2023年信息系統(tǒng)管理工程師學(xué)習(xí)筆記_第1頁(yè)
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知識(shí)體系結(jié)構(gòu)信息系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí):計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)以及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等核心技術(shù)知識(shí)。信息系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程:信息系統(tǒng)的開發(fā)管理、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)行、系統(tǒng)測(cè)試的整個(gè)建設(shè)過(guò)程。信息系統(tǒng)管理:系統(tǒng)管理的各個(gè)方面,涉及有系統(tǒng)管理規(guī)劃、IT組織職能設(shè)計(jì)、IT財(cái)務(wù)管理、系統(tǒng)平常作業(yè)管理、IT資源管理、故障管理、性能管理、安全管理、系統(tǒng)轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)維護(hù)、用戶支持等內(nèi)容。計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的基本組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng):運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。(CentralProcessingUnit)中央解決器+內(nèi)部?外設(shè)信息加工信息加工? ?主機(jī)運(yùn)算器:進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算的部件,運(yùn)算數(shù)據(jù)以二進(jìn)制格式給出,它可從存儲(chǔ)器取出或來(lái)自輸入設(shè)備,運(yùn)算結(jié)果或?qū)懭氪鎯?chǔ)器,或通過(guò)輸出設(shè)備輸出。控制器:協(xié)調(diào)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常工作。工作實(shí)質(zhì)就是解釋、執(zhí)行指令。程序計(jì)數(shù)器(PC):在大多數(shù)機(jī)器中存放的是要執(zhí)行的下一條指令的地址。指令寄存器(IR):用以存放現(xiàn)行指令,以便在整個(gè)指令執(zhí)行過(guò)程中,實(shí)現(xiàn)一條指令的所有功能控制。指令譯碼器:對(duì)指令寄存器中的操作碼部分進(jìn)行分析解釋,產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)提供應(yīng)操作控制信號(hào)形成部件。脈沖源及啟停控制線路:脈沖源產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號(hào)作為整個(gè)機(jī)器的時(shí)鐘脈沖,是周期、節(jié)拍和工作脈沖的基準(zhǔn)信號(hào)。啟停線路是對(duì)脈沖源產(chǎn)生脈沖的的控制。時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生部件:以時(shí)鐘脈沖為基礎(chǔ),產(chǎn)生不同指令相相應(yīng)的周期、節(jié)拍、工作脈沖等時(shí)序信號(hào),以實(shí)現(xiàn)機(jī)器指令執(zhí)行過(guò)程的時(shí)序控制。操作控制信號(hào)形成部件:綜合時(shí)序信號(hào)、指令譯碼信息、被控功能部件反饋的狀態(tài)條件信號(hào)等,形成不同指令所需要的操作控制信號(hào)序列。中斷機(jī)構(gòu):實(shí)現(xiàn)對(duì)異常情況和某些外來(lái)請(qǐng)求的解決??偪刂七壿?實(shí)現(xiàn)對(duì)總線信息傳輸?shù)目刂啤? ? ?控制器組成圖存儲(chǔ)器:存放數(shù)據(jù)和程序的部件,通過(guò)地址線和數(shù)據(jù)線與其他部件相連。按功能分類:(1)高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache):其存取速度接近CPU的工作速度,用來(lái)臨時(shí)存放指令和數(shù)據(jù)。(2)主存儲(chǔ)器:用來(lái)存放計(jì)算機(jī)運(yùn)營(yíng)時(shí)的大量程序和數(shù)據(jù)。CPU可以直接訪問的存儲(chǔ)器稱為內(nèi)存儲(chǔ)器,高速緩存和主存都是內(nèi)存儲(chǔ)器,主存與緩存之間要不斷互換數(shù)據(jù)。(3)輔助存儲(chǔ)器:其中的內(nèi)容需要調(diào)入主存后才干被CPU訪問。輸入/輸出部件:各類輸入/輸出設(shè)備及相應(yīng)的輸入/輸出接口。2、計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?(1)并行解決的概念 指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有可以同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算或操作的特性。它涉及同時(shí)性與并發(fā)行。同時(shí)性指的是兩個(gè)或兩個(gè)以上的事件在同一時(shí)刻發(fā)生,并發(fā)行指的是兩個(gè)或兩個(gè)以上的事件在同一時(shí)間間隔發(fā)生。?提高并行性的措施可概括為:①時(shí)間重疊:②資源重疊:③資源共享:根據(jù)指令流和數(shù)據(jù)流的多重性,系統(tǒng)可分為:單指令流單數(shù)據(jù)流(SISD)、單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)、多指令流單數(shù)據(jù)流(MISD)、多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)。