效率低,因為每當在鏈上增加或移動空閑塊時需要做很多1/0操作,同時數據塊的指針消耗了一定的存儲空間。

空閑表法和空閑鏈表法都不適合用於大型文件系統,因為這會使空閑表或空閑鏈表太大。

點陣圖法

點陣圖是利用二進制的一位來表示磁碟中一個盤塊的使用情況,磁碟上所有的盤塊都有一個二進制位與之對應。

當值為0時,表示對應的盤塊空閑,值為1時,表示對應的盤塊已分配。它形式如下:

在Linux文件系統就採用了點陣圖的方式來管理空閑空間,不僅用於數據空閑塊的管理,還用於inode空閑塊的管理,因為inode也是存儲在磁碟的,自然也要有對其管理。

前面提到Linux是用點陣圖的方式管理空閑空間,用戶在創建一個新文件時, Linux 內核會通過inode的點陣圖找到空閑可用的inode,並進行分配。要存儲數據時,會通過塊的點陣圖找到空閑的塊,並分配,但仔細計算一下還是有問題的。

數據塊的點陣圖是放在磁碟塊里的,假設是放在一個塊里,一個塊4K,每位表示一個數據塊,共可以表示4 * 1024 * 8 = 2^15個空閑塊,由於1個數據塊是4K大小,那麼最大可以表示的空間為2^15 * 4 * 1024 = 2^27個byte,也就是128M。

也就是說按照上面的結構,如果採用(一個塊的點陣圖+ 一系列的塊),外加一(個塊的inode的點陣圖+一系列的inode)的結構能表示的最大空間也就128M,

這太少了,現在很多文件都比這個大。

在Linux文件系統,把這個結構稱為一個 塊組 ,那麼有N多的塊組,就能夠表示N大的文件。

最終,整個文件系統格式就是下面這個樣子。

最前面的第一個塊是引導塊,在系統啟動時用於啟用引導,接著後面就是一個一個連續的塊組了,塊組的內容如下:

● 超級塊 ,包含的是文件系統的重要信息,比如inode總個數、塊總個數、每個塊組的inode個數、每個塊組的塊個數等等。

● 塊組描述符 ,包含文件系統中各個塊組的狀態,比如塊組中空閑塊和inode的數目等,每個塊組都包含了文件系統中「所有塊組的組描述符信息」。

● 數據點陣圖和inode點陣圖 ,用於表示對應的數據塊或inode是空閑的,還是被使用中。

● inode 列表 ,包含了塊組中所有的inode, inode 用於保存文件系統中與各個文件和目錄相關的所有元數據。

● 數據塊 ,包含文件的有用數據。

你可以會發現每個塊組里有很多重復的信息,比如 超級塊和塊組描述符表,這兩個都是全局信息,而且非常的重要 ,這么做是有兩個原因:

●如果系統崩潰破壞了超級塊或塊組描述符,有關文件系統結構和內容的所有信息都會丟失。如果有冗餘的副本,該信息是可能恢復的。

●通過使文件和管理數據盡可能接近,減少了磁頭尋道和旋轉,這可以提高文件系統的性能。

不過,Ext2 的後續版本採用了稀疏技術。該做法是,超級塊和塊組描述符表不再存儲到文件系統的每個塊組中,而是只寫入到塊組0、塊組1和其他ID可以表示為3、5、7的冪的塊組中。

在前面,我們知道了一個普通文件是如何存儲的,但還有一個特殊的文件,經常用到的目錄,它是如何保存的呢?

基於Linux 一切切皆文件的設計思想,目錄其實也是個文件,你甚至可以通過vim打開它,它也有inode, inode 裡面也是指向一些塊。

和普通文件不同的是, 普通文件的塊裡面保存的是文件數據,而目錄文件的塊裡面保存的是目錄裡面一項一項的文件信息 。

在目錄文件的塊中,最簡單的保存格式就是 列表 ,就是一項一項地將目錄下的文件信息(如文件名、文件inode.文件類型等)列在表裡。

列表中每一項就代表該目錄下的文件的文件名和對應的inode,通過這個inode,就可以找到真正的文件。

通常,第一項是「則」,表示當前目錄,第二項是.,表示上一級目錄, 接下來就是一項一項的文件名和inode。

如果一個目錄有超級多的文件,我們要想在這個目錄下找文件,按照列表一項一項的找,效率就不高了。

於是,保存目錄的格式改成 哈希表 ,對文件名進行哈希計算,把哈希值保存起來,如果我們要查找一個目錄下面的文件名,可以通過名稱取哈希。如果哈希能夠匹配上,就說明這個文件的信息在相應的塊裡面。

