20231008-20231013 读书笔记

计算机硬件

  • 基本硬件系统:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备
  • 中央处理单元(CPU):运算器、控制器、寄存器组和内部总线等部件组成
    • 功能:程序控制、操作控制、时间控制、数据处理
    • 运算器:ALU、AC、DR、PSW
    • 控制器:IR、PC、AR、ID
  • 校验码:码距、奇偶校验码、CRC
  • 指令系统:操作数+操作码(取-分析-执行)
    • CISC/RISC:复杂/精简
    • 指令流水线:
      • 流水线周期:指令分成不同执行段,其中执行时间最长的段为流水线周期
      • 流水线执行时间:1条指令总执行时间+ (总指令条数-1)*流水线周期。
      • 流水线吞吐率计算: 指令条数/流水线执行时间。
      • 流水线的加速比计算:不使用流水线执行时间/使用流水线执行时间
  • 存储系统
    • 地址映象:直接、全相联、组组相连
    • 命中率及平均时间:CPU读取一次的平均时间=命中Cache率*读取cache时间+(1-命中Cache率)*读取内存时间
    • 磁盘结构和参数:磁道、扇区
      • 存取时间=寻道时间+等待时间(平均定位时间+转动延迟)
      • 寻道时间是指磁头移动到磁道所需的时间:等待时间为等待读写的扇区转到磁头下方所用的时间

操作系统

  • 作用:管理程序资源、提供人机界面、提供高效率的平台
  • 特征:并发、共享、虚拟、不确定性
  • 功能:进程、文件、存储、设备、作业
    • 进程(PCB、程序、数据):三态图、前趋图、进程资源图(P/R)
      • 同步:自行车和汽车(并发执行,速度不同),同步信号量,初值为共享资源的数量
      • 互斥 :打印机;互斥信号量,初值1
      • P操作:申请资源,S=S-1,S<0阻塞
      • V操作:释放资源,S=S+1,S<=0,从阻塞队列唤醒一个进程
      • 死锁:互斥、占有并等待资源、系统不能剥夺资源、资源闭环
        死锁资源计算:系统内有n个进程,每个进程都需要R个资源:
        • 发生死锁的最大资源数为n*(R-1)
        • 不发生死锁的最小资源数为n*(R-1)+1。
    • 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。与同属一个进程的其他线程共享进程所拥有的全部资源,例如进程的公共数据、全局变量、代码、文件等资源,但不能共享线程独有的资源如线程的栈指针等标识数据。
  • 分类:批处理、分时、实时、网络、分布式、微型计算机
  • 分页存储管理:逻辑页分为页号和页内地址,页内地址就是物理偏移地址,而页号与物理块号并非按序对应的,需要查询页表,才能得知页号对应的物理块号,再用物理块号加上偏移地址才得出了真正运行时的物理地址
  • 分段存储管理:段长判断
  • 设备管理:I/O
  • 索引文件结构:物理盘大小4KB
    • 直接索引:存储4KB数据
    • 一级索引:每个地址占4B,(4KB/4B)=1024,1024*4KB
    • 二级索引 :102410244KB

数据库系统

  • 内模式:物理存储文件
  • 模式:表
  • 外模式:视图
  • 外模式-模式映像:表和视图
  • 模式-内模式映像:表和物理存储
  • 设计:需求分析-概念结构设计-逻辑结构设计-物理设计-数据库实施阶段-数据库运行和维护阶段
  • 数据模型
    • 1:1、1:N、M:N
  • 关心代数:并、交、差
  • 笛卡尔积:S1*S2,投影(列)、选择(条)
  • 自然连接:全部列、值相同记录
  • 函数依赖:部分、传递
  • 范式
    • 1NF:表中不允许有小表的存在。比如,对于如下的员工表,就不属于第一范式:
    • 2NF:在1NF的基础上,且每一个非主属性完全函数依赖于任何一个候选码,不允许部分依赖
    • 3NF:在2NF的基础上,表中不存在传递依赖
    • 关系求解:从未在右边出现过的属性,必然是候选键之一,以该属性为基础,根据依赖集依次扩展,看能否遍历所有属性

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