(2)流水線解決機(jī)系統(tǒng)(時(shí)間并行技術(shù))把一個(gè)反復(fù)的過(guò)程分解為若干個(gè)子過(guò)程,每個(gè)過(guò)程與其他自過(guò)程并行進(jìn)行。(3)并行解決機(jī)系統(tǒng)并行解決機(jī)通常由一個(gè)控制器CU、N個(gè)解決器單元(PE)以及一個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)部件組成。重要特點(diǎn):①并行解決機(jī)是以單指令流多數(shù)據(jù)流方式工作的。②并行解決機(jī)采用資源反復(fù)方法引入空間因素。此外,它還運(yùn)用了并行性中的同時(shí)性,所以解決器單元必須同時(shí)進(jìn)行相同操作。③并行解決機(jī)是以某一類算法為背景的專用計(jì)算機(jī)。④并行解決機(jī)的研究必須與并行算法的研究密切結(jié)合,以使它的求解算法的適應(yīng)性更強(qiáng)一些,應(yīng)用面更廣一些。⑤實(shí)際的并行解決機(jī)系統(tǒng)是由以上三部分構(gòu)成的一個(gè)異構(gòu)型多解決機(jī)系統(tǒng)。(4)多解決機(jī)系統(tǒng)在多解決機(jī)系統(tǒng)中,解決機(jī)與解決機(jī)之間通過(guò)互連網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,從而實(shí)現(xiàn)程序之間的數(shù)據(jù)互換和同步。MIMD計(jì)算機(jī)與SIMD計(jì)算機(jī)的本質(zhì)差別在于并行性級(jí)別的不同:前者要實(shí)現(xiàn)任務(wù)或作業(yè)一級(jí)的并行,而后者只實(shí)現(xiàn)指令一級(jí)的并行。與并行解決機(jī)進(jìn)行比較:①結(jié)構(gòu)靈活性②程序并行性③并行任務(wù)派生性④進(jìn)程同步⑤資源分派和進(jìn)程調(diào)度(5)CISC/RISC指令系統(tǒng)使指令系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜的出發(fā)點(diǎn)有①使目的程序得到優(yōu)化②給高級(jí)語(yǔ)言提供更好的支持③提供對(duì)操作系統(tǒng)的支持RISC與CISC比較:①指令數(shù)目較少,一般都選用使用頻率最高的一些簡(jiǎn)樸指令②指令長(zhǎng)度固定,指令格式種類少,殉職方式種類少③大多指令可在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完畢④通用寄存器數(shù)量多,只有存數(shù)/取數(shù)指令訪問存儲(chǔ)器,其他指令均在寄存器之間進(jìn)行操作。3、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)?(1)概述及分類?概述:存儲(chǔ)系統(tǒng)由存放程序和數(shù)據(jù)的各類存儲(chǔ)設(shè)備及相關(guān)的軟件構(gòu)成。?分類:(具體解說(shuō)同上計(jì)算機(jī)的基本組成)?①高速緩沖存儲(chǔ)器 ②主存儲(chǔ)器?③輔助存儲(chǔ)器 (2)存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu) ①“高速緩存—主存”層次:解決速度問題?②“主存—輔存”層次:解決容量問題4、計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域 (1)科學(xué)計(jì)算 (2)信息管理?(3)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與多媒體技術(shù) (4)語(yǔ)言與文字的解決 (5)人工智能?二、操作系統(tǒng)知識(shí)1、操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介(1)定義與作用操作系統(tǒng)是管理軟硬件資源、控制程序執(zhí)行,改善人機(jī)界面,合理組織計(jì)算機(jī)工作流程和為用戶使用計(jì)算機(jī)提供良好運(yùn)營(yíng)環(huán)境的一種系統(tǒng)軟件。①通過(guò)資源管理,提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率②改善人機(jī)界面,向用戶提供良好的工作環(huán)境(2)功能及特性存儲(chǔ)分派、存儲(chǔ)共享、存儲(chǔ)保護(hù)、存儲(chǔ)擴(kuò)充解決中斷事件、解決器調(diào)度存儲(chǔ)分派、存儲(chǔ)共享、存儲(chǔ)保護(hù)、存儲(chǔ)擴(kuò)充解決中斷事件、解決器調(diào)度提供外圍設(shè)備的控制與解決、提供緩沖區(qū)的管理、提供外圍設(shè)備的分派、提供共享型外圍設(shè)備的驅(qū)動(dòng)、實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)備功能:解決器管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、文獻(xiàn)管理、作業(yè)管理、網(wǎng)絡(luò)與通信管理(3)系統(tǒng)類型①批解決操作系統(tǒng)特性:用戶脫機(jī)管理、成批解決作業(yè)、多道程序運(yùn)營(yíng)、作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)。②分時(shí)操作系統(tǒng)特性:同時(shí)性、獨(dú)立性、及時(shí)性、交互性。③實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)組成:數(shù)據(jù)采集、加工解決、操作控制、反饋解決。解決機(jī)管理(1)進(jìn)程的基本概念?進(jìn)程:一個(gè)具有一定獨(dú)立功能的程序關(guān)于某個(gè)數(shù)據(jù)集合的一次運(yùn)營(yíng)活動(dòng)。?進(jìn)程屬性:結(jié)構(gòu)性、共享性、動(dòng)態(tài)性、獨(dú)立性、制約性、并發(fā)行。(2)進(jìn)程的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換?