Linux系統的ext文件系統就是採用了哈希表,來保存目錄的內容,這種方法的優點是查找非常迅速,插入和刪除也較簡單,不過需要一些預備措施來避免哈希沖突。

目錄查詢是通過在磁碟上反復搜索完成,需要不斷地進行/0操作,開銷較大。所以,為了減少/0操作,把當前使用的文件目錄緩存在內存,以後要使用該文件時只要在內存中操作,從而降低了磁碟操作次數,提高了文件系統的訪問速度。

感謝您的閱讀,希望您能攝取到知識!加油!沖沖沖!(發現光,追隨光,成為光,散發光!)我是程序員耶耶!有緣再見。<-biubiu-⊂(`ω´∩)

⑨ 半個月可以寫出一個電腦操作系統嗎

作為一名計算機專業的同學回答這個問題:可以個錘子。理由如下:windows 7操作系統,據微軟官方給出的數據,就有超過5000萬行代碼,並且這套操作系統是微軟的平均約40人的25個研發小組歷時三年研發出來了,這還只是常規固定的研發團隊,但據微軟的數據,其實參與到這項工作中,並且是主力研發人員和支持工程師其實已經超過了2500人,研發投入超過了20億美金,要知道在windows之前已經有了windows XP和windows vista的技術積累,而且windows很多核心代碼其實並沒有推到windows vista等技術重建。

熟練的話可以半個月完成一個具備基本功能的操作系統,對於高手來說完成操作系統包含窗口功能、移植網路功能也是可能的,只要一個人。需要基本功比較扎實,我等普通程序員是做不到的,但能達到這水平的程序員即使在國內也有一些。

當然,操作系統有很多分類,俠義上廣義上有不同的定義,每個人的理解也不一樣。現代大眾理解的通用型操作系統半個月基本不可能完成,人多也沒用。

很多人覺得國內沒有完全自主的操作系統,其實是有的,只是應用生態不行,並不是技術上做不到。高校和科研機構也有很多技術積累,這里還是希望國產系統能發展起來。

作為一個工作多年的老碼農,從專業的角度來分析下這個問題,然後自然會得到答案。

首先要明確一下什麼是操作系統,從理論上來講操作系統就是能驅動計算機運行並管理相關軟硬體的一套軟體,從實際的角度來講,比較優秀的操作系統有Unix,Linux,MacOS,Windows以及Andriod等,這些都是一些大型的操作系統,除此之外還有一些嵌入式操作系統,相對來說規模會小一些。

下面讓我們分情況討論。

對於大型專業操作系統,別說半個月就是半年,想寫出類似的操作系統都是不可能的事情,原因很簡單,這些操作系統太復雜了,光是源代碼和文檔都是以G計的,這是什麼概念?要知道1G大約能保存5億個漢字的內容,所以,就是光把這些操作系統的源代碼讀一遍,可能都得數年時間,還不算是否理解,寫的話就更不可能。實際上以公開的資料看,Windows系統的開發人員超過數千人,而且平均也要三到五年才能發布一款合格的操作系統。

對於一個簡單的非專業操作系統,一般來說復雜度要低一些,開發難度相對較低,但是涉及到的基礎技術並不會比專業操作系統少,所以在專業技術足夠的情況下,還是有可能開發出來的,記得當年Linus開發出Linux的雛形也就用了幾個月時間,不過他也是在一款叫Minix系統的基礎上開發的。所以如果有一些現成的系統做參考,在此基礎上開發一套新操作系統還是有可能的,不過即使一個優秀的軟體工程師也不可能在半月之內開發完成。

對於嵌入式系統,特別是類似單片機等結構簡單,硬體單一的系統的來說,開發一套驅動該系統的嵌入式軟體還是比較簡單的,如果有一些現成的框架做支撐,幾個優秀的工程師還是有可能在半個月之內做出來的。

總之,想要在半個月內開發一套專業的操作系統,不管有多少開發人員,基本都是不可能的;而對於一些簡單的操作系統,特別是嵌入式系統,短時間內開發出來倒是有可能,至於時間的長短則取決於系統的復雜度以及對各種硬體支持的程度等。但是想半個月開發一套真正的操作系統,我認為是不可能的事!

我覺得可以,我大學有一個舍友,電腦非常厲害,有一次,我的電腦壞了,讓他來幫我看。他來了,三兩下就搞好我電腦了,然後無聊,對著我說要玩一下我的電腦,然後就定定坐在那裡敲代碼,我偷偷看過去,他敲的代碼都是0101這種的,反正我也看不懂,就先睡覺了。半夜起床,看到他還在敲,一樣是010101這種,我和他說,夜深了早點休息,他不理我,我繼續睡。第二天起來,發現他不見了,電腦室關閉的。我開電腦,感覺不對勁,從開機到進入系統,完全和之前不一樣!忽然手機有簡訊發過來,是他的,他說,昨晚我幫你重新寫了一個操作系統,你之前的操作系統太low了!

