2010年1月29日

PHP的XML文件操作

XML簡介
XML, eXtensible Markup Language(可延伸標記語言),是一種可以創建自訂標記符號(Tags)的標記語言,是用於表示結構化資訊的一種標準文本格式,它由W3C(全球資訊網標準維護組織)創建,用來克服HTML的侷限。和HTML一樣,XML基於標準通用標記語言(Standard Generalized Markup Language, SGML),SGML是一種在Web發明之前就早已存在的用標記來描述檔案資料的通用語言,它十分龐大且難於學習和使用。為了解決SGML過於複雜的特點,提出了HTML語言,在Web領域成為標準語言。但近年來,隨著Web應用的不斷深入,HTML在需求廣泛的應用中顯得捉襟見肘,於是Web標準化組織W3C建議使用一種精簡的SGML版本ーXML。XML檔案只儲存了資料,是很有規律的結構化檔案,所有的資訊按照某種關係排列,不會看起來雜亂無章,層次結構非常明確,但沒有定義如何顯示這些資料,以什麼樣的字體、顏色來顯示。這樣的檔案結構,層次非常清晰,我們可以稱之為「檔案樹」。

XML的特點
XML繼承了SGML的許多特性,首先是可擴展性,這正是XML功能強大的原因,在HTML中有許多固定的標記,我們必須記住然後使用它們,而不能使用HTML規範裡沒有的標記,它是一個定型的標記語言。XML允許使用者創建和使用它們自己的標記而不是HTML的有限詞彙表,這一點至關重要,企業可以用XML為電子商務和供應鏈集成等應用定義自己的標記語言,甚至特定行業一起來定義該領域的特殊標記語言,作為該領域資訊共用與資料交換的基礎。

其次是靈活性。HTML很難進一步發展,就是因為它是格式、超文字和圖形化使用者介面語義的混合,要同時發展這些混合在一起的功能是很困難的。而XML更像是一個小型的資料庫,提供了一種結構化的資料表示方式,使得使用者介面分離於結構化資料。所以,Web用戶所追求的許多先進功能在XML環境下更容易實現。

第三是自我描述性。XML檔案通常包含一個檔案型別宣告,因而XML檔案是自我描述的。不僅人能讀懂XML檔案,電腦也能處理。XML表示資料的方式真正做到了獨立於應用系統,並且資料能夠重用,XML檔案被看作是檔案的資料庫化和資料的檔案化,因此XML成為新一代不同系統中資料傳遞的標準格式。

除了上述特性之外,XML還具有簡明性。它只有SGML約20%的複雜性,但卻具有SGML功能的約80%,XML比完整的SGML簡單得多,易學、易用並且易實現。另外,XML也吸收了多年來在Web上使用HTML的經驗,XML支持世界上幾乎所有的主要語言,並且不同語言的文字可以在同一檔案中混合使用,應用XML的軟體能處理這些語言的任何組合。

簡單的XML操作
在PHP5引入了一種用於讀寫XML的新應用程式設計發展介面(API):SimpleXML。SimpleXML提供了一種簡單、直覺化的方法來處理XML。它只有一個單一類型的類別,3個函數和6個方法。SimpleXMLElement類是這個擴展中所有操作的核心類。可以用new關鍵字直接創件這種類的物件或是使用simplexml_load_file()或simplexml_load_string()函數傳回這種類的物件。

在SimpleXML中,可以直接通過元素的名稱來存取特定的元素。當一個檔案被載入SimpleXML時,檔案被看成是一個SimpleXML物件,檔案中的所有元素都被看成是該物件的屬性。SimpleXMLElement物件的屬性是動態的,因為這些屬性是由物件決定的,而不是由類別本身決定的。

利用SimpleXML修改元素內容非常方便,我們可以改變或移除樹中的某個元素,但是不能直接在樹中添加一個元素。要添加一個元素,需要使用DOMXML擴展模組的互通性。我們利用SimpleXML的屬性指派值方法來直接編輯一個元素的內容,要注意的是如果檔案中有多個元素名一樣的元素,如果沒有使用索引來指定要編輯哪個元素時,PHP將發出個警告。強烈建議使用索引來編輯元素,除非你對檔案的結果非常確定。另外,可以用PHP內建函數unset()來將一個元素行樹中移除。unset()的參數必須是一個SimpleXMLElement,用屬性方法來存取要移除的元素。