三態(tài)模型:運(yùn)營(yíng)態(tài)、就緒態(tài)、等待態(tài)。 五態(tài)模型:新建態(tài)、運(yùn)營(yíng)態(tài)、就緒態(tài)、等待態(tài)、終止態(tài)。(3)進(jìn)程的描述?進(jìn)程上下文:進(jìn)程物理實(shí)體和支持進(jìn)程運(yùn)營(yíng)的環(huán)境的合稱。?一個(gè)進(jìn)程映像涉及:進(jìn)程程序塊、進(jìn)程數(shù)據(jù)塊、系統(tǒng)/用戶堆棧、進(jìn)程控制塊。?常用的現(xiàn)場(chǎng)信息:通用寄存器的內(nèi)容、控制寄存器的內(nèi)容、用戶堆棧指針、系統(tǒng)堆棧指針等。?常用的控制信息:進(jìn)程的調(diào)度相關(guān)信息,進(jìn)程組成信息、進(jìn)程間通信相關(guān)信息、進(jìn)程在二級(jí)存儲(chǔ)器內(nèi)的地址、CPU資源的占用和使用信息、進(jìn)程特權(quán)信息、資源清單。(4)進(jìn)程的同步于互斥?進(jìn)程之間的兩種基本關(guān)系:競(jìng)爭(zhēng)、協(xié)作。 互斥是解決進(jìn)程間競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的手段;同步時(shí)解決進(jìn)程間協(xié)作關(guān)系的手段;臨界區(qū)管理可以解決進(jìn)程互斥問題;進(jìn)程互斥關(guān)系是一種特殊的進(jìn)程同步關(guān)系,即逐次使用互斥共享資源。 典型的進(jìn)程間同步問題:生產(chǎn)者—消費(fèi)者問題。 最常用的同步機(jī)制:信號(hào)量及PV,管程。?原語(yǔ):操作系統(tǒng)中執(zhí)行時(shí)不可中斷的過(guò)程,即原子操作(P(測(cè)試)、V(增量))。 P操作---申請(qǐng)資源;V操作---釋放資源。(5)死鎖?死鎖:兩個(gè)進(jìn)程分別等待對(duì)方占用的一個(gè)資源,于是兩者都不能執(zhí)行而處在永遠(yuǎn)等待的狀態(tài)。?死鎖產(chǎn)生的條件(必須同時(shí)滿足):互斥條件、占有和等待條件、不剝奪條件、循環(huán)等待條件。3、存儲(chǔ)管理存儲(chǔ)管理類型:分區(qū)存儲(chǔ)管理、分段存儲(chǔ)管理、分頁(yè)存儲(chǔ)管理、虛擬存儲(chǔ)管理。存儲(chǔ)管理的功能:主存儲(chǔ)空間的分派和回收、地址轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)保護(hù)、主存儲(chǔ)空間的共享、主存儲(chǔ)空間的擴(kuò)充。(1)存儲(chǔ)器的層次計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器可分為:寄存器、高速緩存、主存儲(chǔ)器、磁盤緩存、固定磁盤、可移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)(2)地址轉(zhuǎn)換與存儲(chǔ)保護(hù)邏輯地址轉(zhuǎn)化為物理地址,稱為地址轉(zhuǎn)換或重定位。兩種轉(zhuǎn)換方式:一、在作業(yè)裝入時(shí)由作業(yè)裝入程序?qū)崿F(xiàn)地址轉(zhuǎn)換—靜態(tài)重定位;?二、在程序執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換---動(dòng)態(tài)重定位。(3)分區(qū)存儲(chǔ)管理?管理方式:固定分區(qū)和可變分區(qū) 可變分區(qū)分派算法:最先合用分派算法、最優(yōu)適應(yīng)分派算法、最壞適應(yīng)分派算法。(4)分頁(yè)式存儲(chǔ)管理?優(yōu)點(diǎn):既可以免去移動(dòng)信息的工作,又可盡量減少主存的碎片。 基本原理: 頁(yè)框:物理地址提成大小相等的區(qū)多分區(qū)每個(gè)區(qū)稱為一塊; 頁(yè)面:邏輯地址提成大小相等的區(qū),區(qū)的大小與塊的大小相等; 邏輯地址形式:?頁(yè)表和地址轉(zhuǎn)換:重定位寄存器的集合稱為頁(yè)表;?相聯(lián)存儲(chǔ)器和快表(5)分段式存儲(chǔ)管理(6)虛擬存儲(chǔ)管理4、設(shè)備管理外圍設(shè)備:存儲(chǔ)型設(shè)備、輸入輸出型設(shè)備。設(shè)備管理功能:外圍設(shè)備中斷解決、緩沖區(qū)管理、外圍設(shè)備的分派、外圍設(shè)備驅(qū)動(dòng)調(diào)度。(1)I/O硬件原理 ①輸入輸出系統(tǒng) I/O系統(tǒng):把I/O設(shè)備及其接口線路、控制部件、通道和管理軟件的統(tǒng)稱。 I/O設(shè)備劃分:輸入型外圍設(shè)備、輸出型外圍設(shè)備、存儲(chǔ)型外圍設(shè)備。 ②輸入輸出控制方式?按照I/O控制器功能的強(qiáng)弱以及和CPU之間聯(lián)系方式的不同,可劃分為:詢問方式(程序直接控制方式)、中斷方式、DMA方式(直接存儲(chǔ)器存取方式)、通道(輸入輸出解決器)方式。 采用通道技術(shù)重要解決了輸入輸出操作的獨(dú)立性和各部件工作的并行性。把中央理理器從瑣碎的輸入輸出操作中解放出來(lái)。(2)I/O軟件原理?總體設(shè)計(jì)目的:高效率、通用性。 I/O軟件組成:I/O中斷解決程序(底層)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、與設(shè)備無(wú)關(guān)的操作系統(tǒng)I/O軟件、用戶I/O軟件。 輸入輸出中斷的類型和功能:?告知用戶程序輸入輸出操作沿鏈推動(dòng)的限度、告知用戶程序輸入輸出操作正常結(jié)束、?告知用戶程序發(fā)現(xiàn)的輸入輸出操作異常、告知程序外圍設(shè)備上重要的異步信號(hào)。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的功能:從與設(shè)備無(wú)關(guān)的軟件中接受抽象的請(qǐng)求并執(zhí)行。 與設(shè)備無(wú)關(guān)軟件完畢的功能: 對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的統(tǒng)一接口、設(shè)備命名、設(shè)備保護(hù)、提供獨(dú)立于設(shè)備的塊大小、緩沖區(qū)管理、塊設(shè)備的存儲(chǔ)分派、獨(dú)占性外圍設(shè)備的分派和釋放、錯(cuò)誤報(bào)告。 