信息物理系统

（一）关键问题 数据分布 对于存储系统，最重要的问题就是数据分布，即什么样的数据放置在什么样的节点上。数据分布时需要考虑数据是否均衡、以后是否容易扩容等一系列问题。不同的数据分布方式也存在不同的优缺点，需要根据自身数据特点进行选择。 1）哈希分布 => 随机读取 取模直接哈希： 将不同哈希值的数据分布到不同的服务器上 关键： 找出一个散列特性很好的哈希函数 问题： 增加、减少服务器时的大量数据迁移 解决： 1）将<哈希值,服务器>元数据存储在元数据服务器中；2）一致性哈希 一致性哈希： 给系统每个节点分配一个随机token，这些token构成一个hash环。执行数据存放操作时，先计算key的hash值，然后存放到顺时针方向第一个大于或者等于该hash值的token所在节点。 关键： 哈希值变成了一个范围，每个物理节点上存储的数据是哈希值处于前一段范围的数据。 优点： 节点增加/删除时只会影响到在hash环中相邻的节点，而对其他节点没影响。 维护每台机器在哈希环中的位置方式：1） 记录它前一个&后一个节点的位置信息，每次查找可能遍历整个哈希环所有服务器；2） O（logN）位置信息，查找的时间复杂度为O（logN）；3） 每台服务器维护整个集群中所有服务器的位置信息，查找服务器的时间复杂度为O（1） 虚拟节点： 将哈希取模的模数取得很大，就会得到更多的哈希值，这个哈希值成为逻辑节点

一、操作系统概述 特性 1. 并发: 同一时间间隔内支持执行多个任务, 对于一个核则是交替执行； 2. 共享: 硬件资源或数据资源支持多个进程共享； 3. 异步: 并发情况下， 一个程序会陆陆续续被执行，完成时间不可预知； 4. 虚拟: 物理实体转化为逻辑实体，如虚拟内存。 基本功能 CPU管理：对处理器的管理和调度最终归结为对进程和线程的管理和调度，包括进程控制和管理，线程控制和管理，确定处理器调度策略，设计处理器调度算法，做好处理器分配和回收。 存储管理：存储管理的主要任务是管理内存资源，为多道程序运行提供有力支撑，提高存储空间利用率，具体来说有内存分配与回收，地址转换与存储保护，内存共享与存储扩充等。 设备管理：设备管理的除妖任务是管理各种外部设备，完成用户提出的I/O请求；加快数据传输速度，发挥设备的并行性，提高设备的利用率；提供设备驱动程序和中断处理请求。 文件管理：文件库案例的主要任务有提供文件逻辑组织方法，提供文件物理组织方法，提供文件存取和使用方法，实现文件目录管理，实现文件共享和安全性控制，实现文件存储空间管理等。 体系结构 大内核：将操作系统作为一个整体放在内核当中。 微内核：将操作系统的功能进行详细划分，只有微内核在内核态中存在，其他的在用户态。由于存在用户态和内核态的切换所以会影响系统整体性能。 补充 用户栈： 进程在用户空间时创建的栈

网络七层模型 https://blog.csdn.net/a369189453/article/details/81193661 网络七层协议的通俗理解 https://www.cnblogs.com/evan51/p/7994109.html TCP/IP协议（一）网络基础知识 网络七层协议 https://www.cnblogs.com/mike-mei/p/8548238.html 最近又看到这个七层模型了，一直都记不住这个七层模型，就算背住了也很快忘记。主要原因还是因为没有真实的使用场景，也没能理解其中的原理。但是这个东西是计算机网络的基础，既然碰巧看到就顺便整理一下吧。很多知识的梳理都是通过文章来理解贯通的，所以在计算机开发中对于技术的应用对敲代码；对于抽象的知识多写文章，自然而然的就懂了。 关于七层模型的介绍 七层模型，也称为OSI（Open System Interconnection）参考模型，是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于计算机或通讯系统间互联的标准体系。它是一个七层的、抽象的模型体，不仅包括一系列抽象的术语或概念，也包括具体的协议。 ISO 就是 Internationalization Standard Organization（国际标准组织）。 起源 看一下OSI的起源和出现过程还是挺有意思的。 OSI的大部分设计工作实际上只是Honeywell

