本文是重点梳理，未详细叙述的是常识或非重点，后期会进一步完善。

软件设计师

计算机基础
程序设计基础
数据结构
操作系统
软件工程基础
结构化开发
面向对象技术
算法分析与设计
数据库
计算机网络
软件系统分析与设计
标准化和软件知识产权基础
新技术

计算机基础

一、计算机系统基础知识

1、计算机系统硬件组成

计算机硬件系统的基本组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备

CPU：中央处理单元，是运算器与控制器的集成
存储器：分为外存、内存（主存），外存大且慢，内存小且快

2、CPU的功能与组成

功能：
- 程序控制：通过执行指令来控制程序执行顺序
- 操作控制：控制相应的部件按指令功能进行操作
- 时间控制：CPU对各种操作进行时间上的控制
- 数据处理：逻辑算术运算，对数据进行加工处理
组成：

运算器、控制器、寄存器组、内部总线
- 运算器：主要进行算术运算、逻辑运算
  - 算术逻辑单元ALU：算数、逻辑运算
  - 累加寄存器AC：为ALU替工工作区
  - 数据缓冲寄存器DR：作为CPU和内存、外设之间的数据传送中转站
  - 状态条件寄存器PSW：由算数逻辑运算结果建立状态标志、控制标志
- 控制器：控制CPU工作
  - 指令寄存器IR
  - 程序计数器PC：寄存信息、计数
  - 地址寄存器AR：保存当前CPU访问的内存单元的地址
  - 指令译码器ID：操作码、地址码
  - 寄存器组
- 多核CPU

3、数据表示

原码
反码
补码
移码

举例

4、校验码

奇偶校验码：查错不纠错，奇校验发现奇数个错误位，偶校验发现偶数个错误位
海明码：查错、纠错
循环冗余码

二、计算机体系结构

1、发展

精简指令集计算机RISC采用的流水技术：超流水线、超标量、超长指令字

2、存储系统

层次结构

CPU内部寄存器
Cache
内存
外存
联机磁盘存储器
脱机光盘、磁盘存储器

3、高速缓存Cache

命中率是Cache重要指标，Cache容量越大命中率越高

多级Cache

4、虚拟存储器

管理方式：

页式
段式
段页式

5、输入/输出技术

输入输出方式

直接程序控制
中断方式
直接存储器存取方式DMA

6、总线结构

任何连接两个以上的电子元器件的导线成为总线

三、计算机安全

1、加密技术

对称加密（私人密钥加密）
非对称加密（公开密钥加密）：公钥、私钥

2、认证技术

可以防止数据被破坏

程序设计基础

一、程序设计语言概念

低级语言：汇编

高级语言：Java、Python、C语言、C++

翻译形式：汇编、解释、编译

程序设计语言分类：

过程式：C
面向对象：Java、C++、Python
函数式：Python
脚本语言：JavaScript、Python

数据结构

操作系统

一、概述

计算机软件分类：应用软件、系统软件（DBMS、操作系统、语言处理程序）

1、操作系统基本概念

定义：组织、管理系统中的软硬资源，组织计算机系统工作流程，控制程序的执行，向用户提供一个良好的工作环境的接口
作用：提高计算机系统的效率、改善人机交互界面并向用户提供有好的工作环境
特征：共享、并发、异步、虚拟
功能：处理机管理、文件管理、存储管理、设备管理作业管理

2、操作系统分类

批处理操作系统
分时操作系统
实时操作系统
网络操作系统
分布式操作系统
微型计算机操作系统：Windows、Linux、Mac OS
嵌入式计算机操作系统

二、进程管理（处理机管理）

进程是资源分配和独立运行的基本单位

1、概念

进程的组成：程序、数据、进程控制块PCB
进程状态及切换：

2、进程控制：由内核中的原语实现，原语是由若干条机器指令组成，用于完成特定功能

3、进程间的通信

同步与互斥
信号量机制
- 公用信号量：实现进程间的互斥，初值为1或资源数目
- 私用信号量：实现进程间的同步，初始值为0或某个正数
- PV操作
通信：
- 低级：PV
- 高级：共享内容、消息传递、共享文件

4、管程

5、进程的调度

调度的方式：可剥夺、不可剥夺
三级调度：进程调度、中级调度、作业调度
调度算法：先来先服务、时间片轮转、优先级调度、多级反馈调度
优先级确定：
- I/O型进程：最高优先级
- 计算型进程：时间片用完进入更低的优先级列
- I/O完成时，提高优先级。时间片用完时，降低优先级。

6、死锁：两个或两个以上的进程互相要求对方已占有的资源，从而导致程序无法继续运行下去

死锁产生的原因：竞争资源、进程推进顺序不当
死锁产生的四个必要条件：互斥请求、请求保持条件、不可剥夺条件、环路条件
死锁处理：不理睬策略（鸵鸟）、预防策略、避免策略