設(shè)備無(wú)關(guān)軟件的基本功能:執(zhí)行合用于所有設(shè)備的常用I/O功能,并向用戶層軟件提供一個(gè)一致的接口。(3)Spooling系統(tǒng)(外圍設(shè)備聯(lián)機(jī)操作)?Spooling技術(shù):用一類物理設(shè)備模擬另一類物理設(shè)備的技術(shù),是使獨(dú)占使用的設(shè)備變成多臺(tái)虛擬設(shè)備的一種技術(shù),也是一種速度匹配技術(shù)。?“預(yù)輸入程序”能將信息從輸入設(shè)備輸入到輔助存儲(chǔ)器緩沖區(qū)。重要任務(wù)是控制信息從輸入設(shè)備輸入到輸入井存放,并填寫好輸入表以便在作業(yè)執(zhí)行中規(guī)定輸入信息量,可以隨時(shí)找到它們的位置。 “緩輸出程序”能將信息從輔助存儲(chǔ)器輸出緩沖區(qū)域輸出到輸出設(shè)備?!熬芾沓绦颉笨刂谱鳂I(yè)和輔助存儲(chǔ)器緩沖區(qū)之間互換信息?!熬笔怯米骶彌_的存儲(chǔ)區(qū)域,采用井的技術(shù)能調(diào)節(jié)供求之間的矛盾,消除人工干預(yù)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。系統(tǒng)擁有一張作業(yè)表用來(lái)登記進(jìn)入系統(tǒng)的所有作業(yè)的作業(yè)名狀態(tài)、預(yù)輸入位置等。作業(yè)表是作業(yè)調(diào)度程序執(zhí)行作業(yè)調(diào)度的依據(jù),是Spooling系統(tǒng)和作業(yè)調(diào)度程序共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。輸入井的作業(yè)狀態(tài):輸入狀態(tài)、收容狀態(tài)、執(zhí)行狀態(tài)、完畢狀態(tài)。(4)磁盤調(diào)度 分類:移臂調(diào)度(電梯調(diào)度)、旋轉(zhuǎn)調(diào)度。5、文獻(xiàn)管理文獻(xiàn)系統(tǒng):操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)存取和管理信息的模塊,用統(tǒng)一的方式管理用戶和系統(tǒng)信息的存儲(chǔ)、檢索、更新、共享和保護(hù),并為用戶提供一整套方便有效的文獻(xiàn)使用和操作方法。文獻(xiàn):由文獻(xiàn)名字標(biāo)記的一組相關(guān)信息的集合。文獻(xiàn)分類:?①按用途分:系統(tǒng)文獻(xiàn)、庫(kù)文獻(xiàn)、用戶文獻(xiàn); ②按保護(hù)級(jí)別分:只讀文獻(xiàn)、讀寫文獻(xiàn)、不保護(hù)文獻(xiàn);?③按信息流分:輸入文獻(xiàn)、輸出文獻(xiàn)、輸入輸出文獻(xiàn)。文獻(xiàn)類型:普通文獻(xiàn)、目錄文獻(xiàn)、塊設(shè)備文獻(xiàn)、字符設(shè)備文獻(xiàn)。文獻(xiàn)系統(tǒng)面向用戶的功能:文獻(xiàn)的按名存取、文獻(xiàn)目錄建立和維護(hù)、實(shí)現(xiàn)從邏輯文獻(xiàn)到物理文獻(xiàn)的轉(zhuǎn)換、文獻(xiàn)存儲(chǔ)空間的分派和管理、提供合適的文獻(xiàn)存取方法、實(shí)現(xiàn)文獻(xiàn)的共享、保護(hù)和保密、提供一組可供用戶使用的文獻(xiàn)操作。存取方法是操作系統(tǒng)為用戶程序提供的使用文獻(xiàn)的技術(shù)和手段。存取方式:順序存取、直接存取、索引存取。文獻(xiàn)目錄項(xiàng)一般應(yīng)當(dāng)涉及:有關(guān)文獻(xiàn)存取控制的信息、有關(guān)文獻(xiàn)結(jié)構(gòu)的信息、有關(guān)文獻(xiàn)管理的信息。目錄結(jié)構(gòu):一級(jí)目錄結(jié)構(gòu)、二級(jí)目錄結(jié)構(gòu)、樹型目錄結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)結(jié)構(gòu):邏輯結(jié)構(gòu)、物理結(jié)構(gòu)。邏輯結(jié)構(gòu)分兩種形式:流式文獻(xiàn)、記錄式文獻(xiàn)(定長(zhǎng)、變長(zhǎng))。物理結(jié)構(gòu)分三種形式:順序文獻(xiàn)、連接文獻(xiàn)、索引文獻(xiàn)。文獻(xiàn)保護(hù):是指防止文獻(xiàn)被破壞,涉及2方面:1、防止系統(tǒng)崩潰所導(dǎo)致的文獻(xiàn)破壞;2、防止其他用戶的非法操作所導(dǎo)致的文獻(xiàn)破壞。為防止系統(tǒng)崩潰導(dǎo)致文獻(xiàn)破壞,定期轉(zhuǎn)儲(chǔ)是一種經(jīng)常使用的方法?!叭M”:用戶、對(duì)象、存取權(quán)限。密碼種類:文獻(xiàn)密碼、終端密碼。6、作業(yè)管理作業(yè):用戶提交給操作系記錄算的一個(gè)獨(dú)立任務(wù)。作業(yè)步:作業(yè)加工過(guò)程中的一個(gè)環(huán)節(jié)。作業(yè)由用戶組織,作用步由用戶指定,一個(gè)作業(yè)從提交給系統(tǒng)到運(yùn)營(yíng)結(jié)束,要通過(guò)提交、收容、執(zhí)行、完畢四個(gè)環(huán)節(jié)。作用管理可以采用脫機(jī)和聯(lián)機(jī)兩種方式。作用調(diào)度算法: ①先來(lái)先服務(wù)算法: ②最短作業(yè)優(yōu)先算法: ③響應(yīng)比最高者優(yōu)先算法: 響應(yīng)比=已等待時(shí)間/估計(jì)計(jì)算時(shí)間 ④優(yōu)先數(shù)法:分動(dòng)態(tài)與靜態(tài)多道程序設(shè)計(jì):指允許多個(gè)程序同時(shí)進(jìn)入一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器并啟動(dòng)進(jìn)行計(jì)算的方法。引入多道程序設(shè)計(jì)的好處:1、提高了CPU的運(yùn)用率;2、提高了內(nèi)存和I/O設(shè)備的運(yùn)用率;3、改善了系統(tǒng)的吞吐率;4、充足發(fā)揮了無(wú)系統(tǒng)的并行性。缺陷:作業(yè)周轉(zhuǎn)時(shí)間延長(zhǎng)。