DOMXML擴展模組有save()方法,可以將XML資料儲存成為文件,我們可以將SimpleXML物件導入DOMXML物件中,然後使用save()儲存。

XML是用來存放資料的,它不是HTML的替代品。XML和HTML是兩種不同用途的語言。HTML是與顯示資訊相關的,XML則是與描述資訊相關的。

2010年1月27日

OSI參考模型、TCP/IP參考模型

OSI參考模型
在過去的電腦網路上,由於資料通訊系統涉及複雜的軟硬體,可是又沒有統一的標準,導致通訊軟體不僅龐大複雜,而且不易測式、修改或分享。為此,ISO(國際標準組織)發展出一套OSI參考模型(Open System Interconnection reference model, 開放系統互連參考模型)。發訊端送出的資料會沿著OSI參考模型的七個層次(layer)一路向下,然後經由資料網路(data network)抵達目的設備,再沿著參考模型的七個層次一路向上抵達收訊端,所謂的發訊端、收訊端可以是電腦、印表機、光碟機、磁碟…等。

OSI參考模型的定義相當寬鬆,它將網路的功能及運作粗略分成下列七個層次,多數的通訊協定都可以放入其中一個層次:

應用層(application layer)
位於OSI參考模型的第七層也是最上層,屬於使用者端應用程式與網路服務之間的介面,負責提供網路服務給應用程式、訊息交換、檔案傳輸、網頁瀏覽…,諸如FTP、DNS、SMTP、Telnet、POP、HTTP等通訊協定均屬於應用層。

表達層(presentation layer)
位於OSI參考模型的第六層,負責內碼轉換、加密/解密、壓縮/解壓縮等工作。

會議層(session layer)
位於OSI參考模型的第五層,負責建立、維護與切斷連線(傳輸模式有單工、半雙工、全雙工等三種)、對話控制、資料交換管理等工作,目的是控制資料收發時機,例如何時傳送資料?何時接收資料?

傳輸層(transport layer)
位於OSI參考模型的第四層,負責區段排序、錯誤控制、流量控制等工作,確保資料安全抵達收訊端的傳輸層,諸如UDP通訊協定與Internet所使用的TCP通訊協定均屬於傳輸層。

網路層(network layer)
位於OSI參考模型的第三層,負責邏輯定址(logical addressing)、路由(routing)等工作,其中邏輯定址是賦予收訊端與發訊端唯一可識別的位址;路由是考慮路徑的實際情況,然後幫封包選擇最佳路徑,如X.25通訊協定、IPX通訊協定與Internet所使用的IP通訊協定均屬於網路層。

資料連結層(data link layer)
位於OSI參考模型的第二層,負責訊框處理、實體定址(physical addressing)、錯誤控制、流量控制、媒介存取控制等工作,其中訊框處理是把從網路層接收的封包(packet)封裝成訊框(frame);實體定址是根據實體位址找出目的設備究竟位於哪個網路的哪部電腦;媒介存取控制則決定了如何避免發生碰撞及如何解決碰撞,常見的方式有CSMA/CD、Control Token…。

實體層(physical layer)
位於OSI參考模型的第一層也是最底層,目的是讓資料透過實體的傳輸媒介傳送,負責定義網路所使用的訊號編碼、基頻傳輸或寬頻傳輸、拓樸、傳輸媒介、傳送速度、傳送距離、接頭、電壓、電流…等規格。

TCP/IP參考模型
Internet採用TCP/IP通訊協定,相較於OSI參考模型將網路的功能分成七個層次,TCP/IP參考模型則是分成下列四個層次,雖然簡化為四個層次,但它並不是去除OSI參考模型的某些層次,而是將功能類似的層次合併,包括將應用層、表達層及會議層合併為應用層,保留傳輸層和網路層,將實體層及資料連結層合併為連結層。

應用層(application layer)
這個層次負責提供網路服務給應用程式,比較知名的通訊協定有FTP(file transfer protocol, 檔案傳輸協定)、SMTP(simple mail transfer protocol, 簡易郵件傳送協定)、POP(Post office protocol, 郵件接收協定)、DNS(domain name system, 網域名稱系統)、Telnet(遠端登入)、SNMP(simple network management protocol, 簡易網路管理協定)、HTTP(hypertext transfer protocol, 超文字傳輸協定)、NNTP(network news transfer protocol)…等。

傳輸層(transport layer)
這個層次又叫做主機對主機層(host-to-host layer),負責區段排序、錯誤控制、流量控制等工作,比較知名的通訊協定有TCP(transmission control protocol)、UDP(user datagram protocol)。

網路層(network layer)
這個層次又叫做網際網路層(Internet layer),負責定址與路由等工作,而且資料是以資料元(datagram)為單位,比較知名的通訊協定有IP(Internet protocol)。

連結層(link layer)
這個層次又叫做網路介面層(network interface layer),負責與硬體溝通,雖然沒有定義任何通訊協定,但基本上,它支援所有標準的通訊協定。

