计算机系统由硬件和软件组成。软件分为:系统软件和应用软件;常用的系统软件:操作系统(Operating System,计算机系统的核心系统软件)、语言处理程序、连接程序、诊断程序和数据库管理系统等。
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1、操作系统基础
硬件(微机:中央处理器CPU、存储器“主存与外存”、输入/输出设备)->操作系统-->语言处理程序等系统软件-->应用程序。
作用:通过资源管理,提高计算机系统的效率;改善人机界面,为用户提供友好的工作环境。
分类:单用户/批处理;分时/实时;网络/分布式;嵌入式操作系统。
特征:并发concurrency、共享sharing、虚拟virtual、不确定non-determinacy
功能:进程管理、文件管理、存储管理、设备管理、作业管理。 -
2、处理机与进程管理
进程process :是资源分配和独立运行的基本单位。
定义与分类:由程序、数据以及进程控制块(PCB进程存在的唯一标志)组成。依性质不同:分为系统进程、用户进程;父进程和子进程。
区别:程序是静态指令序列,进程则是为执行该程序的线程而保留的资源集。
状态转换与控制:3种状态:就绪、运行、阻塞。对进程进行控制的机构是由操作系统内核实现的。进程控制原语:创建原语、撤销原语、挂起原语、激活原语、阻塞原语、唤醒原语。 -
3、进程互斥、同步、PV操作
同步:是使在异步环境下的各进程按照一定的顺序和速度执行。
互斥:保证临界资源(一次只能供一个进程使用)在某一刻只被一个进程访问。
临界区:进程中对临界资源实施操作的那段程序;管理原则:有空进、无空等、有限等待、让权等待。
信号量:是一个整形变量,根据控制对象不同赋值不同;分类:公用信号量(实现互斥,初值==1或资源数目),私有信号量(实现同步,初值==0或某个正整数);信号量S>=0某资源的可用数,S<0其绝对值表示阻塞队列中等待该资源的进程数。
PV操作:P操作表示申请一个资源;V表示释放一个资源。
通信:根据通信内容分为控制信息交换(低级通信)和数据交换(高级通信);高级通信类型:共享存储系统、消息传递系统、管道通信;方式:直接通信和间接通信。管城:共享数据及在其上操作的一组过程就构成了管城、
死锁:原因:资源竞争及进程推进顺序非法;必要条件:互斥条件、请求保持条件、不可剥夺条件、环路条件;解决策略:鸵鸟策略、预防策略、避免策略、检测与解除死锁。
线程:是进程中的一个实体,是被系统独立分配和调度的基本单位。 -
4、存储管理(对象是内存-->高速,大容量,小体积)
概念:寄存器 --(缓存)-- 主存 -- 外存;逻辑地址:程序地址(相对地址,虚拟地址);物理地址:绝对地址。
地址重定位:静态重定位(程序执行前)和动态重定位(程序执行期间)。
功能:主存储器的分配和回收、提高主存储器的利用率、存储保护、主存扩充。
方式:分区、分页、分段、段页式、虚拟存储管理。 -
5、设备管理
目标:提高设备利用率,为用户提供方便统一的界面。
主要技术:中断技术、DMA(Direct memory Access)技术、缓冲技术、虚设备与SPOOLING(外围设备联机)技术
磁盘调度算法:先来先服务FCFS、最短寻道时间优先SSTF、扫描算法SCAN -
6、文件管理
文件系统功能:按名存取、统一用户接口、并发访问控制、安全性控制、优化性能、差错恢复。 -
7、作业管理
作业组成:程序、数据、作业说明书;作业控制块JCB是记录与该作业相关的登记信息,是作业存在的唯一标志。
四种状态:提交、后备、执行、完成。 -
8、网络操作系统NOS
功能:除了操作系统功能外,还具有提供高效、可靠的网络通信能力和提供多种网络服务的能力。
特征:硬件独立、多用户支持、支持网络实用程序及其管理功能、多种客户端支持、提供目录服务以及支持多种增值服务。
分类:集中模式、客户机/服务器模式、对等模式。
最流行:NetWare 、Windows、UNIX、Linux
数据库系统