三、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言語(yǔ)言架構(gòu):程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的基本成分:數(shù)據(jù)成分、運(yùn)算成分、控制成分、函數(shù)。數(shù)據(jù):程序操作的對(duì)象,具有存儲(chǔ)類別、類型、名稱、作用域和生存期等屬性,使用時(shí)要為它分派內(nèi)存空間。數(shù)據(jù)類型分類: 按程序運(yùn)營(yíng)過(guò)程中數(shù)據(jù)的值能否改變:常量(整型、實(shí)型、字符、符號(hào))、變量。?按數(shù)據(jù)的作用域范圍:全局量、局部量。?按數(shù)據(jù)組織形式:基本類型(整型、實(shí)型、字符型、枚舉型)、構(gòu)造類型(數(shù)組類型、結(jié)構(gòu)類型、共用類型)、指針類型、空類型?;具\(yùn)算:算術(shù)運(yùn)算、關(guān)系運(yùn)算、邏輯運(yùn)算。為了保證運(yùn)算結(jié)果的唯一性,運(yùn)算符號(hào)要規(guī)定優(yōu)先級(jí)和結(jié)合性??刂平Y(jié)構(gòu):順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)?!胺g”方式:編譯方式、解釋方式。 解釋方式:VisualBasic、VisualFoxpro、PowerBuilder、Java 編譯方式:VisualC/C++、Delphi編譯過(guò)程:四、系統(tǒng)配置和方法1、系統(tǒng)配置技術(shù)?系統(tǒng)架構(gòu):客戶端/服務(wù)器系統(tǒng)、瀏覽器/服務(wù)器系統(tǒng)、多層分布式系統(tǒng)。 多層分布式系統(tǒng):瘦客戶、業(yè)務(wù)服務(wù)(完畢業(yè)務(wù)邏輯,實(shí)現(xiàn)客戶與數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)話的橋梁,實(shí)現(xiàn)分布式管理、負(fù)載均衡、Fail/Recover、安全隔離)、數(shù)據(jù)服務(wù)。多層系統(tǒng)重要特點(diǎn):安全性、穩(wěn)定性、易維護(hù)、快速響應(yīng)、系統(tǒng)擴(kuò)展靈活。例子:Sun的J2EE和Microsoft.Net。2、系統(tǒng)配置方法 常用配置方法:雙機(jī)互備、雙機(jī)熱備、群集系統(tǒng)、容錯(cuò)服務(wù)器。?雙機(jī)互備和雙機(jī)熱備的切換時(shí)機(jī):系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件導(dǎo)致服務(wù)器宕機(jī)、服務(wù)器沒有宕機(jī),但系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件工作不正常、SCSI卡損壞,導(dǎo)致服務(wù)器與磁盤陣列無(wú)法存取數(shù)據(jù)、服務(wù)器內(nèi)硬件損壞,導(dǎo)致服務(wù)器宕機(jī)、服務(wù)器不正常關(guān)機(jī)。群集技術(shù)與雙機(jī)熱備的本質(zhì)區(qū)別:能否實(shí)現(xiàn)并行解決和某些節(jié)點(diǎn)失效后的應(yīng)用程序的平滑接管。群集服務(wù)優(yōu)點(diǎn):高可用性、修復(fù)返回、易管理性、可擴(kuò)展性。容錯(cuò)服務(wù)器:通過(guò)CPU時(shí)鐘鎖頻,對(duì)系統(tǒng)中所有硬件的備份,系統(tǒng)內(nèi)所有冗余部件的同步運(yùn)營(yíng),實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)。3、系統(tǒng)解決模式 集中式計(jì)算模式的特性:通過(guò)主機(jī)系統(tǒng)形成大部分的通信流程,構(gòu)成系統(tǒng)的所有通信協(xié)議都是系統(tǒng)專有的,大型主機(jī)在系統(tǒng)中占據(jù)著絕對(duì)的支配作用,所有控制和管理功能都由主機(jī)來(lái)完畢。分布式計(jì)算經(jīng)歷的三個(gè)階段:桌上計(jì)算(DesktopComputing)、工作組計(jì)算(WorkgroupComputing)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算(NetworkComputing)。實(shí)時(shí)解決也叫聯(lián)機(jī)解決(OnlineTransactionProcessing):Web計(jì)算:基于網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的分布式計(jì)算方式。對(duì)象Web:分布式對(duì)象和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集成。Web計(jì)算的優(yōu)點(diǎn):統(tǒng)一的用戶界面;經(jīng)濟(jì)性、可維護(hù)性;魯棒性;可伸縮性;兼容性;安全性;適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的異構(gòu)、動(dòng)態(tài)環(huán)境。4、系統(tǒng)事務(wù)管理 事務(wù):用戶定義的一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作序列,這些操作要么全做要么不做,是一個(gè)不可分割的工作單位。在SQL語(yǔ)言中,定義事務(wù)的語(yǔ)句:BEGINTRANSACTION、COMMIT、ROLLBACK。事務(wù)的4個(gè)特性:原子性(atomicity)、一致性(consistency)、隔離性(isolation)、連續(xù)性(durability)。事務(wù)時(shí)并發(fā)控制的基本單位。并發(fā)操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)不一致性涉及:丟失修改、不可反復(fù)讀和讀“臟”數(shù)據(jù)。產(chǎn)生不一致的重要因素:并發(fā)操作破壞了事務(wù)的隔離性。