雖然TCP/IP參考模型的定義沒有OSI參考模型嚴謹,但簡化為四個層次卻使得它的處理效率較佳,而且它的結構簡潔易懂,反而比OSI參考模型還受歡迎。

電腦網路--概論

從電腦問世迄今,人們已經習慣使用電腦從事文書處理、資料庫管理、影像繪圖、玩遊戲…等,但隨著資料交換的風氣日盛,電腦網路亦逐漸融入人們的日常生活中。原則上,只要是將超過一部的電腦連接在一起,就能形成網路。我們通常會根據電腦所涵蓋的地理範圍,將網路區分為區域網路、廣域網路、都會網路、網際網路等。

區域網路(LAN, local area network)
當電腦的數目不只一部,而且所在的位置可能是同一棟建築物的不同辦公室、同一個公司或學校的不同建築物,那麼這些電腦連接在一起所形成的網路,就叫做區域網路。常見的區域網路標準有IEEE 802.3 Ethernet(乙太網路)、Fast Ethernet(高速乙太網路)、Gigabit Ethernet(超高速乙太網路)…等。

廣域網路(WAN, wide area network)
當電腦的數目不只一部,而且所在的位置可能在不同城鎮、不同國家甚至不同洲,將這些電腦連接在一起所形成的網路,就叫做廣域網路。常見的廣域網路標準有ISDN(integrated service digital network)、B-ISND(broadband ISDN)、Frame Relay、ATM(asynchronous transfer mode)…等。

都會網路(MAN, metropolitan area network)
涵蓋的範圍介於LAN與WAN之間,使用與LAN類似的技術連接於不同辦公室或城鎮的電腦,它可能是連接數個LAN所形成的較大網路或單一網路。目前由於LAN的傳輸速率與傳輸距離不斷提升,使得MAN與LAN之間的分野日趨模糊。

網際網路(Internet)
是全世界最大的電腦網路,它不是單獨一個網路,而是由成千上萬個大小網路所構成。Internet除了連接數以千萬計的電腦之外,更重要的是它所提供的各項資源,例如全球資訊網(Web)、電子郵件(E-mail)、檔案傳輸(FTP)、電子布告欄(BBS)、部落格(Blog)…等。

網路通常會包含兩部以上的電腦,而電腦之間是如何連接成網路,則有數種方式,我們將這些方式統稱為拓樸(topology),常見的有下列幾種:
匯流排拓樸(bus topology):
所有電腦是連接到同一條網路線,而資料就是在這條網路線上傳送。所有的電腦都會接收網路上的任何資料,然後根據自己的位址擷取要傳送給自己的資料;如果有電腦要傳送資料,必須先判斷是否有其它資料正在網路線上傳送,沒有的話,才能傳送資料。

星狀拓樸(star topology):
所有的電腦是連接到集線器(hub),當電腦要傳送資料時 只要將資料傳送到集線器並指定要傳送給另一部電腦。星狀拓樸的優點是改善了匯流排拓樸的缺點,缺點則是集線器故障會導致網路癱瘓,而且多了集線器的成本。

環狀拓樸(ring topology):
所有的電腦是以環狀方式連接在一起,第一部電腦連接到第二部電腦,第二部電腦連接到第三部電腦,…最後一部電腦再連接到第一部電腦。比起匯流排拓樸和星狀拓樸,環狀拓樸的效能較佳,尤其是在高流量時,因為環狀網路上會一直傳送著一個記號(token),只有取得Token的電腦才能開始傳送資料,待資料傳送完畢並確認目的電腦已經接收到資料後,再釋放記號讓其它電腦使用。

網狀拓樸(mesh):
所有電腦之間互相有網路線連接,不會因為任何一部電腦故障或網路線上任何一段網路故障而導致網路癱瘓,容錯能力為其它網路拓樸之冠。但是架設成本遠比其它網路拓樸高,所以鮮少有網路是真正的網狀拓樸。

2010年1月25日

作業系統--記憶體管理

在現代的電腦系統中,程式與其資料都必須存放在記憶體中,才能直接被CPU所使用,而在多元程式處理系統中,由於記憶體內會同時存放著多份程式與資料,因此作業系統不僅要追蹤並記錄每個程式存放在記憶體內的哪個位址,還要把程式裡面參考到的位址轉換成記憶體的位址。在這邊的解決法方是採用邏輯位址(lobical address)與實體位址(physical address)兩套位址,前者是在程式裡面所指定的相對位置,又稱為「相對位址」(relative address);後者是在記憶體內的實際位置,當程式被載入記憶體時,程式裡面的邏輯位址就會經過位址聯結(address binding)的過程,對應到記憶體內的實體位址。從1960年代以來,多元程式處理技術歷經多次沿革,其主要的記憶體管理方法,包括以下幾項:

