文章目錄

• 1.計(jì)算機(jī)組成
• 2.操作系統(tǒng)
• • 進(jìn)程管理
  • 存儲(chǔ)管理
  • 設(shè)備管理
  • 文件管理
• 3.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)
• • 關(guān)系代數(shù)
  • 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)
• 4.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

1.計(jì)算機(jī)組成

計(jì)算機(jī)組成：控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)設(shè)備、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。

控制器功能

程序計(jì)數(shù)器（PC）	下條要執(zhí)行指令的地址
指令寄存器（IR）	即將執(zhí)行的指令
指令譯碼器（ID）	對(duì)指令中操作碼字段分析解釋

運(yùn)算器功能

算數(shù)運(yùn)算單元（ALU）	數(shù)據(jù)算數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算
累加寄存器（AC）	暫存數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)緩沖寄存器（DR）	寫內(nèi)存時(shí)，暫存指令或數(shù)據(jù)

指令 = 操作碼（操作的性質(zhì)功能）+操作數(shù)（多為地址碼，操作對(duì)象內(nèi)容或所在地址單元）

對(duì)比維度復(fù)雜指令系統(tǒng)CISC精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)RISC

數(shù)量	多	少
使用頻率差距	大	小
尋址方式	復(fù)雜	單一
指令長(zhǎng)度	變長(zhǎng)	固定
	微程序控制	硬布線邏輯，單周期流水線技術(shù)，通用寄存器多

總線：一組能為多個(gè)部件分時(shí)共享的公共信息傳送線路。
共享：一個(gè)總線可以掛接多個(gè)部件；
分時(shí)：同一時(shí)刻，只有一個(gè)部件可以向總線傳輸數(shù)據(jù)，但可以有多個(gè)部件讀取數(shù)據(jù)；
存儲(chǔ)器：寄存器、高速緩存cache、主存、外存

只讀存儲(chǔ)器ROM靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SRAM動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAM

斷電數(shù)據(jù)保留	斷電數(shù)據(jù)消失	斷電數(shù)據(jù)消失
	不斷電時(shí)，不需刷新電路，數(shù)據(jù)長(zhǎng)期保存	不斷電時(shí)，需刷新電路，否則數(shù)據(jù)將消失
外存	緩存	主存（內(nèi)存）

淺談關(guān)于SRAM與DRAM的區(qū)別
程序局部性：時(shí)間局部性（程序的某條指令被執(zhí)行，那么不久以后該指令可能再次執(zhí)行）、空間局部性（某存儲(chǔ)單元被訪問(wèn)，那么其相鄰的存儲(chǔ)單元很可能也被訪問(wèn)）

數(shù)據(jù)存取方式描述應(yīng)用

順序存取	數(shù)據(jù)訪問(wèn)按特定線性順序	磁帶存儲(chǔ)器
直接存取	每個(gè)數(shù)據(jù)塊有唯一地址，讀寫裝置可直接移動(dòng)到目的數(shù)據(jù)塊訪問(wèn)	磁盤存儲(chǔ)器
隨機(jī)存取	每個(gè)可尋址單元都有唯一的地址和讀寫裝置，可在相同時(shí)間對(duì)任一存儲(chǔ)單元訪問(wèn)，與之前訪問(wèn)序列無(wú)關(guān)	主存
相聯(lián)存取	隨機(jī)存取一種形式，選擇某單元讀取取決于其內(nèi)容而不是地址	cache

映射機(jī)制:當(dāng)CPU發(fā)出訪問(wèn)請(qǐng)求時(shí)，存儲(chǔ)器地址先被送到cache控制器以確定數(shù)據(jù)是否在cache中，若命中則直接訪問(wèn)cache。映射中，主存和cache分成相同數(shù)量的塊（頁(yè)）。

