软考系列之软件设计师：知识点提炼二

木子闲集
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本章基于软件设计师考试的相关书籍，记录阅读过程中的知识点。
如有错误，劳请指点。

「书籍说明」 《软件设计师考试冲刺》（习题与解答）
「作者说明」 张友生、王勇

计算机硬件基础

总线

  • STD 总线
  • PCI 总线
  • Centronic 总线

计算机硬件系统

运算器

负责完成算术，逻辑运算功能。

控制器

分析和执行指令的部件。

输入设备

输出设备

存储器

「存取方式」

  • 顺序存储
  • 直接存取
  • 随机存取
  • 相联存取

「容器」

  • RAM
    非挥发的存储器，例如光盘，随机读写。
  • ROM
    例如内存，只能读，不能写。

「类型」

  • 程序计数器
    用于存放下一条指令所在单元的地址的地方。
  • 地址寄存器
    保存当前 CPU 所访问的内存单元的地址。
  • 累加器
    专门存放算术或逻辑运算的一个操作数和运算结果的存储器。
  • 数据存储器
    报错操作数和运算结果。

I/O 设备与 CPU 之间数据创送控制方式

  • 程序直接控制方式
  • 中断控制方式
  • DMA 方式
  • 通道控制方式

指令系统（重要）

类型指令寻址方式实现方式
CISC（复杂）数量多，使用频率差别大，可变长格式支持多种微程序控制技术
RISC（精简）数量少，使用频率接近，定长格式，大部分为单周期指令，操作寄存器，只有 Load/Store 操作内存支持方式少增加通用寄存器，硬布线逻辑控制为主，采用流水线

寻址方式

  • 立即寻址方式
    操作数本身，执行时间短。
  • 直接寻址方式
    在指令格式的地址字段中直接指出操作数载内存的地址 D。
  • 间接寻址方式
    操作数地址的指示器，早起计算机使用的。
  • 寄存器寻址方式和寄存器间接寻址方式 通用寄存器的编号。
  • 相对寻址方式
    当前指令的地址。
  • 基址寻址方式
    指令格式中的形式地址而形成操作数的有效地址。
  • 变址寻址方式
    CPU 中某个变址寄存器的内容与偏移量 D 相加形成操作数有效地址。

系统可靠性

  • 串联 R=R1 * R2 * R3 * ... * Rn;
  • 并联 R=1-(1-R1) * (1-R2) * (1-R3) * ... * (1-Rn)

影响计算机运算速度的因素

  • CPU 的主频
  • 字长
  • 指令系统的合理性

指令

  • 操作码
    用来说明指令的功能及操作性质。
  • 操作数
    用来指明操作码试试操作的对象。

数据库系统

三级模式

  • 外模式
    「用户级数据库」
    又称子模式，用户模式。
    用以描述用户看到或使用的那部分数据的逻辑结构，用户根据外模式用数据操作语句或应用程序去操作数据库中的数据。
  • 概念模式
    「概念级数据库」
    又称模式，逻辑模式。
    用以描述整个数据库中数据库的逻辑结构，描述现实世界中的实体及其性质与联系。
  • 内模式
    「物理级数据库」
    数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内的表示方式。

两级独立性

  • 物理独立性
    用户的应用程序与储存在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的。
  • 逻辑独立性
    用户的应用程序与数据库中的逻辑结构式相互独立的。

ER 数据模型

「主要概念」

  • 实体集
    具有相同类型及相同性质的实体集合，用矩形框表示。
  • 联系集
    同类联系的集合，用菱形表示。
  • 属性
    用椭圆框表示实体类型和联系类型的属性。

「实体间的关系」

  • 一对一联系（1:1）
  • 一对多联系（1:n）
  • 多对多联系（m:n）

分布式数据系统

「特点」

  • 数据的集中控制性
  • 数据独立性
  • 数据冗余可控性
  • 场地自治性

转储

  • 完全转储
    每次转储全部数据库。
  • 增量转储
    每次只转储上次转储后更新过的数据。
  • 差量转储
    对最近一次数据库完全备份以来发生的数据变化进行备份。

封锁机制

「功能」 处理并发控制

  • 排他型封锁（X 封锁）
  • 共享型封锁（S 封锁）

事务

数据库管理系统运行的基本工作单位是事务。

「定义」 用户定义的一个数据库操作序列，这些操作序列要么全做要么全部不做，是一个不可分割的工作单位。

ACID 特性

  • 原子性：数据库的逻辑工作单位。
  • 一致性：使数据库从一个一致性转台变到另一个一致性状态。
  • 隔离性：不能被其他事物干扰。
  • 持续性（永久性）：一旦提交，改变就是永久性的。

事务调度导致不一致性的原因

  • 丢失更新
  • 读“脏”数据

数据约束

  • 实体完整性约束
  • 域完整性约束
  • 参照完整性约束
  • 用户定义的完整性约束

故障

  • 事务故障
    非预期的，不能由应用程序处理的故障。
    eg：运算溢出，并行事务发生死锁而选中撤销该事务。
  • 系统故障
    造成系统停止运转的任何事件，是的系统重新启动。
    eg：中央处理器故障，操作系统故障，突然停电。
  • 介质故障
    硬故障，外存故障。
    eg：磁盘的磁头碰撞，瞬间的强磁场干扰。