分割法(partitioning)
最初的設計是屬於固定分割法(fixed partitioning),其原理是將記憶體劃分成多個大小固定的分割區,雖然各個分割區的大小不一定相同,但在開機後就已經決定,而且作業系統會使用表格記錄分割區的起始位址及長度。一個分割區可以載入一個程式來執行,而CPU就在這些程式之間切換執行。由於分割區的大小固定,而程式的大小卻不一定剛好等於所分配到的分割區,導致可能有剩下一部份空間沒有用到,這個剩下的空間稱為內部碎片(internal fragmentation)。

為了改善內部碎片的問題,於是發展出動態分割法(Dynamic partitoning),其原理是根據程式的大小劃分一塊大小剛好的分割區來存放程式,而且作業系統同樣會使用表格記錄分割區的起始位址及長度。在動態分割法的機制下,可能會發生可用空間的總大小足以容納新程式,但卻因為空間不連續而無法利用的情況,此時這些可用空間稱為外部碎片(external fragmentation)。

分頁法(paging)
由於分割法無法避免碎片的產生,只能透過分割策略改善程度的輕重,為此,發展出另一系列的技術,允許同一個程式載入不連續的記憶體空間,只要可用空間的總大小足以容納該程式即可。分頁法的原理是將記憶體劃分成相同大小的區塊,稱為頁框(frame),然後將程式亦劃分成相同大小的區塊,稱為分頁(page),頁框的大小和分頁的大小通常是一樣的。當程式準備執行時,它的分頁會被載入記憶體的頁框,每個分頁對應一個頁框,但不一定是要連續的頁框,分散或順序顛倒亦無妨。為了記錄程式的每個分頁是載入到記憶體的哪些頁框,所以需要一個分頁表(page table)。

分段法(segmenting)
概念和分頁法類似,只是分割單位不同,分頁法是將程式劃分成大小相同的分頁,分段法是將程式的邏輯記憶體劃分成數個分段(segment),並記錄每個分段的編號及長度,其邏輯位址是表示成<分段編號,位移>格式。同樣的,為了記憶程式的每個分段是載入到記憶體的哪些位址,所以需要一個分段表(segment table)。

虛擬記憶體(virtual memory)
在現代電腦系統中,程式必須整個載入記憶體才能執行,倘若記憶體的可用空間不足,程式就無法執行,此時可以改用虛擬記憶體技術。這項技術的原理是假設有一塊非常大的虛擬記憶體,大小是實體記憶體的數倍,實際上則是規劃一部份的輔助儲存裝置(通常是硬碟)做為虛擬記憶體,當程式準備執行時,即使程式無法整個載入記憶體也沒關系,只要記錄下哪些部份是真的有載入記憶體,其餘的部份還留在規劃成虛擬記憶體的磁碟,然後在程式的執行過程中,若碰到需要執行不在記憶體的部份,再到磁碟讀取,把目前記憶體內比較不會用到的部份挪出到磁碟上,再把要用到的部份換進來,此動作稱為交換(swap),而劃分為虛擬記憶體的磁碟檔案則稱為交換檔(swap file)。

需求分頁法(demand paging)
為了進一步提升記憶體的使用效率,有人結合分頁法和虛擬記憶體技術,發展出需求分頁法,其原理和分頁法類似,也是將記憶體分成多個頁框,將程式劃分成多個分頁,執行時將分頁載入頁框,不同的是程式不必整個載入記憶體就能執行,只要記錄有哪些分頁是真的載入記憶體,而其餘哪些分頁還留在磁碟就可。若程式在執行中,發現所需要的分頁不在記憶體,就必須到磁碟讀取。

需求分段法(demand segmentation)
是結合分段法和虛擬記憶體技術,其原理和需求分頁法類似,也就是程式不必整個載入記憶體就能執行,只要記錄有哪些分段是真的載入記憶體,而其餘哪些分段還留在磁碟即可。若程式在執行中,發現所需要的分段不在記憶體中,則必須到磁碟讀取。

2010年1月24日

作業系統--行程管理

作業系統中需要管理的其中一項重要資源就是CPU時間,現代的作業系統為了提高效率,都會同時執行多個程式,以同時服務更多位使用者,也就必須更精確地控制分配CPU時間給每個程式執行。為了區分程式是否有取得CPU時間,又另外定義了所謂的行程(process),這指的是正在執行中的程式。程式是一組靜態的指令,而行程則是程式在執行時的動態實體。在電腦系統中,每個行程都會歷經從建立、準備好可以執行、正在執行、等待某項資源、直到最後結束之間的幾個狀態,如圖所示。


