软件设计师复习笔记重点总结

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一．计算机系统

基础知识：

CPU功能：程序控制，操作控制，时间控制，数据处理。

组成：运算器（算术逻辑单元ALU，累加寄存器AC，数据缓冲寄存器DR，状态条件寄存器PSW），控制器（指令寄存器IR，程序计数器PC，地址寄存器AR，指令译码器ID），寄存器组（专业寄存器通用寄存器），部总线。

原码：负数把第一位改成1；

反码：正数的反码与原码相同，负数的反码是其绝对值按位求反；

补码：正数的补码与原码相同，负数补码等于其反码的末尾加1；

移码：在数X上增加一个偏移量（实际上，将补码的符号位取反）；

最适合进行数字相加减的数字编码是补码，最适合浮点数阶码的数字编码是移码。

双符号位判决法：即00表示正号，11表示负号，则溢出时两个符号位就不一致了，从而可以判定发生了溢出。

符号位SF和进位标志CF进行异或运算为1时，表示运算的结果产生溢出。

浮点数：N=2^E*F E:阶码 F尾数

尾符和尾数小数点后第一位数字相异为规格化数。

校验码：奇偶校验码（在编码中增加一个校验位来使编码中1的个数为奇数（奇校验）或者偶数（偶检验），从而使码距变为2）=>只能检验一位的错误

海明码（在数据位中之间插入k个校验位，通过扩大码距来实现检错和纠错）=>既可以检测数据传输过程中出现的一位数据错误的位置加以纠正。 2^k-1>=n+k

循环冗余校验码（利用生成多项式为k个数据位产生r个校验位来进行编码，长度为r+k）校验码越长，校验能力越强；

结构，组织，实现，性能。结构只计算机系统各种应用的互联，组织指各种部件的动态联系和管理，实现指各模块设计的组装完成，性能指计算机系统的行为表现。

系统分类：单处理系统，并行处理和多处理系统，分布式处理系统（指物理上远距离而松耦合的多计算机系统，通信时间和处理时间相比已经不可忽略）。

Flynn分发：SISD单指令单数据流，SIMD单指令多数据流，MISD多指令单数据流， MIMD多指令多数据流；

阵列处理机(Array Processor)也称并行处理机(Parallel Processor)通过重复设置大量相同的处理单元PE(Processing Element)，将它们按一定方式互连成阵列,在单一控制部件CU(Control Unit)控制下，对各自所分配的不同数据并行执行同一组指令规定的操作，操作级并行的SIMD计算机，它适用于矩阵运算。

译云分类：WSBS字串行位串行计算机，WPBS字并行位串行计算机，WSBP字串行位并行，WPBP字并行位并行;

指令体系：堆栈，累加器，寄存器集；

CISC复杂指令集计算机 RISC精简指令集计算机（流水技术：超流水线技术，超标量技术，超长指令字技术）

存储：相联寄存器是一种按容访问的寄存器；

cache地址映像方法：直接映像（地址变换简单，灵活性差），全相联映像（主存调入cache的位

相联映像。

cache替换算法：随机替换算法，先进先出算法，近期最少使用算法，优化替代算法。

磁盘容量：圈周长*最大位密度*每面磁道数*面数/8

每面磁道数=（外直径-直径）*磁道密度/2

格式化容量:每磁道扇区数*每扇区容量*每面磁道数*面数

平均传输速率=圈周长*最大位密度*转速

CD-ROM只读型光盘，WROM，只写一次光盘

算法为平均访问时间约 = 平均寻道时间+平均潜伏时间

输入输出技术：IO设备与主机之间交换数据主要有五种方式：程序查询方式，程序中断方式（IO 系统与主机之间交换数据时，当IO系统完成了数据传输后则以中断信号通知CPU。CPU保护现场并转入IO终端服务程序完成与IO系统的数据交换。），DMA方式，通道方式, IOP输入输出处理机；DMA传送方式的优先级高于中断方式；

总线结构：部总线。（分为芯片总线和元件总线）系统总线（用于插件板的一级的互连包括 ISA 总线 EIAS总线，PCI总线，PCI总线的时钟与处理器时钟是独立的，非同步的，PCI总线上的设备是即插即用的）

存分为：静态数据区，代码区，栈区，堆区；

静态数据区（全局区）：全局变量和静态变量存储时放在一块区域；

代码区：存放函数体的二进制代码；

栈区：由编译器自动分配释放；

堆区：一般由程序员分配释放；或OS管理；

信息安全：性完整性可用性可控性可审查性

加密技术：对称加密技术（发送和接受数据的双方必须使用相同的/对称的密钥对明文进行加密和解密）（DES 三重DES RC-5）

数据加密标准：DES，主要采用替换和移位的方法加密；

非对称加密技术：需要两个密钥，公开密钥和私有密钥。

算法--RSA算法：一种公开密钥，安全性在于基于大素数分解的困难性非对称

PKI 公开密钥体系

Kerberos 建立了一个安全的可信任的密钥分发中心KDC 对称加密的基础上

认证技术主要结局网络通信过程信双方的身份认证。常用的认证技术有：hash函数与信息摘要，数字签名 SSL协议（安全套协议）数字时间戳技术

数字签名是用于确认发送者身份和消息完整性的一个加密的消息摘要。

数字证书是一个经过证书认证中心(CA)数字签名的包含公开密钥拥有者信息以及公开密钥的文件。数字证书结局了公开密钥体制下密钥的发布和管理问题。

计算机性能评价：时钟频率，指令执行速度，等效指令速度法，数据处理速率。

PDR法采用计算PDR值的方法来衡量机器性能，PDR值越大，机器性能越好。

可靠性以平均无故障时间作为衡量指标。MTBF

MTTR可维护性以平均修复时间。