计算机网络

网络

物理层

数据交换的单位是二进制位。
提供原始物理通路，规定处理与物理传输介质有关的机械、电气特性和接口。

  • 功能

    • 透明地传输比特流。

数据链路层

传输单位为帧。
把原始不可靠的物理层连接变成无差错的数据通道，并解决多用户竞争。

  • 功能

    • 数据链路连接的建立与释放。
    • 构成数据链路的数据单元。
    • 数据链路连接的分裂。
    • 帧定界与同步。
    • 流量控制、差错的检测和恢复。

网络层

建立网络连接为传输层提供服务。

  • 功能

    • 路由选择和中继。
    • 网络连接的激活、终止。
    • 网络连接多路复用。
    • 差错检测与恢复。
    • 排序、流量控制。
    • 服务选择。

传输层

数据在网络之间的传输质量问题。

  • 网络传输协议

    • TCP（面向连接）
    • UDP（面向非连接）

  • 功能

    • 映像传输地址到网络地址。
    • 多路复用与分割。
    • 差错控制及恢复。
    • 分段与重新组装。
    • 组块和分块。
    • 传输连接的建立与释放。
    • 序号及流量控制。

会话层

管理不同主机进程间的对话，主要正对远程终端访问。

  • 阶段

    • 建立连接
    • 数据传输
    • 释放连接

  • 功能

    • 会话连接到传输连接的映像。
    • 数据传送。
    • 会话连接的恢复和释放。
    • 对会话参数进行协商。
    • 选择合适的 QoS。
    • 活动管理。
    • 令牌管理。

表示层

处理系统间用户信息的语法表达形式。

  • 功能

    • 数据语法转换。
    • 数据加密和数据压缩。
    • 语法表示。
    • 表示连接管理。

应用层

最高层。
计算机网络与最终用户间的界面，包含用户应用程序执行通信任务所需要的协议和功能。

  • 例子

    • 电子邮箱
    • 文件传输

大型局域网组织成分层结构

接入层

直接面向用户连接或访问网络的部分。

汇聚层

多台接入层交换机的汇聚点，它必须能够处理来自接入层设备的所有通信量，并提供到核心层的上行链路。

核心层

通过高速转发通信，提供可靠的骨干传输结构。

网络逻辑设计阶段

  • 步骤

    • 确定逻辑设计目标
    • 网络服务评价
    • 技术选项评价
    • 进行技术决策

  • 工作内容

    • 网络结构的设计
    • 物理层技术选择
    • 局域网技术选择与应用
    • 广域网技术选择与应用
    • 地址设计和命名模型
    • 路由选择协议
    • 网络管理和网络安全

网络设备

中继器

「物理层」
功能：通过对数据信号的接收、放大、整形与转发，来扩大网络传输的距离。

集线器

「物理层」
对接收到的信号进行再生整形发大，以扩大网络的传输距离，同时把所有结点集中在以它为中心的结点上，连接到一个集线器的所有节点共享一个冲突域。

网桥

「数据链路层」

  1. 透明网桥
  2. 源路由选择网桥

链接两个 MAC 层协议相同的网络，然后根据帧的物理地址进行网络间信息转发。

二层交换机

「数据链路层」
识别数据包中的 MAC 地址信息，根据 MAC 地址进行数据的转发，并将这些 MAC 地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。

无线 AP

无线接入点，是用于无线网络的无线交换机，也是无线网络的核心。主要技术为 802.11 系列。

光纤

一种传输光速的细而软韧的媒介，分为单模和多模。

单模

采用窄芯线，使用激光作为发光源，耗散小，信号强，成本高，应用于高速度，长距离的应用领域。

多模

采用宽芯线，使用 LED 作为光源，耗散大，信号不如单模，价格低廉，应用于速度相对更低一些，短距离的应用领域。

ARP 表

用于缓存设备的 IP 地址与 MAC 地址的对应关系。
「好处」 限制网络广播数量。

协议

简写定义备注
ICMPInternet 控制报文协议属于网络层
HTTPS安全超文本传输协议端口 443
HTTP端口 80
MIME多功能 Internet 邮件扩充服务，一种多用途网际邮件扩充协议
FTP文件传输协议端口 20，21
SMTP简单邮件传输协议端口 25
SNMP决定网络管理协议
TelnetInternet 远程登录服务的标准协议和主要方式端口 23
POP3支持使用客户端远程管理在服务器上的电子邮件端口 110

服务

简写定义
DNS域名系统

软件

简写定义
PGP一个基于 RSA 公钥加密体系的邮件加密软件。

算法

简写定义
DES对称的数据加密算法

命令

简写定义
ping测试本机能否跟外部指定主机连接，无法判断故障发生在校园网内还是校园网外。
tracert用于跟踪路由，以查看 IP 数据包走路的连通情况，能查出路径上那段路由初心了连通故障。
netstat查看本机各端口的链接情况。
arp查看和修改本地主机上的 arp 表项，常用于查看 arp 缓存及解决 IP 地址解释故障。
Nslookup用来显示数据包到达目的主机所经过的路径。
Route Print查看路由表命令

IP 地址

由两部分组成，分别是网络号部分（高位）和主机号部分（地位）。

公网地址

由英特网信息中心负责分配。

私网地址

属于非注册地址，专门为组织机构内部使用的地址。

OSI 网络管理标准的 5 大功能

  • 配置管理
  • 故障管理
  • 性能管理
  • 安全管理
  • 计费管理
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