前言

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计算机组成原理及体系结构

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数据的表示

进制的转换

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原码反码补码移码

最高位是符号位，负数符号位为1
反码补码正数和原码一样，负数有区别
反码符号位不动，其他位置取反
补码在反码基础上加1

移码是将补码的符号为取反
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在原码和反码中，正0和负0的表示是不一样的
而在补码中，正0和负0的表示都是00000000
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-128的补码是10000000
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浮点数运算

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CPU

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计算机体系结构分类FLynn

阵列处理机为SIMD代表，适用于对数组的运算
MISD为理论模型
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CISC和RISC

CISC是原来定制的电脑
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流水线

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这里流水线周期是2ns
在第一个指令完成之后，每个流水线周期都会完成一个指令，所以可以得到理论公式
但是如这个例子中，执行是1ns完成的，而分析是2ns，所以在第一条指令完成的时候，第二条指令并没有到执行阶段，还需要等1ns，也就是三个阶段都是2ns，所以有了实践公式

考试中多数情况是按理论公式来算，少数情况是实践公式（我记得这里应该不是随意选择的，应该是按具体例子来看用什么公式）
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每个步骤时长一样流水线的效率最高
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层次化存储结构

按内容存储是存储的时候考虑内容，速度效率高于按地址存储的存储器
相联存储器是一种按内容访问的存储器。其工作原理就是把数据或数据的某一部分作为关键字，按顺序写入信息，读出时并行地将该关键字与存储器中的每一单元进行比较，找岀存储器中所有与关键字相同的数据字，特别适合于信息的检索和更新。

相联存储器可用在高速缓冲存储器中，在虚拟存储器中用来作为段表、页表或快表存储器，用在数据库和知识库中。
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Cache

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空间局部性，访问临近的空间
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主存

随机存储器掉电信息消失
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磁盘工作原理

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注意这里指针是一直转动的，由于是单缓存区，所以处理第一个记录的时候指针还一直转动，需要再转一圈才能处理第二个记录，也就是说处理第一个记录加转动到第二个记录前，需要3+33共36ms，处理10个记录就是360，在加上处理第11个，读取加处理共6，最后结果就是366
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后面一个是B
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计算机总线

内部总线是微机内部芯片和处理器之间的，芯片级别的
系统总线是微机中各个插件板和系统板之间的，是插件板级别的，例如PCI、VGA接口
外部总线是微机和外部设备的总线
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串联系统和并联系统可靠度计算

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校验码

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CRC校验码

可以检错，但是不能纠错

模2除法中不是相减，而是做异或
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将原始报文补充（多项式位数-1）位0，做模2的除法
得到的余数补充到原始报文后面，形成CRC
检测的时候做模2除法，得到余数为0则表示正确；反之错误
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海明校验码

可以检错，也可以纠错
这个例子中，1011有四个信息位置，因此需要4个信息位
那么需要几个校验位呢，就是用（1）中所用的公式，需要3位校验位
校验位的值需要用异或得到

接收到信息之后，会按原来产生校验位的方式再产生校验位
两个校验位异或，得到出错的位置是在哪里
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操作系统原理

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进程的状态

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前趋图

表达事件的前后关系
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进程的同步和互斥

互斥的反义词是共享
同步的反义词是异步

同步指停下来等待
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PV操作

P申请资源，V释放资源
S相当于资源个数，如果申请了一个资源以后，资源个数成-1了，那么只能让这个进程去等待；
如果S+1以后，相当于释放了一个资源，如果有大于0了，那么就运行进程，反之继续等待
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AC
假设收银员要收款，但是没有人，需要等待，所以是b1是P(S1)
对应的，购书者来了，释放资源，V(S1)
付款以后，需要等待收银员操作，扫描、消磁等，所以a2是P(S2)
收银员释放资源，操作完以后，可以让购书者走，所以是V(S2)

将a1、b1调换，a2、b2同时调换也可以，但是不好解释
而如果a1、b1同时为P，那么这个进程就同时在等待资源，卡住了
同时为V可以吗，好像说不通，因为不管是从购书者还是收银员的角度，不可能刚开始都释放资源

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PV操作与前趋图

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CAA

死锁问题

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银行家算法

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存储管理——分区存储组织

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页式存储段式存储段页式存储

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页面大小为4K，即页内地址有12位，则页号为5，对应物理块号为6
物理块号又叫做页帧号
访问位为0的才能淘汰
DA
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相联存储器，由内容查找
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页面淘汰算法

