软件考试学习笔记（希赛）

1. 软考基本介绍

1.1 软考分数制

满分：75
及格：45

1.2软考考试分类介绍

1.3软件考试报名网站

链接: 软考官网
上半年考试：5月份下旬
下半年考试：11月上旬

中级
综合知识：单选题，填空题
软件设计题：填空

1.4考试内容

1.4.1上午考试内容-综合知识

1.4.2下午考试内容-软件设计

2.数据的表示

2.1进制转换

2.1.1R进制------》十进制转换

R进制------》十进制转换：按权展开法（将R进制数的每一位数值用R^k形式表示）

2.1.2十进制-----》R进制转换

十进制-----》R进制转换：短除法（除基取余法），余数从下往上读

可以按权展开法进行验证

2.1.3二进制与八进制与16进制转换

二进制–》八进制：1位 ----- 3位
二进制–》16进制： 8421

2.2码制

2.2.1原码

最高位是符号位，其余低位表示数值的绝对值

原码不参与运算

2.3.2反码

• 正数的反码与原码相同
• 负数的反码是其绝对值按位取反（符号位不变）

2.3.3补码（运算结果是正确的）

• 正数的补码与原码相同
• 负数的补码是其反码末位加1（符号位不变）

2.3.4移码

补码符号位按位取反

2.3浮点数表示

N=尾数*基数^指数
尾数：用补码表示
阶码：用移码表示
对阶时，小数向大数看齐

• 浮点数能够表示的数的范围是由其阶码的位数决定的。
• 尾数：有效精度
• 数符：尾数部分的符号位
• 阶符：阶码的符号位

2.4逻辑运算

2.4.1运算符

优先级：！>&&>||

!>算术运算符>关系运算符>&&>||>赋值运算
1

2.4.2短路原则

在逻辑表达式的求解中，并不是所有的逻辑运算符都要被执行。

3.校验码

3.1奇偶校验码

码距：任何一种编码都由许多码字构成，任意两个码字之间最少的变化的二进制位数就称为数据校验码的码距。

奇偶校验编码的编码方法是：由若干位有效信息（如一个字节），再加上一个二进制位（校验位）组成校验码。

奇校验：整个校验码（有效信息位和校验位）中“1”的个数为奇数
偶校验：整个校验码（有效信息位和校验位）中“1”的个数为偶数

3.2CRC循环冗余校验码

可检错，不可纠错
CRC的编码方法是：在k位信息码之后拼接r位校验码。应用CRC码的关键是如何从K位信息位简便的得到R位校验位，以及如何从k+r信息码判断是否出错。.

把接收到的CRC校验码用约定的生成多项式G（X）去除（模二除法），如果正确，则余数为0；如果某一位出错，则余数不为0；不同的位数出错其余数不同，余数和出错位序号之间有惟一的对应关系。

3.3海明校验码△

海明校验码的原理是：在有效信息位中加入几个校验位行成海明码，使码距比较均匀地拉大，并把海明码的每个二进制位分配到几个奇偶校验组中。当某一位出错后，就会引起有关的几个校验位的值发生变化，这不但可以发现错误，还能指错误位置，为自动纠错提供了依据。

2^r>=m(信息位)+r(求的最小值)+1
1

4.CPU的组成

4.1运算器

1. 算数逻辑单元ALU
   数据的算术运算和逻辑运算
2. 累加寄存器AC
   通用寄存器，位ALU提供一个工作区，用在暂存数据
3. 数据缓冲寄存器DR
   写内存，暂存指令或数据
4. 状态条件寄存器PSW
   存状态标志与控制标志

4.2控制器

1. 程序计数器PC
   存储下一条要执行指令的地址
2. 指令寄存器IR
   存储即将执行的指令
3. 指令译码器ID
   对指令中的操作码字段进行分析解释
4. 时序部件
   提供时序控制信号