1.建立(new):行程一開始產生時是處於建立狀態,此時它尚未得到作業系統的允許進入記憶體。
2.就緒(ready):作業系統將行程載入記憶體後,它就進入就緒狀態。在就緒狀態下的行程都是可以立即執行的,只有在等待CPU而已。
3.執行中(running):行程目前正在使用CPU時間執行中,作業系統會決定在就緒狀態下的哪個行程可以下一個使用CPU,等到CPU一被釋放,該行程就可以開始使用CPU。
4.等待中(waiting):行程因為某種原因進入等待中狀態,通常是需要某個除了CPU以外的資源,在取得所需的資源之前,它都無法繼續執行,會一直停留在等待中狀態,直到獲得解決後,再進入就緒狀態,等待下一次使用CPU。
5.結束(terminated):行程已經執行完畢,作業系統也就無須維護其相關資訊。

由於程式的功能日益強大,使用者可能希望在程式執行當中同時進行多個工作,因此許多現代的作業系統會把行程更進一步劃分成多個執行緒(thread),每個執行緒有各自的控制流程,但共同相同的程式碼區塊、資料區塊和作業系統資源。由此發展出一種新的多工方式,稱為多執行緒(multithreading),它允許電腦在單一程式中執行多個工作。為了要使用多執行緒,程式設計人員必須將程式劃分成多個分離的執行緒。

CPU排程演算法(CPU sheduling)的目的是找出下一個可以取得CPU使用權的行程,也就是決定就緒狀態下的哪個行程可以進入執行中狀態,為了解決這個問題所發展出來的CPU排程演算法相當多,常用的有下列幾種:

先來先做(FCFS, First-Come First-Served)
原理是依照行程到達的先後順序來執行,先來的先做,直到做完再輪到下一個,就像排隊買票一樣。FCFS演算法雖然容易實作,但是它忽略了某些重要的因素,導致並不實際。萬一CPU分配給一個需要很長的執行時間的行程,但是它的後面卻排了一堆急著要執行的短行程,結果這些行程都必須等待很長的時間才能輪到。

最短工作先做(SJF, Shortest Job First)
原理是先檢查一遍在就緒狀態下的所有行程,將它們所需的執行時間從小到大排序,然後從時間最短的行程開始執行。一般來說,SJF演算法的平均等待時間可以證明出是最佳的,問題在於它是仰賴對於未來的猜測計算,作業系統必須事先「知道」每個行程的執行時間才能安排順序,但這是不可能的。因此,作業系統會根據一些經驗值和機率因子來推測,若推測與事實相差太遠,則SJF演算法的執行效能就會不如預期。

優先權(Priority)
原理是依照事先決定的優先權定義(例如期限、所需要的記憶體大小…等),計算出每個行程的優先順序,然後依照優先須序給予CPU使用權。

循環分配(RR, Round Robin)
原理是專為分時系統所設計,作業系統事先定義一個固定的時間配額,並將CPU時間劃分成一個個時間配額,再對每個行程執行完畢,下一次就再分配一個時間配額給它,而行程在時間配額用完後,就立刻交出CPU的使用權,讓下一個行程使用,重複這個過程直到行程結束為止。

2010年1月21日

作業系統的基本概念

作業系統(OS, Operating System)是介於電腦硬體與應用軟體之間的程式,除了提供執行應用軟體的環境,還負責分配系統資源。作業系統中實際負責管理系統資源的是數個不同的處理程式,而負責協調與控制這些處理程式,並維持整個作業系統正常運作的程式叫做核心(kernel)或監督程式(supervisor program)。核心是作業系統中最重要的程式,在電腦完成開機後,核心會常駐於記憶體,像這種常駐於記憶體的程式稱為常駐程式(resident),而在需要時才載入記憶體的程式則稱為非常駐程式(nonresident)。作業系統有以下三項主要的功能:

一、分配系統資源:
電腦經常會同時執行不同的程式或同時服務不同的使用者,這些程式或使用者就必須共同電腦的系統資源,而作業系統則必須扮演資源配置者的角色,負責協調與控制,將系統資源的分配與運用最佳化及公平化,進一步防止產生錯誤或不正確地使用電腦。
二、提供執行應用軟體的環境:
作業系統的重要功能之一是提供執行應用軟體的環境,以載入並執行應用軟體,做為應用軟體和電腦之間的橋樑,應用軟體無須瞭解如何驅動底層的硬體裝置,只要指定欲驅動的硬體裝置,作業系統就會代為驅動該裝置。
三、提供使用者介面:
使用者介面(user interface)是使用者和電腦硬體之間的橋樑,有時又稱為Shell。在過去,作業系統所提供的使用者介面是以命令列為主,使用者必須輸入指定的指令集,才能指揮電腦工作,如Unix、MS-Dos是屬於命令列使用者介面(command line user interface)。現在,作業系統所提供的使用者介面是以圖形化為主,如Windows、MacOS…等都屬於圖形化使用者介面(GUI, graphical user interface)。