最优算法是理论上的，实际应用中没法应用
一般考FIFO，LRU

抖动是分配了更多的资源，但是效率更低了
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如图，用FIFO算法，给了4个内存，但是缺页次数更多了
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没有使用快表，表示每次访问需要先查询一下页表，然后再查找相应的内存块；
所以每个块需要访问两次内存
6个块所以需要12次对内存的访问
指令无论占用几个页，都只产生一次缺页中断
数据占用几个页，就产生几次缺页中断
所以是1+2+2=5
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索引文件结构

索引结点一般有13个结点，编号0到12；考试不是13个结点，会有说明
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CD
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树型目录结构

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空闲存储空间管理–位示图法

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第多少个字是从1开始算，而分配位置是从0开始算
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数据传输控制方式

程序控制方式又叫程序查询方式，最为低级的，CPU介入很多，外设很被动，CPU发出指令查询外设有没有传输结束
程序中断方式主动性强一点，外设完成了数据传输发出中断，系统做下一步处理
DMA，直接存取控制方式，有专门的DMA控制器，外设与内存的数据交换用这个控制器监管
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虚设备和Spooling技术

核心在于开设了缓冲区，按队列顺序处理，解决速度之间的矛盾差异
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微内核操作系统

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数据库系统

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数据库三级模式两级映射

内模式管理按什么格式存储数据
概念模式是表这个级别，把数据分成若干张表
外模式，对应数据库的视图，灵活的数据控制手段
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数据库设计过程说明

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ER模型

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局部ER图的集成

1:1最少可以转换成两个关系模式，联系可以放在任意一个实体
1:n最少可以转换成两个关系模式，联系可以放在n的那个实体（部门：员工）
m:n最少可以转换为3个关系模式

多个实体间的关系可以转为1个关系模式
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关系代数

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投影选的是列，选择选的是的行
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也可以用这种方式写

连接操作不写条件的时候，称为自然连接，默认按相同的字段做等值
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规范化理论

函数依赖

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价值与用途

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求候选关键字

超键可能存在冗余属性
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1A
2ABCD
3B，不能写成AB这种形式，AB表示AB的组合键
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范式

范式越高，表拆分越细
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主属性是候选键的一部分
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这里CREDIT学分这个列可以直接由课程号CNO确定，因此存在部分函数依赖，需要拆分
存在数据冗余，更新异常，插入异常（比如想插入一个新的课，插入不进去，因为没有学号）
删除异常，如果删除了一个学号，可能学分也都被删除了
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也要求达到了第二范式
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这个图中，没有非主属性，所以肯定是第三范式
但是由于T->J的函数依赖中，T不是候选键，所以不是BC范式
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例题

第一个表中只有一个主键，所以没有部分函数依赖，所以CDA
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模式分解

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并发控制

持久性
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S锁是读锁，X锁是写锁
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完整性约束

实体完整性约束，主键不能为空不能重复
参照完整性约束，外键的约束
用户自定义完整性，用户可以设置一个变量的要求
是提高数据可靠性的手段

触发器是写脚本来约束数据库，复杂的要求要用触发器完成
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数据库安全

审计是用日志记录用户操作
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数据备份与恢复

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数据仓库与数据挖掘

数据集市是部门级的数据仓库
OLAP是联机处理分析服务器
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反规范化技术

空间换时间
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大数据技术基本概念

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计算机网络

七层模型

中继器是为了延长传输距离，集线器是多端的中继器
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局域网工作在下面两层，典型设备是交换机，局域网内部有广播
P和S之间是由路由器连接的，是三层设备，不在一个局域网，因此不能通过
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网路技术标准与协议

TCP/IP是一种重量级的协议，效率比较低，传输比较慢
IPX/SPX：局域网的即时战略游戏使用

ICMP：因特网控制协议
ARP：IP地址转MAC地址

DHCP动态IP地址分配
TFTP小文件传输协议
SNMP简单网络管理协议
DNS域名解析

中间三个是文件的共享协议，用两种传输层协议都能实现，SAMBA可以跨平台
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169.254.0.0 是window里面的，后面是linux中的
是假地址，不能跟外界通信；可能是DHCP服务器故障，或电脑故障
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网络类型与拓扑结构