映射機(jī)制說(shuō)明cache存儲(chǔ)器種類

直接映射	先分區(qū)，再分頁(yè)。每個(gè)區(qū)的第i頁(yè)映射到cache的第i頁(yè)	隨機(jī)存取存儲(chǔ)器
全相聯(lián)映射	分頁(yè)。主存任一頁(yè)可以映射到cache任一頁(yè)	相聯(lián)存取存儲(chǔ)器
組相聯(lián)映射	先分區(qū)，在分頁(yè)。組間直接映射，組內(nèi)全相聯(lián)映射

替換算法：訪問(wèn)cache未命中時(shí)，將數(shù)據(jù)同時(shí)讀入CPU和cache。cache滿時(shí)新數(shù)據(jù)替換舊數(shù)據(jù)。

替換算法

隨機(jī)替換算法	隨機(jī)
先入先出替換算法 FIFO	按調(diào)入cache的順序。開銷小
最近最少使用替換算法 LRU	淘汰最近期最少使用的塊。算法合理，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，開銷大

cache寫操作：保持主存和cache數(shù)據(jù)一致

寫策略數(shù)據(jù)發(fā)生修改時(shí)操作

寫直達(dá)	同時(shí)寫入主存、cache	寫緩沖（針對(duì)主存、cache寫入速度不一致）
寫回	僅寫入cache，設(shè)置修改位記錄是否被修改，當(dāng)修改位生效的塊被替換時(shí)，才寫入主存。
todo：還有其他的

2.操作系統(tǒng)

進(jìn)程管理

進(jìn)程調(diào)度:先來(lái)先服務(wù)、優(yōu)先級(jí)調(diào)度、輪轉(zhuǎn)法
死鎖：資源互斥、保持等待、環(huán)路請(qǐng)求、不可剝奪

存儲(chǔ)管理

頁(yè)式存儲(chǔ)：

調(diào)度算法

最優(yōu)算法OPT	選擇不在使用或最遠(yuǎn)使用的頁(yè)面調(diào)出，難以實(shí)現(xiàn)，用于評(píng)價(jià)其他算法
隨機(jī)算法RAND	隨機(jī)。可能調(diào)出即將訪問(wèn)的頁(yè)面
先入先出算法 FIFO	抖動(dòng)現(xiàn)象
最近最少使用調(diào)度	調(diào)出最近一段時(shí)間使用的少的頁(yè)面。基于程序的局部性，當(dāng)某段程序被訪問(wèn)時(shí)，不久的將來(lái)，該程序可能會(huì)再次被訪問(wèn)，所以調(diào)出最近一段時(shí)間使用少的頁(yè)面

段式存儲(chǔ)：

段頁(yè)式存儲(chǔ)：

設(shè)備管理

數(shù)據(jù)傳輸方式：主存和外圍設(shè)備

數(shù)據(jù)傳輸方式

程序控制方式
中斷方式
直接存儲(chǔ)訪問(wèn)DMA
通道方式

SPOOLING：假脫機(jī)，緩沖區(qū)。

文件管理

空閑塊管理

索引法	建立索引表，一個(gè)索引對(duì)應(yīng)一個(gè)空閑區(qū)（包含一個(gè)或多個(gè)空閑塊）
鏈接法	建立鏈表，連接空閑塊
位示圖	外存建立位示圖，每一位對(duì)應(yīng)一個(gè)物理塊。0空閑，1占用

3.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

三級(jí)模式：外模式、概念模式、內(nèi)模式
兩級(jí)映射：外模式-概念模式映射、概念模式-內(nèi)模式映射
兩級(jí)獨(dú)立：物理獨(dú)立性（用戶應(yīng)用程序和存儲(chǔ)磁盤上的數(shù)據(jù)獨(dú)立）、邏輯獨(dú)立性（用戶應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)獨(dú)立）

關(guān)系代數(shù)

關(guān)系代數(shù)基本運(yùn)算：交、并、差、除、投影、選擇、笛卡爾積、連接

數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系代數(shù)運(yùn)算

數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)

面向主題的、集成的、相對(duì)穩(wěn)定的、隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)集合。用于支持管理決策。

4.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)

總結(jié)

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