封鎖:實(shí)現(xiàn)并發(fā)操作的一個(gè)非常重要的技術(shù)。封鎖類型:排它鎖(X鎖)、共享鎖(S鎖)。事務(wù)撤消:撤消該事務(wù)已經(jīng)做出的任何對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的修改,使得該事務(wù)仿佛主線沒有啟動(dòng)同樣。5、系統(tǒng)性能 響應(yīng)時(shí)間:用戶從輸入信息到服務(wù)器完畢任務(wù)給出響應(yīng)的時(shí)間,即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完畢某一任務(wù)(程序)所花費(fèi)的時(shí)間。作業(yè)吞吐量:整個(gè)服務(wù)器在單位時(shí)間內(nèi)完畢的任務(wù)量。單個(gè)用戶的吞吐量與響應(yīng)時(shí)間成反比,即響應(yīng)時(shí)間越短,吞吐量越大。性能調(diào)整:根據(jù)應(yīng)用規(guī)定和服務(wù)器具體運(yùn)營(yíng)環(huán)境和狀態(tài),改變各個(gè)用戶和服務(wù)器程序所分派的系統(tǒng)資源,充足發(fā)揮系統(tǒng)能力,用盡量少的資源滿足用戶規(guī)定,達(dá)成為更多用戶服務(wù)的目的。性能指標(biāo):MIPS(MillionI(lǐng)nstructionPerSecond)、MFLOPS(MillionFloating-pointInstructionPerSecond)。MIPS=指令數(shù)/(執(zhí)行時(shí)間*1000000)MFLOPS=浮點(diǎn)指令數(shù)/(執(zhí)行時(shí)間*1000000)1MFLOPS≈3MIPS6、系統(tǒng)性能評(píng)估 系統(tǒng)性能評(píng)估技術(shù):分析技術(shù)、模擬技術(shù)、測(cè)量技術(shù)。 分析技術(shù)重要是運(yùn)用排隊(duì)論模型進(jìn)行分析。 分析和模擬技術(shù)最后均需要通過(guò)測(cè)量技術(shù)驗(yàn)證。 測(cè)量技術(shù)的評(píng)估層次:實(shí)際應(yīng)用程序、核心程序、合成測(cè)試程序。 國(guó)際認(rèn)可的用來(lái)測(cè)試機(jī)器性能的測(cè)試基準(zhǔn)測(cè)試程序:?實(shí)際的應(yīng)用程序方法?核心基準(zhǔn)程序方法 簡(jiǎn)樸基準(zhǔn)測(cè)試程序?綜合基準(zhǔn)測(cè)試程序7、系統(tǒng)可靠性?計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件故障是由元器件引起的。 元器件的可靠性階段:不穩(wěn)定期、正常工作期、老化期。 衡量計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的三個(gè)指標(biāo):可靠性、可維護(hù)性、可用性。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性用平均無(wú)端障時(shí)間(MTTF)來(lái)度量;可維護(hù)性用平均維修時(shí)間(MTTR)來(lái)度量。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可用性定義:MTTF/(MTTF+MTTR)*100%。計(jì)算機(jī)可靠性模型:串聯(lián)系統(tǒng)可靠性并聯(lián)系統(tǒng)可靠性混聯(lián)系統(tǒng)提高計(jì)算機(jī)的可靠性措施:提高元器件質(zhì)量、發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)。?五、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法簡(jiǎn)介?基本術(shù)語(yǔ):數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)元素、數(shù)據(jù)記錄、關(guān)鍵項(xiàng)、數(shù)據(jù)解決、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)類型 數(shù)據(jù)對(duì)象等。 算法應(yīng)具有的5個(gè)特性:有窮性、擬定性、可行性、輸入、輸出。 “好”算法應(yīng)具有:對(duì)的性、可讀性、健壯性、效率和低存儲(chǔ)量需求。 算法評(píng)價(jià):時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度。2、線性表 線性表:n各數(shù)據(jù)元素的有限序列。數(shù)據(jù)元素(記錄):由若干個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)組成。文獻(xiàn):具有大量記錄的線性表。存儲(chǔ)結(jié)構(gòu):順序、鏈?zhǔn)健⑸⒘小?、棧和隊(duì)列 棧:一種特殊的線性表,限定在表尾進(jìn)行插入(進(jìn)棧)或刪除(出棧)的線性表。?棧的重要操作:棧的初始化、插入和刪除運(yùn)算、判斷棧是否為空以及讀取棧頂結(jié)點(diǎn)的值得操作。表達(dá)式:由操作數(shù)、運(yùn)算符、界線符組成。表達(dá)式類別:中綴表達(dá)式、后綴表達(dá)式。隊(duì)列:只允許在一端(隊(duì)尾)進(jìn)行插入,另一端(隊(duì)頭)進(jìn)行刪除的線性表。隊(duì)列類別:鏈隊(duì)列、循環(huán)隊(duì)列。4、數(shù)組和廣義表數(shù)組存放規(guī)則:一維采用順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu);多維采用順序存儲(chǔ)(列為主、行為主)。廣義表的深度:該廣義表展開后所含括號(hào)的層數(shù)。廣義表的兩種結(jié)點(diǎn):表結(jié)點(diǎn):表達(dá)列表,由標(biāo)志域、指示表頭的指針域、指示表為的指針域組成。原子結(jié)點(diǎn):表達(dá)原子,由標(biāo)志域、值域組成。5、樹和二叉樹 樹的表達(dá)方法:樹型、括號(hào)、嵌套集合、凹入。