7、线程

用户级线程
内核级线程

三、存储管理

管理的对象是主存，也就是内存

主要功能：主存空间的分配与回收、提高主存的利用率，扩充主存、对主存信息实现有效的保护

1、存储器的层次结构

2、地址重定位：将逻辑地址变为主存物理地址的过程

分类：

静态地址定位：重定位发生在程序装入内存过程中完成（程序还没运行时就完成）
动态地址定位：访问程序时才重定位（程序运行时才进行）

3、分页存储管理

原理：进程的地址空间分为若干大小相等的区域，称为页。

4、分段存储管理

5、段页式存储管理

6、虚拟存储管理

原理：局部性原理

四、设备管理

设备管理主要技术：DMA技术、中断技术、通道技术、缓冲技术

通道技术：使数据的传输独立于CPU之外

五、文件管理

文件系统功能：按名存取、统一的用户接口、并发访问及控制、安全性控制、优化性能、差错恢复

六、作业管理

软件工程基础

结构化开发

面向对象技术

算法分析与设计

数据库

一、数据库模型

1、三级模式：模式、外模式、内模式

提高逻辑独立性、物理独立性

2、二级映射

模式/内模式：实现数据的物理独立性

模式/外模式：实现数据的逻辑独立性

二、数据模型

1、常用的数据模型：

概念模型：用户视角出发
基本数据模型：计算机视角

计算机网络

一、网络概述

计算机网络是计算机技术和通信技术的结合产物，实现了远程通信、远程信息处理、资源共享

1、计算机网络概念

功能：数据通信、资源共享、负载均衡、高可靠性

按照数据通信、数据处理的功能分两层：内层通信子网、外层资源子网

2、计算机网络分类

局域网LAN
城域网MAN
广域网WAN

3、网络拓扑结构：星型、线型、环型、树型、分布式结构

4、ISO/OSI网络体系结构

速记：物联网叔会使用

二、网络设备及协议标准

1、网络设备

物理层的互联设备
网络层的互联设备
应用层的互联设备
数据链路层的互联设备
网络传输介质互联设备

2、网络传输介质

有限介质
- 双绞线
- 同轴电缆
- 光纤
无线介质
- 微波
- 红外线
- 卫星通信

3、TCP/IP协议：不包括具体的物理层和数据链路层

TCP/IP分层模型
网络接口层：作为物理层和网络层的接口规范
网络层协议IP
传输层协议TCP、UDP
- TCP：三次握手
- UDP：不可靠、无连接

4、Internet及应用

www.dzkjdx.edu.cn

cn是地理性的顶级域名，表示中国

www.263.net

net是组织性域名，表示网络技术组织机构

三、网络安全

1、防火墙技术的发展：包过滤、应用代理网关、状态监测

四、例题

1、防范网络监听最有效的方法：数据加密

软件系统分析与设计

标准化和软件知识产权基础

一、标准化基础知识

1、标准化基本概念

标准是规定，标准化是过程

2、标准化组织

国际标准化组织ISO
国际电工委员会IEC

二、知识产权基础

1、知识产权基本概念

知识产权是指民事权利主体（公民、法人）基于创造性的智力成果
知识产权包括未披露的信息专有权，即商业机密
知识产权保护对象：
- 文学、艺术、科学作品
- 表演艺术家的表演、唱片、广播节目
- 人类一切活动领域的发明
- 科学发现
- 工业品外观设计
- 商标、服务标记、商业名称、标志
- 制止不正当竞争
- 工业、科学、文艺领域由于智力创造产生的一切其他全部权利
计算机软件受著作权保护的同时，还可以通过申请发明专利和外观设计专利
知识产权特点：无形性、独占性、确认性、双重性、地域性、时间性

2、计算机软件著作权

获得途径：
- 公民：独立开发、委托开发、转让、合作开发
- 法人：组织并提供创新条件；委托转让等合同关系；主体变更
- 其他组织
计算机软件著作权客体：计算机程序和相关文档
计算机软件受著作权保护的条件：
- 独立创作
- 可被感知
- 逻辑合理
软件合法持有人的权利：安装、备份、改进
计算机软件著作权自软件开发完成起，保护期为50年，50年后只有身份权，进入公有领域可被无偿使用
非职务软件作品，雇员享有软件作品的条件：
- 不是本职工作的成果
- 与本职工作无直接联系
- 开发成果未使用单位的物质技术条件
当无书面协议时，软件可分割，各自享有部分软件著作权；软件不可分割则共同享有，单独一方不可行使软件转让权
委托开发或接受任务无书面协议时，软件著作权归受托人所有
以下是计算机软件著作权侵权行为：
- 将他人软件当做自己的作品发表
- 未经著作权人同意发表其作品
- 在他人开发的软件上署名或更改他人署名
- 未经合作者同意，把共同合作的软件当做自己的作品发表
- 未经著作权人允许，复制、修改、翻译、向公众发行或出租、网络传播其作品

3、专利权

发明专利权自申请之日起20年

实用新型和外观设计专利权自申请之日起10年

4、著作权就是版权

5、信息化行业范围内统一使用的标准为行业标准

新技术

一、大数据

1、特点

大量
高速
多样
价值
真实

2、五个环节

数据准备
存储管理
计算处理
数据分析
知识展现

二、云计算

1、四层架构

设施层
资源层
资源控制层
服务层

三、物联网

1、三层架构

感知层：信息采集、传输
网络层：最成熟、标准化最高
应用层：实现应用

四、移动互联网

五、人工智能

六、区块链

分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术新型应用模式，是比特币的一个重要应用概念，是一个去中心化的数据库

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