5.寻址方式

5.1指令的基本概念

一条指令就是机器语言的一个语句，它是一组有意义的二进制代码，指令的基本格式如下

5.2立即寻址方式

操作数直接放在指令中，速度快，灵活性差

5.3直接寻址方式

指令中存放的是操作数的地址

5.4简接寻址方式

指令中存放了一个地址，这个地址对应的内容是操作数的地址

5.5寄存器寻址方式

寄存器存放操作数

5.6寄存器间接寻址方式

寄存器内存放的是操作数的地址

6.CISC与RISC

7.流水线

7.1基本概念

流水线是指程序执行时，多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。

7.2流水线计算

r1=3+2+4
r2=（3+2+4）*10
r3=（3+2+4）+（10-1）*4（执行最长的一条，流水线周期）

7.3流水线吞吐率计算

• 单位时间内流水线所完成的任务量数量或输出的结果数量
• 流水线周期的倒数
  

8.存储系统

8.1层次化存储体系

8.1.1基本概念

• 内存：

  • 随机存储器RAM
  • 只读存储器ROM

• 外存：硬盘、光盘、U盘等.

• 虚拟存储器：主存+内存
  

• 局部性原理是层次化存储结构的支撑

• 时间局部性：刚被访问的内容，立即又被访问

• 空间局部性：刚被访问的内容，邻近的空间很快被访问

8.1.2层次存储结构-分类

8.2Cache

8.2.1概念

• 在计算机系的存储系统中，cache是访问速度最快的层次（若有寄存器，寄存器最快）

• 使用cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理。

  • 时间局部性
  • 空间局部性
    

8.2.2地址映像

8.3主存编址计算

8.3.1存储单元

存储单元个数=最大地址-最小地址+1

8.3.2编址内容

• 按字编址：存储体的存储单元是字存储单元，即最小寻址单位的一个字
• 按字节编址：存储体的存储单元是字节存储单元，即最小寻址单位是一个字节
• 总容量=存储单元个数*编址内容

根据存储器所要求的容量和选定的存储芯片容量，就可以计算出所需芯片的总数，即
总片数=总容量/每片的容量

9.输入/输出技术

9.1数据传输控制方式

• 程序控制（查询方式）：分为无条件传送和程序查询方式两种。方法简单，硬件开销小，但IO能力不高，严重影响CPU的利用率。
• 程序中断方式：与程序控制方式相比，中断方式因为CPU无需等待而提高了传输的影响速度。
• DMA方式：DMA方式是为了在主存与外设之间实现高速、批量数据交换而设置的。DMA方式比程序控制方式与中断方式都高效。
• DMAC想总线裁决逻辑提出总线请求；CPU执行完当前总线周期即可释放总线控制权，此时DMA响应，通过DMAC通知IO接口开始DMA传输。
• 通道方式
• I/O机制

9.2中断

10.总线

10.1概念

• 一条总线同一时刻仅允许一个设备发送，但允许多个设备接收
• 数据总线（Data Bus）：在CPU与RAM之间来回传送需要处理或是需要储存的数据
• 地址总线（Address Bus）：用来制定RAM（Random Access Memory）之中存储的数据的地址。
• 控制总线（Control Bus）：将微处理器控制单元（Control Unit）的信号，传送到周边设备。

11.系统可靠性分析

11.1可靠性指标

11.2串联系统与并联系统

11.3混合系统

12. 性能指标

• 不同计算机字长不一样
• 吞吐量：是指软件每分钟可以处理的多少个请求
• 时钟周期=1/主频 （s）

13.计算机组成与体系结构

13.1总结

13.2分值分布

14.操作系统

14.1操作系统的作用

14.2特殊的操作系统

15.进程和线程

15.1进程

进程是程序在一个数据集合上运行的过程，它是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。它由程序块、进程控制块(PCB)和数据块三部分组成。

PCB：PCB是指进程存在的唯一标志。内容包含进程标识符、状态、位置信息、控制信息、队列指针、优先级、现场保护区等。

15.2进程与程序的区别

• 进程是一次程序执行的过程，没有程序就没有进程。
• 程序是一个静态的概念，而进程是一个动态的概念，它由创建而产生，完成任务后因撤销而消亡
• 进程是系统进行资源分配和调度的独立单位而程序不是

15.3进程与线程区别

• 进程有两个基本属性：
  • 可拥有资源的独立单位
  • 可独立调度和分配资源的基本单位
• 线程可共享资源
  • 内存地址空间
  • 代码
  • 数据
  • 文件等
• 线程不可共享的：
  • 程序计数器
  • 寄存器
  • 栈

