考试点
软件工程基础知识:
开发模式、设计原则、测试方法、质量特性、CMM、Pert图、风险管理
面向对象:
面向对象基本概念、面向对象分析与设计、UML、设计模式
数据结构与算法:
数组、栈、队列、数与二叉树、图、查找与排序、常见算法
程序设计语言:
文法、有限自动机、正规式、语句的作用、语句的语义、程序的控制结构、函数调用的参数作用、各种程序语言的特点比较
计算机硬件基础:
浮点数运算、溢出、算术、逻辑运算、计算机体系结构分类、指令系统基础、CISC与RISC‘流水线、Cache存储可靠性分析、校验方法
操作系统:
进程状态转换图、信号量与PV操作、死锁问题、银行家算法、段页式存储、页面置换算法、磁盘调度、树形文件系统
计算机网络:
OSI模型、关系代数、元组演算、规范化理论(键、、范式、模式分解)、并发控制
信息安全知识:
加密解密技术、网络安全、计算机病毒
多媒体基础:
多媒体基本概念、计算声音、图像、视频文件的容量、JPEG、MPEG
知识产权与标准化:
作品保护时间、侵权判定、知识产权归属、标准的分类、标准代号
一、计算机组成与体系结构
数据的表示:
1、R进制转十进制使用按权展开法:将R进制数的每一位数字用R^k形式表示,即幂底的指数是R,指数是k,k与该位和小数点之间的距离有关。当该位位于小数点的左边,K值是该位和小数点之见数码的个数,小数点右边,k值是负值,其绝对值是该位和小数点之间数码的个数加1
11001.001=1×2的4次方+1×2的3次方+1×2的0次方+1×2的-2(负2)次方
2、十进制转R进制使用短除法:
转二进制:87/2 取余 逆序就是最终结果
3、二进制转八进制:3位一转
4、二进制转16进制:4位一转 有字母(因为有两位数 10=A 11=B ...)
5、数据编码
PS:正数的原、反、补码都一样:0的原码跟反码都有两个,+0和-0。
原码:最高位符号位位数不够的用0补全(-127-127)2的n次方-1
反码:负数最高位不变剩余位在原码上取反 (-127-127)2的n次方-1
补码:负数补码在反码的基础上加1(-128-127)1
移码:无论正负补码的符号位取反
例:-12
二进制:1100
原码:10001100 (先补4个0=00001100,最高位符号位所以为1=10001100)
反码:11110011 (符号位不变,其余取反)
补码:11110100(反码+1)
移码:01110100 (补码的符号位取反)
计算机结构
Flynn分类法
计算机系统结构的分类方法之一:
指令流(Instruction Stream)——机器执行的指令序列。
数据流(Data Stream)——指令调用的数据序列,包括输入数据和中间结果。
多倍性(Multiplicity)——在系统最受限制的元件上同时处于同一执行阶段指令或数据执行的最大可能个数。
按照指令和数据流不同的组织方式,计算机系统可分为四类:
单指令流单数据流:单处理器系统
单指令流多数据流:个处理器以异步的形式执行同一条指令了;并行处理及、阵列处理机、超级向量处理机
多指令流单数据流:不可行
多指令流多数据流:能够实现作业、任务、指令等操作各级全面并行;多处理机系统、多计算机
CISC与RISC
选择多、判断多
指令系统类型:
CISC(复杂):早期指令,要做什么计算单独设计相对应的指令计算机(想像"远古时代"的大计算机),数量多,使用频率差别大,可变长格式;支持多张寻址方式;采用微程序控制技术,研制周期长;
RISC(精简):数量少,使用频率接近,定长歌诗,大部分诶单周期指令,操作寄存器,只有Load/Store操作内存;支持寻常方式少,增加了通用寄存器,应布线逻辑控制为主,适合采用流水线;优化编译。有效支持高级语言。
流水线技术(必考)
是指程序执行是多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。各种部件同时处理是针对不同指令而言的。他们可同时为多条指令的不同部分进行工作,以提高各部件的利用率和指令的平均执行速度。(做一件事的空闲时间顺便做另外一件事,不要等到第一件事做完)
1、流水线计算公式:
一条指令执行时间+(指令条数-1)×流水线周期
(t1+t2+....+tk)+(n-1)*at (首选)
(k+(n-1))*at
一条指令的取指、分析、执行的时间分别为:2ns,2ns,1ns
那么流水线周期是:2ns,100条指令全部执行完毕需要的时间是:
(2+2+1)+(100-1)×2 =203ns
2、流水线吞吐率计算
单位时间内流水线所完成的任务数量或输出的结果数量。
公式:TP=指令条数/流水线执行时间 100/203
最大吞吐率(理想状态):TP(max)=lim n/(k=n-1)*at=1/at
3、流水线的加速比(越高越好)
完成同一批任务,不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间之比称为流水线的加速比。
S=不使用/使用 500/203
4、流水线的效率
流水线的效率是指流水线的设备利用率。
E=n个任务占用的时空区/k个流水段的总的时空区
存储系统
由快到慢 CPU(寄存器)-Cache(高速缓存存储器)-内存(主存储器)-外存(硬盘、U盘)
主存分类:
随机存储器(RAM):断电丢失数据
只读存储器(ROM):断电依然存储
主存的编址(高):
磁盘结构与参数:
磁道与扇区
存取时间=寻道时间+等待时间(平均定位时间+转动延迟)
最长时间计算:(每圈时间+处理时间)×扇区 每处理一个要跑一圈跑到下一个开始
最短优化时间:(读取时间+处理时间)×扇区 处理完一个,从下一个开始直接处理,就这点区别
总线系统
内部总线
系统总线:数据总线、地址总线、控制总线
外部总线
可靠性(重点)
考试最多的是串并混合的可靠性计算
串联系统:
假设一个系统由n个子系统组成,当且仅当所有的子系统都能正常工作时,系统才能正常工作,这种系统称为串联系统
可靠性:R=R1×R2×…×Rn
失效率:λ=λ1+λ2+…+λn ( 1-可靠系统)
并联系统:
假如一个系统由n个子系统组成,只要有一个子系统能够正常工作,系统就能正常工作
可靠性R=1-(1-R1)×(1-R2)×…×(1-Rn)
失效率为μ
在并联系统中只有一个子系统是真正需要的,其余n-1个子系统都被称为冗余子系统。该系统随着冗余子系统数量的增加,其平均无故障时间也会增加
平均无故障时间:1/λ
冗余系统:
校验码
码距:一个编码系统中任意两个合法编码(码字)之间不同的二进数位(bit)数叫这两个码字的码距,而整个编码系统中任意两个码字的的最小距离就是该编码系统的码距。
奇偶校验:
采用奇校验,则在数据后补上个0,数据变为0001 1010 0,数据中”1“的个数为奇数个(3个)
采用偶校验,则在数据后补上个1,数据变为0001 1010 1,数据中”1“的个数为偶数个(4个)
循环校验码CRC:
CRC 算法的基本思想是将传输的数据当做一个位数很长的数。将这个数除以另一个数。得到的余数作为校验数据附加到原数据后面
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