星型中心结点一般是交换机
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网络规划与设计

开放性是遵循通用的协议
先进性指不能用太过失的东西，但也不能用太新的
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接入层和核心层只有一个层次
接入层把设备接入进来，最多做一下计费
核心层做高速数据的转发，可靠性要求比较高，所以经常有冗余设计
设计的时候从下往上设计
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IP地址与子网划分

前面是网络地址，后面是主机地址
主机号全0代表的是网络的地址，全1的地址是广播地址
A类地址第一位为0
一个A类地址有2^24-2个主机
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划分子网的时候不考虑两个特殊的地址，可以分配，也就是2^n>27
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主机计算的时候需要考虑两个特殊的地址
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C，4个剩余的位置可以划分子网
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特殊含义的IP地址

回播地址，本机地址127.0.0.1
中间三个数值的地址是内部地址，不是公网上使用的地址；因为国内绝大部分局域网内没有分配公网IP，都是这些仅由于局域网的IP，对外出口才设置一个公网IP；这是因为国内IP地址严重不足
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HTML

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无线网

无线个人网还有一个ZIGBEE
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网络接入技术

PSTN：传真/POS机
同轴光纤，有线电视

主要用的3G标准是WCDMA，后面两个都用的比较少，国内曾经移动推过TDSCDMA，但是推不动，不成熟
后面发展到4G，第一个LTE可以分为TDD和FDD，TDD是由TDSCDMA发展来的，现在在国内运用很广泛，FDD是由WCDMA发展来的
最后无线的标准其实在3G也有
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IPV6

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系统安全分析与设计

信息系统安全属性

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对称加密与非对称加密

DES有密码本，对应翻译
对称加密速度快下，效率高
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非对称加密速度慢，不适合加密大数据量的数据
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信息摘要

信息摘要是信息的特征值
如果信息发生变化，摘要会改变
信息摘要是为了信息安全
单向hash函数，是指信息可以形成摘要，而摘要不能返回形成信息
所以信息摘要算法不能应用于加密
现在存在的信息摘要破解其实是有一个数据库，从里面推测信息，而不是真正的还原信息
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数字签名

数字签名没有保密功能，只有识别功能
一般是对摘要进行签名，因为简短，适合非对称加密
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数字信封与PGP

数字信封了解原理即可

非对称加密其实存在身份不确定的问题
数字证书将个人密钥和信息绑定、类似身份证
现在用的安全机密的体质往往都和数字证书结合起来
有专门的颁发机构CA
数字证书上有颁发机构的签名，可以验证数字证书是不是伪造的
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设计邮件机密系统（例题）

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大的附件加密用的是对称机密技术
邮件正文用对称加密，但是需要将密钥K用接受方的公钥加密（数字信封）；接收方用私钥解开，得到正文
发送者不可抵赖，需要用数字签名；无法篡改用到完整性技术，信息摘要技术
正文形成摘要，并用接收方的私钥加密；其实就是签名后的摘要
接收方解密得到摘要，将得到的正文形成摘要，经过对比，如果相同说明没有篡改
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各个网络层次的安全保障

从第二层开始就是用协议保障安全，所谓协议就是通信时候分包的规则
PPTP、L2TP是隧道协议，在隧道中传输比较安全
防火墙有硬件的也有软件的；
IPSec针对IP包进行加密的协议（一般IP包不用加密），一种是将IP包中的数据加密；一种是将IP包整体加密，附加一个头传输
TLS标准传输层安全协议；SET电子商务的协议
SSL跨越了多个层次
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网络威胁与攻击

重放攻击又叫做ARP欺骗攻击
窃听合法手段比如获得了更大的管理权限而获得信息
业务流重点是长期的监听，有分析的成分
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防火墙技术

网络级的工作层次低，但是效率高；例如疫情时候的卫生检疫站，只检查来源自哪里，不检查内部的东西
应用级的工作层次高，但是效率低；开箱检查，需要把内部的东西拆出来检查
状态检测例如TCP连接检测

屏蔽子网涵盖了前面两种形式
屏蔽子网很复杂，基本思路是弥补防火墙的缺陷（不能防范内部攻击，防外不防内）
在外网和内网之间做了屏蔽子网区，也叫做隔离区，或者叫做DMZ，非军事区；这个区域既不属于内部也不属于外部；一般放对外提供服务的服务器，例如web、邮件服务器
这样做，有两道防火墙，提高了安全性；内部访问服务器，也需要经过防火墙
但是，纯粹的内部攻击也无法杜绝
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