樹的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu):雙親表達(dá)法、孩子表達(dá)法、孩子兄弟表達(dá)法。樹的遍歷方式:前序、后序、層次。?右圖樹遍歷結(jié)果: 前序:ABCEFHIGD?后序:BEHIFGCDA 層次:ABCDEFGHI6、圖?圖:由一個(gè)非空的頂點(diǎn)集合和一個(gè)描述頂點(diǎn)之間多對(duì)多關(guān)系的邊際和組成的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。圖的遍歷:深度優(yōu)先、廣度優(yōu)先。7、雙鏈表例題:六、多媒體基礎(chǔ)知識(shí)1、多媒體技術(shù)概論?多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù):計(jì)算機(jī)綜合解決多種媒體信息,使多種信息建立邏輯連接,集成為一個(gè)系統(tǒng)并具有交互性。多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)特性:集成性、交互性、實(shí)時(shí)性、數(shù)字化。多媒體計(jì)算機(jī):指能綜合解決多媒體信息,使多種信息建立聯(lián)系并具有交互性的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。多媒體計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng):多媒體主機(jī)、多媒體輸入設(shè)備、多媒體輸出設(shè)備、多媒體存儲(chǔ)設(shè)備、多媒體功能卡、操縱控制設(shè)備。多媒體技術(shù)的重要組成:各種媒體信息的解決技術(shù)和信息壓縮技術(shù)、多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)、多媒體網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。多媒體計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù):①視頻和音頻數(shù)據(jù)的壓縮和解壓技術(shù);②多媒體專用芯片技術(shù);③多媒體系統(tǒng)軟件技術(shù);④大容量信息存儲(chǔ)技術(shù);⑤多媒體網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù);⑥超文本與超媒體技術(shù)。多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用:①教育與培訓(xùn)②桌面出版與辦公自動(dòng)化③多媒體電子出版物④多媒體通信⑤多媒體聲光藝術(shù)品的創(chuàng)作2、多媒體壓縮編碼技術(shù)?多媒體壓縮編碼框架圖:?國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):JPEG、MPEG(兼容性好、壓縮比高、數(shù)據(jù)失真小)、H.261、DVI。3、多媒體技術(shù)應(yīng)用 數(shù)字圖像類型:二值圖像、黑白灰度圖像、彩色圖像、活動(dòng)圖像。 與數(shù)字圖下崗相關(guān)的概念: 像素、屏幕分辨率、圖像分辨率、像素分辨率、色彩數(shù)和圖形灰度。 常用彩色表達(dá)方法:?①R(紅)G(綠)B(藍(lán)); ②H(色調(diào))I(光的強(qiáng)度)S(飽和度); ③C(青)M(紫紅)Y(黃)K(黑); YUV:彩色電視視頻信號(hào)在PAL彩色電視制式中采用的色彩空間。 數(shù)字圖像的類型:位圖、矢量圖形。?數(shù)字圖像的文獻(xiàn)格式:?靜態(tài)圖像:GIF、TIF、BMP、PCX、JPG、PCD。 動(dòng)態(tài)圖像:AVI、MPG。 數(shù)字圖像解決技術(shù):?①改善圖像的像質(zhì):銳化、增強(qiáng)、平滑、校正。 ②將圖像復(fù)原; ③辨認(rèn)和分析圖像;?④重建圖像; ⑤編輯圖像; ⑥圖像數(shù)據(jù)的壓縮編碼。?七、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)1、網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò):互相聯(lián)接、彼此獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):網(wǎng)絡(luò)中結(jié)點(diǎn)和鏈路的集合形狀。?按照覆蓋范圍分:局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等。 計(jì)算機(jī)從邏輯結(jié)構(gòu)上分:負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)解決、向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)?的外層用戶資源子網(wǎng)和負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的內(nèi)層通信子網(wǎng)。 資源子網(wǎng):主機(jī)的集合。?通信子網(wǎng):網(wǎng)卡和傳輸介質(zhì)。 ?分類:點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信子網(wǎng)、廣播式通信子網(wǎng)。??組織形式:結(jié)合型、專用型、公用型。2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議?計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu): TCP/IP重要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議:遠(yuǎn)程登錄協(xié)議(Telnet)、文獻(xiàn)傳輸協(xié)議(FTP)、簡(jiǎn)樸郵件傳輸協(xié)議(SMTP)。3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸?數(shù)據(jù):把事件的某些屬性規(guī)范化后的表現(xiàn)形式。 信號(hào):數(shù)據(jù)的具體物理表現(xiàn),具有擬定的物理描述。?