半個月在理論上是可以寫出一個電腦操作系統的。

不過從你提的這個問題就知道你對操作系統不是很了解。

目前市面上的操作系統有windos,linux,蘋果的ios系統,它們的代碼都在1億行上下,你覺得你在半個月能寫出這種代碼嗎?

此外開發一個操作系統你首先要精通匯編語言,C語言,c++這些編程開發語言,就算是你精通這些編程開發語言還不夠,你還要懂系統架構,你覺得在實際情況下你能搞定這些嗎?

當初開發dos系統的這個都花了快半年的時間才把dos系統寫出來,不過這人無論是智商還是技術都是可以碾壓別人的存在。你具備這樣的優勢嗎?

現在的windos系統是全球好幾萬人的工程師寫了差不多5年的時間才開發出來,如果是靠一個人來編寫windos系統我估計要花100年的時間,而且還是24小時不停的寫才有機會寫出來。

奉勸你一句,不要好高騖遠,先從基礎開始做起,如果你想編寫操作系統我建議去學習C++。

不知道你說的寫出一個操作系統是什麼意思。如果是在一個裸機上寫入一個操作系統,用克隆十幾分鍾就可以了。如果是內核不變,變個外形,幾天甚至幾周也是可以的。如果是從頭開始寫一個全新的操作系統,我們可以估計一下時間。win95代碼有大約1500萬行,按照一行代碼10秒鍾,一天工作16小時,大約需要2600天,現在的操作系統的代碼數量要遠遠超過win95的代碼行數

哈哈,那是不可能的,一個系統依賴的知識點太廣太深,且不說很多知識點您沒了解過,單純以您已認識的點來說,裡面要用的演算法足夠您折騰。

我肯定不用一分鍾就能寫出一個「電腦操作系統」。

可以,但是半個月可以寫出一個電腦操作系統幾乎不具備價值。

因為個人必要勞動時間大大的低於的 社會 必要勞動時間導致的結果有兩種可能:

1、獲取超額利潤

2、毫無價值

半個月可以寫出一個電腦操作系統大概率是毫無價值:

因為現代生產力僅僅包含實體性因素、還包含運籌性因素

半個月可以寫出一個電腦操作系統可能連實體性因為都達不到,還要包含運籌性因素。

再舉例,就算是滿足了實體因素,比如現在有無數的互聯網公司可以做出類似於淘寶、qq、微信的軟體,能取代淘寶、qq、微信嗎,答案是很難很難,因為還有運籌性因素這些原因,相應的還會有滲透性因素、准備性因素等,

當然矛盾是人類發展的動力和源泉。人類最高目標是共產主義,而共產主義的前提是生產力高度發展,物質極度豐富。需要像特斯拉一樣的人去推動發展生產力。

矛盾也有普通性特殊性,萬一有人實現了呢


不可能,除非你寫的是玩具操作系統。如果你不是科班出身,你弄懂操作系統估計要不少時間,然後學習編程,懂匯編才行,然後學習C語言,最後才可以寫操作系統,如此你用別人代碼抄抄改改,估計半個月可以編譯通過,也可以運行。如果你要寫自己的操作系統,先研究別人的代碼,然後重新寫,花的時間會更多。你說製作一個操作系統linux發行版用半個月就可以啊,但前提是你要熟悉各種編譯技術會使用工具,我從零開始研究gentoolinux製作發行版三個月還沒成功。表面上看起來很容易做,當你親自做了才碰上各種復雜細節和問題,讓你不勝其煩。否則國內linux發行版滿天飛才是

⑩ 如何自學成為程序員

如何學習自學編程的方式最好的莫過於在網路上面查找資源。

目前,網路上電腦資源多不勝數。其中有很多都是基礎到精通的視頻教程。通過視頻講解。讓你明白重點知識。你通過查找一套適合自己的視頻。然後看完是基本。

這里推薦幾個可以在線學習的好網站:慕課、極客學院、傳智播客、如朋網、網易公開課等等做筆記在進行看視頻的過程中,一定注意要記筆記。

對視頻中重點的部分進行截圖,並加以文字解釋。就形成了自己的筆記。這些筆記對於你來說很重要。通過記筆記的形式,你就不需要重新觀看視頻了。只需要復習的時候查看筆記就夠了,這樣就大大的節約了時間。