数据库:数据集合;数据库系统DBS:数据库、硬件、软件和人员组成,管理对象是数据;数据库管理系统DBMS:操作和管理数据库的大型软件 --> 分类:关系数据库RDBS、面向对象数据库OODBS、对象关系数据库ORDBS。
三级模式二级映射:模式/内模式、外模式/模式。
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1.关系数据库
数据模型:是用来描述数据的一组概念和定义;三要素:数据结构、数据操作、数据的约束条件;常用的有:概念数据模型、基本数据模型、面向对象模型。
关系数据模型由 关系数据结构、关系操作集合和关系完整性约束三要素组成。
实体-联系(E-R)模型:概念模型最常用的方法;实体、联系、属性; -
2、分布式数据库系统
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3、商业智能BI
4个主要阶段:数据预处理、建立数据仓库、数据分析、数据展现
3大组成部分:数据仓库、联机分析处理、数据挖掘技术
数据仓库:关键特征:面向主题、集成的、非易失的、时变的;结构:底层(数据仓库服务器)、中间层(OLAP服务器)、顶层(前端工具);实现方法:自顶向下、自底向上、以及二者混合方法(推荐方法以递增、进化的方式实现数据仓库)。
OLAP:利用多维的概念,提供了切片、切块、下钻、上卷和旋转等多维分析与跨维度分析功能;分类:基于关系数据库的ROLAP、基于多维数据库的MOLAP、基于混合数据组织的HOLAP
数据挖掘:是在没有明确假设的前提下去挖掘信息,发现知识;得到信息特点:先知、有效、实用;5大功能:自动预测趋势和行为、关联分析、聚类、概念描述和偏差检测;常用技术:关联分析、序列分析、分类分析、聚类分析、预测以及时间序列分析;流程:确定挖掘对象、准备数据、建立模型、数据挖掘、结果分析和知识应用。 -
4、常见的数据库管理系统
oracle、IBM DB2、Sybase、Microsoft SQL Server
计算机网络
OSI/RM:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
TCP/IP :物理层、网络接口层、网络层、传输层、应用层。
信息安全:基本要素:保密性、完整性、可用性、真实性、可控性;保障体系:保护、检测、响应和恢复;
VPN关键技术:隧道技术、加解密技术、密钥管理技术、身份认证技术;方案:内联网VPN、外联网VPN、远程接入VPN。
存储与负载均衡技术
- 1、RAID(磁盘阵列)技术:目的是建立数据冗余、增强容错、提高容量、增进性能;包含:RAID 0 --RAID 7 等规范;
- 2、网络存储技术:采用面向网络的存储体系结构,使数据处理和数据存储分离;
- 3、负载均衡:由多台对等服务器组成一个服务器集合,从而加快服务器的响应速度,提高用户体验度。
- 4、服务器集群:一组相互独立的服务器在网络中表现为单一的系统,并以单一系统的模式加以管理。
多媒体
- 1、媒体:5种类型:感觉媒体、表示媒体、显示媒体、存储媒体、传输媒体;
- 2、多媒体:既指信息表示媒体的多样化,又包括了传播、处理和使用多媒体的各种技术方法;
- 3、多媒体技术:以数字化为基础,能够对多种媒体信息进行采集、编码、存储、传输、处理和表现,综合处理多媒体信息并使之建立起有机逻辑联系,集成为一个系统并可以良好交互的技术;包含:计算机技术、视听技术、通信技术;特征:多样性,集成性、交互性、实时性。
- 4、多媒体数据压缩编码技术:标准:JPEG标准(静图)、H.261、MPEG标准(动图);压缩方法分类:无损压缩编码法,有损压缩编码法。
- 5、系统组成:硬件--驱动--操作系统--开发工具--应用软件
- 6、研究内容:数据压缩、数据的组织与管理、多媒体信息的展现与交互、多媒体通信与分布处理、虚拟现实技术、智能多媒体技术、把多媒体信息实时处理和压缩编码算法集成到CPU芯片中。
- 7、应用:办公自动化、电子出版物、多媒体通信、教育培训、商业资讯、军事娱乐。
系统性能(性能指标、性能计算、性能设计、性能评估)
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