通信信道:信息在信號(hào)變換器之間傳輸?shù)耐ǖ馈?信道可分為:模擬信道、數(shù)字信道。?數(shù)據(jù)通信模擬系統(tǒng): 數(shù)據(jù)通信模型按照數(shù)據(jù)信息在傳輸鏈路上的傳送方向分: 單工通信:信號(hào)只能向一個(gè)方向傳送;? 半雙工通信:信息的傳遞可以是雙向的;??全雙工通信:通信的雙方可以同時(shí)發(fā)送和接受信息。 數(shù)據(jù)通信的重要技術(shù):??波特率(碼元速率):單位時(shí)間內(nèi)所傳送的信號(hào)“波形”的個(gè)數(shù)。B=1/T(Baud)、T為波形周期。 比特率(位速率):?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所傳送的二進(jìn)制位數(shù)。 ??S=B*log2*N(bps)、B為波特率、N為一個(gè)波形的有效狀態(tài)數(shù)。 ?帶寬(Hz):介質(zhì)能傳輸?shù)淖罡哳l率和最低頻率之間的差值。? 信道容量:信道傳送信息的最大能力。? 誤碼率:二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)在傳送過(guò)程中被傳錯(cuò)的概率。? 信道延遲:信號(hào)在信道中傳播時(shí),從信源端到信宿端的時(shí)間差。?數(shù)據(jù)通信編碼:? 編碼方式:?jiǎn)螛O性碼、雙極性碼、曼切斯特碼。??單極性碼:不歸零型:電平在兩個(gè)碼元間翻轉(zhuǎn)表達(dá)1,不翻轉(zhuǎn)表達(dá)0歸零型:+到0的轉(zhuǎn)換邊表達(dá)0,-到0的轉(zhuǎn)換邊表達(dá)1? 雙極性碼:用正負(fù)電平來(lái)分別代表邏輯“1”和“0”。發(fā)送1不跳轉(zhuǎn),發(fā)送0跳轉(zhuǎn)? 曼切斯特碼:發(fā)送1不跳轉(zhuǎn),發(fā)送0跳轉(zhuǎn) 根據(jù)調(diào)制參數(shù)的不同:幅移鍵控法(ASK):用基帶信號(hào)控制載波的振幅;頻移鍵控法(FSK):用基帶信號(hào)控制載波的頻率;相移鍵控法(PSK):用基帶信號(hào)控制載波的相位。 傳輸介質(zhì):網(wǎng)絡(luò)中傳輸數(shù)據(jù)、連接各網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的實(shí)體,有雙絞線、同軸電纜、光纜。?雙絞線一般用于星狀網(wǎng)絡(luò)中,同軸電纜用于總線網(wǎng)絡(luò),光纜用于主干網(wǎng)的連接。 多路復(fù)用技術(shù):在同一介質(zhì)上,同時(shí)傳輸多個(gè)有限帶寬信號(hào)的方法。? 頻分多路復(fù)用、時(shí)分多路復(fù)用?數(shù)據(jù)互換技術(shù):線路互換、報(bào)文互換、分組互換、數(shù)字語(yǔ)音插空技術(shù)、幀中繼、異步傳輸模式等。 差錯(cuò)控制與流量控制:差錯(cuò)控制:奇偶校驗(yàn)碼、循環(huán)冗余碼。流量控制:X-ON/X-OFF、DTE-DCE流控、滑動(dòng)窗口協(xié)議。4、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng) 局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方式: 載波偵聽多路訪問/沖突檢測(cè)法(CSMA/CD)??令牌環(huán)訪問控制方式 令牌總線訪問控制方式?局域網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù): 以太網(wǎng)??快速以太網(wǎng) 令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò) ?FDDI光纖環(huán)網(wǎng)5、網(wǎng)絡(luò)的管理與管理軟件 網(wǎng)絡(luò)的管理: ?性能管理 配置管理:配置工具(由設(shè)備供應(yīng)商提供、由第三方公司提供)??計(jì)費(fèi)管理? 故障管理 安全管理:SNMP、RMON、CMIP6、網(wǎng)絡(luò)安全 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全問題:??完整的網(wǎng)絡(luò)安全規(guī)定:運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)上系統(tǒng)信息的安全、網(wǎng)絡(luò)上信息傳播的安全、網(wǎng)絡(luò)上信息內(nèi)容的安全。網(wǎng)絡(luò)安全特性:保密性、完整性、可用性、可控性、可審查性。網(wǎng)絡(luò)安全層次:物理安全、控制安全、服務(wù)安全、TCP/IP協(xié)議安全。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全威脅:非授權(quán)訪問、信息泄漏或丟失、破壞數(shù)據(jù)完整性、拒絕服務(wù)襲擊、運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)傳播病毒、使用者的人為因素、硬件和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的缺陷、協(xié)議和軟件自身的缺陷以及網(wǎng)絡(luò)信息的復(fù)雜性等。 數(shù)據(jù)的加密與解密: 現(xiàn)代密碼技術(shù)分類:對(duì)稱加密系統(tǒng)(秘密密鑰(、非對(duì)稱加密系統(tǒng)(公開密鑰) 防火墻技術(shù): ?防火墻:設(shè)立在不同網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)安全域之間的一系列部件的組合,以防止 發(fā)生不可預(yù)測(cè)的、潛在破壞性的侵入。 防火墻類型:數(shù)據(jù)包過(guò)濾型防火墻、應(yīng)用級(jí)網(wǎng)關(guān)防火墻、代理服務(wù)器型防火墻、復(fù)合型防火墻等。防火墻的作用:填補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的脆弱性、控制對(duì)網(wǎng)絡(luò)

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