作業系統的技術和膧腦硬體的發展息息相關,我們可以依照第一代到第四代電腦來做區分:
第一代電腦:由真空管所構成,並沒有作業系統的存在,必須以人工插卡的方式來進行工作。
第二代電腦:由電晶體所構成,輸入裝置是讀卡機,輸出裝置是打孔機,要執行工作,必須將程式、資料及控制訊息畫在固定格式的打孔卡片上,然後輸入電腦。這個時期的作業系統技術有單工系統、批次系統等。
第三代電腦:由積體電路(IC)所構成,電腦硬體大幅進步,這個時期所發展的作業系統技術有SPOOL、多元程式處理系統、分時系統等。
第四代電腦:採用超大型積體電路(VLSI)技術,微處理器的應用不侷限於電腦,還遍及家電或其它商業機器。這個時期的作業系統技術有多處理器系統、分散式系統、叢集式系統、即時系統、嵌入式系統、手持系統等。

批次系統
最早期的作業系統很簡單,就是將一個工作自動轉移到下一個工作,屬於單工系統(single task system),一次只能服務一位使用者,為了提昇效率,電腦的操作人員留下各個使用者的工作,透過工作控制程式(job control program)將這些工作加以排序,把相同或類似的工作集中在一起,稱為一個批次(batch),然後交給電腦分批執行,稱為批次處理(batch processing),用來進行批次處理的作業系統則稱為批次系統(batch system)。

線上同時週邊處理(SPOOL)
線上同同週邊處理(SPOOL, simultaneous peripheral operation on line)是把磁碟當成共用裝置,將所有等待執行的工作暫存於磁碟,再由控制程式依序從磁碟中讀取等待執行的工作加以處理。SPOOL的優點是可以協調各個速度不同的週邊裝置。

多元程式處理
多元程式處理(multiprogramming)的目的是同時服務多位使用者或多個程式,致力於讓CPU一直保持忙碌的狀態,以提昇CPU的使用率。在多元程式處理系統中,記憶體內會同時存放著多個工作,當所執行的工作在存取速度較慢的輸入/輸出裝置時,便會將CPU切換到記憶體內其它需要執行的工作,等之前的工作結束存取輸入/輸出裝置後,就會重新得到CPU,繼續尚未完成的工作,這樣CPU就能一直保持忙碌的狀態,而不會閒置下來。

分時系統
分時處理(time-sharing)是一種特殊形式的多元程式處理,倘若系統需要同時服務多位使用者,那麼可以將CPU時間分割成許多小段,稱為時間配額(time slice),輪流分配給各個使用者的工作,時間配額一到,無論目前的工作完成與否,都必須將CPU的使用權交給下一個工作,而尚未完成的工作再等CPU輪完一輪後又會回來,從中斷的地方繼續執行,這就是分時系統(time-sharing system),又稱為多工系統(multitasking system)。

多處理器系統
相對於多數系統只有一個CPU,也就是單處理器系統(single processor system),多處理器系統(multiprocessor system)則是擁有多個CPU的系統,這些CPU之間會緊密溝通,並共用匯流排、時脈、週邊裝置,甚至記憶體,又稱為平行系統(parallel system)或緊密耦合系統(tightly coupled system)。

分散式系統
網路的盛行造就了分散式系統(distributed system)的誕生,在分散式系統中,同一個工作可以拆成幾個部份,然後透過快速的網路連結指派給多部電腦分別執行,這些電腦或許位於不同的地點,之間透過Internet來聯繫。從使用者的觀點來看,他並不知道工作被分散到哪部電腦執行,所有分散的工作都是由分散式系統來執行。

叢集式系統
叢集式系統(clustered system)的特性類似多處理器系統,也是集合多個CPU一起完成工作,不過它們是由兩個或更多個別的系統集合而成,這些電腦會分享儲存裝置並經由區域網路連接在一起。

類別的繼承

繼承是物件導向程式設計最重要的特性之一,當我們已經創建一些類別後,就會發現在同一個範疇內如果再建立一些新的類別,將會出現大量的重複,新類別和已有類別大部分的屬性和方法都相同,此時有一種方法可以讓我們很方便以現有類別為基礎,快速生成新類別的方法,不需要重複定義相同的屬性和方法,提高程式碼的再使用性,這個方法就是繼承。在物件導向的程式設計中,我們把已有的基礎類別叫做父類別、基本類別,新的類別叫做子類別、衍生類別。子類別預設地從父類別繼承完全相同的屬性和方法,只是簡單地做一些父類別中沒有的擴展就可以了。

