TCP的特点

TCP的全称是指传输控制协议（Transmission Control Protocol）。它是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，由IETF的RFC 793定义。

• 具备的特点
  • TCP是面向连接的传输层协议。
  • TCP连接是点对点的（套接字–IP:Port到套接字）。
  • TCP提供可靠交付的服务。
  • TCP提供全双工通信。
  • 面向字节流。

什么是ARQ协议

• ARQ协议（自动重传请求）是OSI模型中数据链路层和传输层的错误纠正协议之一。它通过使用确认和超时这两个机制，在不可靠服务的基础上实现可靠的信息传输。

停止等待ARQ

• 发送点对接收点发送数据包，然后等待接收点回复ACK并且开始计时。
• 在等待过程中，发送点停止发送新的数据包。
• 当数据包没有成功被接收点接收时候，接收点不会发送ACK.这样发送点在等待一定时间后，重新发送数据包。

案例

• 假设甲给乙发送邮件，内容为：“早上好”。而从 TCP/IP 通信上看，是从一台计算机 A 向另一台计算机 B 发送邮件。我们通过这个例子来讲解一下 TCP/IP 通信的过程。
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数据包的发送处理

计算机系统

计算机系统由硬件（Hardware）系统和软件系统两大部分组成。

计算机发展历史：
第一代计算机（1946-1957）：电子管时代
第二代计算机（1958-1964）：晶体管时代
第三代计算机（1965-1970）：集成电路时代
第四代计算机（1871以后）：大规模继承电路时代

多核CPU里的每一个CPU核，都有独立的属于自己的L1 Cache和L2 Cache。多个CPU之间，只是共用L3 Cache和主内存。

我们说，CPU Cache解决的是内存访问速度和CPU的速度差距太大的问题。而多核CPU提供的是，在主频难以提升的时候，通过增加CPU核心来提升CPU的吞吐率的办法。我们把多核和CPU Cache两者一结合，就给我们带来了一个新的挑战。因为CPU的每个核各有各的缓存，互相之间的操作又是各自独立的，就会带来缓存一致性（Cache Coherence）的问题。

磁盘结构

• 盘面（Platter）：一个磁盘有多个盘面；
• 磁道（Track）：盘面上的圆形带状区域，一个盘面可以有多个磁道；
• 扇区（Track Sector）：磁道上的一个弧段，一个磁道可以有多个扇区，它是最小的物理储存单位，目前主要有 512 bytes 与 4 K 两种大小；
• 磁头（Head）：与盘面非常接近，能够将盘面上的磁场转换为电信号（读），或者将电信号转换为盘面的磁场（写）；
• 制动手臂（Actuator arm）：用于在磁道之间移动磁头；
• 主轴（Spindle）：使整个盘面转动。

编译系统

以下是一个 hello.c 程序：

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#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("hello, world\n");
    return 0;
}

虚拟内存

虚拟内存的目的是为了让物理内存扩充成更大的逻辑内存，从而让程序获得更多的可用内存。

为了更好的管理内存，操作系统将内存抽象成地址空间。每个程序拥有自己的地址空间，这个地址空间被分割成多个块，每一块称为一页。这些页被映射到物理内存，但不需要映射到连续的物理内存，也不需要所有页都必须在物理内存中。当程序引用到不在物理内存中的页时，由硬件执行必要的映射，将缺失的部分装入物理内存并重新执行失败的指令。

从上面的描述中可以看出，虚拟内存允许程序不用将地址空间中的每一页都映射到物理内存，也就是说一个程序不需要全部调入内存就可以运行，这使得有限的内存运行大程序成为可能。例如有一台计算机可以产生 16 位地址，那么一个程序的地址空间范围是 0~64K。该计算机只有 32KB 的物理内存，虚拟内存技术允许该计算机运行一个 64K 大小的程序。

进程与线程

1. 进程

进程是资源分配的基本单位。

进程控制块 (Process Control Block, PCB) 描述进程的基本信息和运行状态，所谓的创建进程和撤销进程，都是指对 PCB 的操作。

下图显示了 4 个程序创建了 4 个进程，这 4 个进程可以并发地执行。

必要条件

• 互斥：每个资源要么已经分配给了一个进程，要么就是可用的。
• 占有和等待：已经得到了某个资源的进程可以再请求新的资源。
• 不可抢占：已经分配给一个进程的资源不能强制性地被抢占，它只能被占有它的进程显式地释放。