15.4进程的状态

三态模型：运行----就绪------阻塞

五态模型

16.进程调度

16.1PV操作

• 同步：速度有差异，在一定情况下等待，直接制约
• 互斥（互斥如千军万马过独木桥），间接制约，对临界资源的访问
• 临界资源：诸进程间需要互斥方式对其进行共享的资源
  
• P操作：加锁
• V操作：解锁
• S :信号量，全局变量

16.2前视图与PV操作

16.3死锁

所谓死锁，是指两个以上的进程互相都要要求对方已经占有的资源导致无法继续运行下去的现象。

16.3.1死锁产生的条件

• 互斥
• 请求保持
• 不可剥夺条件
• 环路条件

16.3.2 死锁的处理

死锁的处理策略

1. 鸵鸟策略（不予理睬）
2. 预防策略
3. 避免策略
4. 检测与解除死锁

系统不可能发生死锁的最小资源数

（w-1）*m+1<=n

w:每个进程需要的资源数
m：为进程数

16.4进程资源图

• 请求资源：进程指向资源
• 分配资源：资源指向进程

17.段页式存储

17.1页式存储

将程序与内存划分为同样大小的块，以页为单位将程序调入内存

• 逻辑地址=页号+页内地址
• 物理地址=页帧号+页内地址
  优点:利用率高

17.2段式存储

按照用户作业的自然段来划分逻辑空间，然后调入内存，段的长度可以不一样。

18.磁盘管理

18.1磁盘调度算法

1. 先来先服务（FCFS）
2. 最短寻道时间优先（SSTF）
3. 扫描算法（SCAN）
4. 单向扫描调度算法（CSCAN）

19.IO管理软件

20 文件管理

• 文件：是具有符号名的，在逻辑上具有完整意义的一组相关信息的集合。
• 逻辑结构：有结构的记录式文件，无机构的流式文件
• 物理结构：连续结构，链接结构，索引结构，多个物理块的索引表
• 文件目录：文件目录项/文件控制块FCB
• 文件控制块包含（基本信息类、存取控制信息类，使用信息类）
• 目录结构：一级目录、二级目录、多级目录

21.作业管理

22.数据库

22.1 数据库体系结构

1. 集中式数据库系统
2. 客户端/服务器结构
3. 分布式数据库
4. 并行数据库

22.2分布式数据库

22.3数据库的三级模式结构

三级模式

• 概念模式
• 外模式
• 内模式

两级映像

• 模式/内模式映像
• 外模式/模式映像

22.4数据仓库

22.5数据库设计过程

22.5.1概念设计过程

22.5.2逻辑结构设计

22.7关系代数

并，差，广义笛卡尔积，投影、选择
自然连接（先做选择，再做投影）

22.8规范化理论

22.8.1基本概念

• 函数依赖
• 非平凡函数依赖
• 平凡的函数依赖
• 完全函数依赖
• 部分函数依赖
• 传递依赖
• 码
• 主属性和非主属性
• 外码
• 函数依赖的公理系统（Amstrong公理体系）
  • 自反律
  • 增广律
  • 传递律
  • 合并规则
  • 伪传递规则
  • 分解规则

22.8.2规范化理论

第一范式：若关系模式R的每一个分量是不可再分的数据项，则关系模式R属于第一范式

第二范式：当且仅当关系模式R是第一范式，且每一个非主属性完全依赖候选键时，则称关系模式R是第二范式。

数据冗余、修改异常、插入异常、删除异常

第三范式：当且晋档关系模式R是第二范式（2NF），且R中没有非主属性传递依赖于候选键时，则关系模式R是第三范式

22.9模式分解

分解具有无损连接性
分解具有保持函数依赖
分角既要保持无损连接，又要保持函数依赖

无损连接：指将一个关系模式分解成若干个关系模式后，通过自然连接等运算仍能还原到原来的关系模式

23.SQL语言

23.1普通查询

SELECT

23.2分组查询

GROUP BY HAVING

23.3权限控制

GRANT
REVOKE

24 并发控制

24.1事务特性 ACID

原子性
一致性
隔离性
持久性

24.2并发问题

丢失更新
不可重复读
读脏数据

24.3封锁协议

S锁和X锁
S锁：共享锁，读锁
X锁：排它锁，写锁