在PHP中,一個子類別只能從一個父類別中繼承資料,PHP不支援多重繼承。創建一個子類別時使用extends關鍵字來繼承一個父類別。在類別被定義時,存在三種限定詞(public、private和protected),其中private限定的屬性和方法是不能被繼承的。
private存取權限:如果類別的一個元素被設置成了private存取方式,那麼它將只對類別或者物件本身的內部成員開放。private元素對外部程式來說是被遮罩的,因而是不可見、不能被存取的。當前物件之外的任何類別、物件、程式都不能讀取其私有屬性的值,也不能呼叫私有方法,即使是衍生出的子類別也不能存取到其父類別的私有屬性和方法。
public存取權限:public元素則可以被毫無限制地存取,不管是在類別或者物件的內部還是外部,任何程式碼都可以讀寫public屬性的值,都可以呼叫public方法。在PHP中,如果類別的元素沒有指定存取方式,則預設是public的。
protected存取權限:與private元素相似,protected元素也不能被外部程式存取,但區別在於,protected元素可以被衍生的子類別存取到,而private元素則不行。一個使用protected方法的子類別需要很清楚其父類別的結構才可以。

PHP在同一個頁面和被包含的頁面中不能定義相同名稱的方法,在同一個類別中也不能定義相同名稱的方法。但是在繼承關系的兩個類別中,我們可以在子類別中定義與父類別同名的方法,這樣就把父類別中繼承過來的方法覆蓋掉了。通常父類別同名方法的程式碼內容很多,不可能就幾行,如果我們想保留原有的功能,另外再擴展出一點點的功能,但是又不想把原有的程式碼再重寫一次,這樣就可以使用"parent::"來呼叫父類別中被覆蓋的方法。這裡"::"是範圍解析運算子,用於在沒有宣告任何實體的情況下存取類別中的函式或基本類別中的函式和變數。使用parent存取父類別的成員,仍然受到public、protected、private限定詞的限制。

另外,在PHP的物件導向程式設計中還有抽象類別、介面甚至於是多形的概念,這些就以後有機會再說囉!!!

2010年1月20日

類別與物件的基本概念

物件導向的程式設計(OOP),是近年來日趨流行的程式設計架構,常常被用來作為設計大型軟體專案的解決方案,尤其是多人合作的項目。它的基本原則是將電腦程式的功能由單個能夠起作用的單元或物件通過組合來實現。為了實現整體運算,每個物件都能夠接收資訊、處理資料和向其他物件發送資訊。PHP並不是一個真正的物件導向的語言,PHP是一個混合型語言,你可以使用OOP,也可以使用傳統的程序導向程式設計。

類別(Class)的定義是:變數和作用於這些變數的函式的集合。我們可以把類別理解成為是對事物高度概括、歸納出來的抽象概念。如"人"是一個抽象的概念,"人"具備性別、姓名、國籍、民族、身高、血型、膚色等各種各樣的特徵,這些特徵,可以稱之為屬性(Attribute),"人"會有各種各樣的行為和動作,如吃飯、說話、工作、休息,這些行為和動作叫做方法(Method)。定義了各種屬性和方法的"人"就是一個"類別"。類別是具有相同屬性和服務的一組物件的集合,它為屬於該類別的所有物件提供了統一的抽象描述。在物件導向的程式設計語言中,類別是一個獨立的程式單位,它有一個類別名稱,並擁有屬性說明和方法說明兩個主要部分。

如果將"人"的性別、姓名、身高等特徵細化,給出具體的數值、名稱,並描述出這個人吃飯、說話的樣子,那麼一個活生生的個例就出現了;同理,當給一個類別的屬性賦予具體的值時,就生成了基於這個類別的一個實體,這個實體就叫做物件(Object)。物件是系統中用來描述客觀事物的一個實體,它是構成系統的一個基本單位。物件是類別的實體,所以類別中定義的屬性和方法均可被物件沿用。

在PHP之中,類別的創建通過關鍵字class來定義。所有的屬性和方法都被封閉在class所引導的大括弧中,在宣告變數時,須使用三個限定詞(public、private、protected)之一進行修飾,來定義變數的存取權限。當宣告屬性時,我們並不需要指明資料型態,變數可能是整數、字串或者是另一個物件,這需要根據實際情況來決定。類別的方法都是以函式的形式存在的,因此和普通函式一樣,通過function關鍵來定義。定義類別的方法時,也可以定義參數,如果宣告了這個方法有參數,則在呼叫此方法時必須傳遞參數給它,如果沒有傳遞參數,或者參數數量不足,都會導致程式出錯。如果傳遞的參數數量多於方法所定義的參數數量,PHP就會忽略多餘的參數。

