文章目录
- 1.计算机组成
- 2.操作系统
- 进程管理
- 存储管理
- 设备管理
- 文件管理
- 3.数据库系统
- 关系代数
- 数据仓库
- 4.计算机网络
1.计算机组成
计算机组成:控制器、运算器、存储设备、输入设备、输出设备。
控制器 | 功能 |
---|---|
程序计数器(PC) | 下条要执行指令的地址 |
指令寄存器(IR) | 即将执行的指令 |
指令译码器(ID) | 对指令中操作码字段分析解释 |
运算器 | 功能 |
---|---|
算数运算单元(ALU) | 数据算数运算、逻辑运算 |
累加寄存器(AC) | 暂存数据 |
数据缓冲寄存器(DR) | 写内存时,暂存指令或数据 |
指令 = 操作码(操作的性质功能)+操作数(多为地址码,操作对象内容或所在地址单元)
对比维度 | 复杂指令系统CISC | 精简指令系统RISC |
---|---|---|
数量 | 多 | 少 |
使用频率差距 | 大 | 小 |
寻址方式 | 复杂 | 单一 |
指令长度 | 变长 | 固定 |
微程序控制 | 硬布线逻辑,单周期流水线技术,通用寄存器多 |
总线:一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路。
共享:一个总线可以挂接多个部件;
分时:同一时刻,只有一个部件可以向总线传输数据,但可以有多个部件读取数据;
存储器:寄存器、高速缓存cache、主存、外存
只读存储器ROM | 静态随机存储器SRAM | 动态随机存储器DRAM |
---|---|---|
断电数据保留 | 断电数据消失 | 断电数据消失 |
不断电时,不需刷新电路,数据长期保存 | 不断电时,需刷新电路,否则数据将消失 | |
外存 | 缓存 | 主存(内存) |
浅谈关于SRAM与DRAM的区别
程序局部性:时间局部性(程序的某条指令被执行,那么不久以后该指令可能再次执行)、空间局部性(某存储单元被访问,那么其相邻的存储单元很可能也被访问)
数据存取方式 | 描述 | 应用 |
---|---|---|
顺序存取 | 数据访问按特定线性顺序 | 磁带存储器 |
直接存取 | 每个数据块有唯一地址,读写装置可直接移动到目的数据块访问 | 磁盘存储器 |
随机存取 | 每个可寻址单元都有唯一的地址和读写装置,可在相同时间对任一存储单元访问,与之前访问序列无关 | 主存 |
相联存取 | 随机存取一种形式,选择某单元读取取决于其内容而不是地址 | cache |
映射机制:当CPU发出访问请求时,存储器地址先被送到cache控制器以确定数据是否在cache中,若命中则直接访问cache。映射中,主存和cache分成相同数量的块(页)。
映射机制 | 说明 | cache存储器种类 |
---|---|---|
直接映射 | 先分区,再分页。每个区的第i页映射到cache的第i页 | 随机存取存储器 |
全相联映射 | 分页。主存任一页可以映射到cache任一页 | 相联存取存储器 |
组相联映射 | 先分区,在分页。组间直接映射,组内全相联映射 |
替换算法:访问cache未命中时,将数据同时读入CPU和cache。cache满时新数据替换旧数据。
替换算法 | |
---|---|
随机替换算法 | 随机 |
先入先出替换算法 FIFO | 按调入cache的顺序。开销小 |
最近最少使用替换算法 LRU | 淘汰最近期最少使用的块。算法合理,实现复杂,开销大 |
cache写操作:保持主存和cache数据一致
写策略 | 数据发生修改时操作 | |
---|---|---|
写直达 | 同时写入主存、cache | 写缓冲(针对主存、cache写入速度不一致) |
写回 | 仅写入cache,设置修改位记录是否被修改,当修改位生效的块被替换时,才写入主存。 | |
todo:还有其他的 |
2.操作系统
进程管理
进程调度:先来先服务、优先级调度、轮转法
死锁:资源互斥、保持等待、环路请求、不可剥夺
存储管理
页式存储:
调度算法 | |
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最优算法OPT | 选择不在使用或最远使用的页面调出,难以实现,用于评价其他算法 |
随机算法RAND | 随机。可能调出即将访问的页面 |
先入先出算法 FIFO | 抖动现象 |
最近最少使用调度 | 调出最近一段时间使用的少的页面。基于程序的局部性,当某段程序被访问时,不久的将来,该程序可能会再次被访问,所以调出最近一段时间使用少的页面 |
段式存储:
段页式存储:
设备管理
数据传输方式:主存和外围设备
数据传输方式 | |
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程序控制方式 | |
中断方式 | |
直接存储访问DMA | |
通道方式 |
SPOOLING:假脱机,缓冲区。
文件管理
空闲块管理 | |
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索引法 | 建立索引表,一个索引对应一个空闲区(包含一个或多个空闲块) |
链接法 | 建立链表,连接空闲块 |
位示图 | 外存建立位示图,每一位对应一个物理块。0空闲,1占用 |
3.数据库系统
三级模式:外模式、概念模式、内模式
两级映射:外模式-概念模式映射、概念模式-内模式映射
两级独立:物理独立性(用户应用程序和存储磁盘上的数据独立)、逻辑独立性(用户应用程序和数据库逻辑结构独立)
关系代数
关系代数基本运算:交、并、差、除、投影、选择、笛卡尔积、连接
数据库关系代数运算
数据仓库
面向主题的、集成的、相对稳定的、随时间变化的数据集合。用于支持管理决策。