OSI（Open System Interconnect），即 开放式系统 互联。 一般都叫OSI参考模型，是ISO（ 国际标准化组织 ）组织在1985年研究的 网络互联 模型。该 体系结构 标准定义了网络互连的七层框架（ 物理层 、 数据链路层 、 网络层 、 传输层 、 会话层 、 表示层 和 应用层 ），即ISO 开放系统互连参考模型 。在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能，以实现 开放系统 环境中的互连性、 互操作性 和应用的可移植性。[1] 中文名 OSI参考模型 外文名 Open System Interconnect 解 释 开放式系统 互联 设定组织 国际标准化组织 设定时间 1985年 目 的 开放系统 环境中的互连性等 目录 1 简介 2 划分原则 3 分层 4 各层功能 5 数据封装过程 6 比喻 7 模型用途 8 若干概念 9 ISO 7498概念 10 影响 简介 编辑 开放系统 OSI标准定制过程中所采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构方法。在OSI中，采用了三级抽象，即体系结构、服务定义和 协议 规定说明。 OSI参考模型定义了开放系统的 层次结构 、层次之间的相互关系及各层所包含的可能的服务。它是作为一个框架来协调和组织各层协议的制定，也是对网络内部结构最精练的概括与描述进行整体修改。

目标 方便性 有效性 提高系统资源利用率 提高系统吞吐量 可扩充性 开放性 作用 OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 命令方式 系统调用方式 OS实现了对计算机资源的抽象 未配置操作系统的计算机系统 人工操作方式 用户独占全机 CPU等待人工操作 严重降低了计算机资源的利用率 减少了CPU的空闲时间 提高了I/O速度 效率仍然不理想 单道批处理系统 多道批处理系统 1.资源利用率高 2.系统吞吐量大 3.平均周转时间长 4.无交互能力 (宏观并行，微观串行) 分时系统 特征: 1.多路性 2.独立性 3.及时性 4.交互性 ʵʱϵͳ 微机操作系统的发展 1.并发concurrence 区别并行和并发 并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生→宏观并行，微观并行 并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生→宏观并行，微观串行 引入进程 进程是指在系统中能独立运行并作为资源分配的基本单位，它是由一组机器指令，数据和堆栈等组成的，是一个能独立运行的活动实体 2.共享sharing 1.互斥共享方式 2.同时访问方式 并发和共享是多用户(多任务)OS的两个最基本的特征。它们又是互为存在的条件 3.虚拟virtual 时分复用技术 空分复用技术 4.异步asynchronism 1.处理机管理功能 进程控制 进程同步 进程互斥方式 进程同步方式(协同) 进程通信 调度 作业调度 进程调度

一、基本概念   信息物理系统（CPS,Cyber-Physical Systems）是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C（Computer、Communication、Control）技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。CPS实现计算、通信与物理系统的一体化设计，可使系统更加可靠、高效、实时协同，具有重要而广泛的应用前景。   信息物理系统包含了将来无处不在的环境感知、嵌入式计算、网络通信和网络控制等系统工程，注重计算资源与物理资源的紧密结合与协调，主要用于一些智能系统上如设备互联，物联传感，智能家居，机器人，智能导航等。   此外何积丰院士认为，CPS的意义在于将物理设备联网，特别是连接到互联网上，使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治等五大功能。 二、起源和发展   CPS这个词起源于美国(2006年2月发布的《美国竞争力计划》)，火爆于德国，雏形产生于日本，并将对世界发展起着巨大的作用。   2005年5月，美国国会要求美国科学院评估美国的技术竞争力，并提出维持和提高这种竞争力的建议。5个月后，基于此项研究的报告《站在风暴之上》问世。在此基础上于2006年2月发布的《美国竞争力计划》则将信息物理系统(CyberPhysicsSystem，CPS)列为重要的研究项目。到了2007年7月