如果想使用類別提供的功能,就需要把類別產生實體為物件。定義好一個類別之後,就可以使用關鍵字new來創建一個基於該類別的物件實體了,該實體也是一個變數,需要在物件名稱前加$。一個類別可以產生出多個物件,每個物件都是獨立的,每個物件之間是沒有聯繫的,只能說明它們都是這個類別的物件,每個物件都有自己單獨的屬性值。只要是類別裡面擁有成員屬性和成員方法,產生出來的物件中就會包含這些屬性和方法,當需要存取這些屬性變數時,用"->"運算子來引用它們。當呼叫這個物件的方法時也同樣。

2010年1月19日

建構PHP動態網頁

PHP、ASP、JSP等指令碼語言的作用不僅僅是使用它們提供的函式在伺服器上執行,更重要的是,它們提供了靜態網頁所不具備的與訪客互動的能力。訪客之所以能夠與網站的動態網頁互動,全靠HTML標準裡提供的用於訪客提交資訊的Web表單,使用表單,訪客就可以輸入、選擇各種資訊,並向伺服器提交。

HTML網頁中定義表單的標記是'<'form'>' '<'/form'>',這種標記需要成對出現,在兩者中間插入表單的其他元素或者HTML代碼。表單的創建老為了收集所需資料,使用了各種控制項,如text(輸入框)、select(下拉選擇框)、radio(選項按鈕)、chechbox(核取方塊)、button(按鈕)等,查看表單的使用者只需填寫資料並按下提交鈕即可向伺服器發送資料。表單中的元素可使用name屬性或id屬性,如果資料要發送到伺服器的話,那麼必須定義每個控制項元素的name屬性。form標記的幾個屬性如下。

□name:雖然表單的name屬性有沒有都可以提交出去,但JavaScript程式則必須通過form的name屬性或者id屬性來呼叫該表單。
□id:表單在網頁中的唯一識別碼,是獲取標識物件的字串。
□action:使用者填入表單的資訊需要程式來進行處理,action屬性就用來設置或獲取表單內容要發送處理的URL,而且只有定義了action才能把表單的內容傳送出去。
□method:表單有兩種向伺服器提交資料的方式,一種是GET,一種是POST。method屬性用來決定該表單使用何種方式向伺服器提交資料。

表單中所有需要輸入提交的資料,均應使用表單控制項。最常用的就是'<'input'>'輸入標記,該標記一般不需要成對出現,它需要設置的主要屬性是type。type屬性用於指出輸入標記的類型,有text(單行文字輸入框)、password(密碼輸入框)、submit(提交)、reset(重置)、button(按鈕)、radio(選項按鈕)、checkbox(核取方塊)、hidden(隱藏)、file(檔案上傳)、image(圖像)等十種常用的控制項。

為了在HTML代碼中嵌入PHP代碼,讓PHP代碼與普通的HTML代碼有所區分,規定所有的PHP程式碼片段以'<'? 或者 '<'?php 開始,以?'>'結束,這樣一來,就可以讓PHP代碼與HTML代碼共存了(此外還要注意檔的副檔名應當從html改為php)。

2010年1月18日

PHP的資料型態

PHP的資料型態屬於弱型態,PHP的變數在使用時可以根據具體情況自動轉換成所需要的變數型態

1.布林(Boolean)與NULL
布林型態是表示條件是真(非0)還是假(0)的資料型態,PHP將非0 數值都認為是true,將0 值認為是false。NULL資料型態表示一個沒有值的變數,NULL可以使用不區分大小寫的關鍵字NULL來表示。

2.字串(String)
在PHP之中,定義字串變數通常有兩種方法:
(1)單引號標示
PHP會將單引號裡面的所有內容當作字串來處理。
(2)雙引號標示
雙引號裡面的定義在輸出的時候是經過"解釋"的。
PHP裡最常用的輸出為echo和print。兩者除了名字不一樣,print具有傳回值,而echo沒有,所以echo比print 要快一些。另外,echo一次可以輸出多個字串,而print則不可以。

3.整數(integer)
整數是PHP中很常用的一個資料型態,整數值可以用十進位、十六進位(數值前必須加上0x)或八進位(數值前必須加上0)來表示。要將其他的資料型態轉換為integer,可用(int)或(integer)強制轉換,不過大多數情況下都會自動轉換。

4.浮點數(Float/Double)
也是是小數,浮點型資料的標記法有兩種:常用的小數,或是科學計數法的標記法。

5.陣列(Array)
陣列實際上是一個資料集合,相當於是一個資料容器。

6.物件(Object)
PHP是一種支持OOP(Object-Oriented Programming,物件導向程式設計)。類別(class)是物件導向程式設計的單元。類別是包含屬性和方法的結構定義,一個類別的實體稱之為物件。要創建一個物件,首先應該構建一個結構,即構建一個類別的定義,然後,就可以使用new關鍵字來創建任何數量的物件,並且所創建的物件可以使用"->"來存取類別的屬性和方法。