下面介紹一個記筆記的好軟體:CherryTree多練習代碼在視頻中講解的代碼,我認為你至少需要自己寫三遍以上。在寫代碼的時候,就用到了上面寫的筆記了。通過看筆記截圖,即可自己慢慢摸索寫出來代碼。當然練習到一定程度,就需要你適當的做個項目。鞏固自己的知識。

程序員必備技能

1、熟練開發工具

做為一名程序員至少熟練掌握兩到三種開發工具的使用,這是程序員的立身之本,其中C/C++和JAVA是重點推薦的開發工具,C/C++以其高效率和高度的靈活性成為開發工具中的利器,很多系統級的軟體還是用C/C++編寫。

而JAVA的跨平台和與WEB很好的結合是JAVA的優勢所在,而JAVA即其相關的技術集JAVAOne很可能會成為未來的主流開發工具之一。

其次,能掌握一種簡便的可視化開發工具,如VB,PowerBuilder,Delphi,CBuilder,則更好,這些開發工具減小了開發難度,並能夠強化程序員對象模型的概念。另外,需要掌握基本的腳本語言,如shell,perl等,至少能讀懂這些腳本代碼。

2、熟知資料庫

為什麼資料庫是如此重要?作為程序員,他們自然有自己的理由:很多應用程序都是以資料庫的數據為中心,而資料庫的產品也有不少,其中關系型資料庫仍是主流形式,所以程序員至少熟練掌握一兩種資料庫,對關系型資料庫的關鍵元素要非常清楚,要熟練掌握SQL的基本語法。

雖然很多資料庫產品提供了可視化的資料庫管理工具,但SQL是基礎,是通用的資料庫操作方法。如果沒有機會接觸商業資料庫系統,可以使用免費的資料庫產品是一個不錯的選擇,如mySQL,Postgres等。

3、了解操作系統

當前主流的操作系統是Windows,Linux/Unix,熟練地使用這些操作系統是必須的,但只有這些還遠遠不夠。要想成為一個真正的編程高手,需要深入了解操作系統,了解它的內存管理機制、進程/線程調度、信號、內核對象、系統調用、協議棧實現等。

Linux作為開發源碼的操作系統,是一個很好的學習平台,Linux幾乎具備了所有現代操作系統的特徵。雖然Windows系統的內核實現機制的資料較少,但通過互聯網還是能獲取不少資料。懂得網路協議TCP/IP。

在互聯網如此普及的今天,如果您還沒有對互聯網的支撐協議TCP/IP協議棧有很好的掌握,就需要迅速補上這一課。

網路技術已改變了軟體運行的模式,從最早的客戶/伺服器結構,到今天的WEBServices,再到未來的網格計算,這一切都離不開以TCP/IP協議棧為基礎的網路協議支持,深入掌握TCP/IP協議是非常必要的。

至少,需要了解ISO七層協議模型,IP/UDP/TCP/HTTP等常用協議的原理和三次握手機制。

4、明白DCOM/CORBA/XML/WEBServices存在的意義

隨著技術的發展,軟體與網路的無縫結合是必然趨勢,軟體系統的位置無關性是未來計算模式的重要特徵之一,DCOM/CORBA是當前兩大主流的分布計算的中間平台,DCOM是微軟COM(組件對象模型)的擴展,而CORBA是OMG支持的規范。

XML/WebServices重要性不言而喻,XML以其結構化的表示方法和超強的表達能力被喻為互聯網上的「世界語」,是分布式計算的基石之一。

5、不要將軟體工程與CMM分開

大型軟體系統的開發中,工程化的開發控製取代個人英雄主義,成為軟體系統成功的保證,一個編程高手並不一定是一個優秀的程序員,一個優秀的程序員是將出色的編程能力和開發技巧同嚴格的軟體工程思想有機結合。

編程只是軟體生命周期中的其中一環,優秀的程序員應該掌握軟體開發各個階段的基本技能,如市場分析,可行性分析,需求分析,結構設計,詳細設計,軟體測試等。

6、需求理解能力

程序員要能正確理解任務單中描述的需求。

在這里要明確一點,程序員不僅僅要注意到軟體的功能需求,還應注意軟體的性能需求,要能正確評估自己的模塊對整個項目中的影響及潛在的威脅,如果有著兩到三年項目經驗的熟練程序員對這一點沒有體會的話,只能說明他或許是認真工作過,但是沒有用心工作。

7、模塊化思維能力

作為一個優秀的程序員,他的思想不能局限在當前的工作任務裡面,要想想看自己寫的模塊是否可以脫離當前系統存在,通過簡單的封裝在其他系統中或其他模塊中直接使用。

這樣做可以使代碼能重復利用,減少重復的勞動,也能使系統結構越趨合理。模塊化思維能力的提高是一個程序員的技術水平提高的一項重要指標。

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