目录

系统架构设计师考试介绍

计算机组成与体系结构

计算机体系结构分类—Flkynn

CISC与RISC的区别

层次化存储结构

Cache

局部性原理

主存—分类

RAM，主机一但断电，内存里的内容都会被清除掉

磁盘结构与参数

磁盘题做题方法

第一个图：从R0开始转到R1开始需要三毫秒，但是R0的数据存入单缓存区需要3秒，这3秒内磁盘仍然转动，所以等缓存处理完，存盘必须移动到R1开始的位置，那么处理一个物理块需要的时间为33+3 ms 依次类推R0-R9都是如此处理，R0-R9处理时间（33+3）* 10ms ，R10处理后磁盘不需要继续往下移动，所以R10处理只需6秒总时间为 （33+3）* 10+ 6 =366ms。

第二个图采用优化分布，R0处理后正好转到R1开始的位置。所以处理时间为 6*11 = 66ms

系统配置与性能评价

性能指标

阿姆达尔解决方案

阿姆达尔定律例题及解题方法

=

假设没有优化前，处理某个任务需要的时间为10个单位，某一功能处理时间为50% ,那么其他功能加起来也是50% 10 =>10 * 50% (某一功能)+ 10 * 50%（其他功能)，现在改功能优化处理速度加快10倍，那么其处理时间 = 10 * 50% /10 = 0.5，总的处理 时间为0.5 + 5 = 5.5 ，那么性能提高的倍数 10 / 5.5 = 1.8

如果要使该系统性能提高1.5倍那么此时公示就为 10*50% / x + 10 * 50 % = 10/1.5; 结果就是 3

性能评价方法

性能监测方法

操作系统

进程管理—进程状态

运行态是指进程运行所需要的所有资源已经配齐，并且给他了cpu资源

就绪状态是所有资源已经配齐，只缺cpu资源

等待状态，除了没有cpu资源，还缺其他资源。

前趋图

进程的同步与互斥

互斥 ：在同一时刻只允许一个进程使用该资源

同步：速度有差异，速度拉开较大的时候，速度快的需要停下来等速度慢的。

PV操作

生产者生产一个产品执行P(S1) S1 变为 0 S1>=0

-> 继续往下执行V(S2) ,执行后S2 = 1 > 0

->生产者此时若继续生产产品 则 s1 = -1 < = 0P(s1) 阻塞 放入进程队列，

-> 继续往下执行P(S2) S2 = 0 >= 0

-> 继续往下执行V(S1) 执行后 s1 = 0 <= 0 从进程对列取出P(s1)进程继续执行。

购书者购书之后需要唤醒收银员收费进程所以是V(S1) （或V(S2)）

收银员收款进程b1 就为P(S1)或P(S2) （需要与a1相对应）

收费完成后，需要唤醒顾客进程让完成结账操作 所以b2 为V(S2) a2为P(S2)

pv操作与前趋图

要想开启进程D就必须先解锁进程A、B、C 所以D 前面应该是P(Sa)、P(Sb)、P(Sc) A B C必须能够解锁D进程、所以分别是 V(Sa)、V(Sb)、V(Sc)

标注信号量 从左到右 从上到下 例：p1-p3 V(S1) ,p2 - p3 V(S2) p3 - p4 V(S3) p3-p5 V(S4)

非抢占式优先级调度：一个进程在执行另一个进程被唤醒，不会将资源分配给新被唤醒的进程，而是等正在执行的进程执行完之后再执行被唤醒的进程

所以当在V(S2)处，P1进程被唤醒，不会先执行P(S2)之后的操作，而是先执行c = b + c; 再执行 a = a + c;

进程管理——死锁问题

公式：(所需资源数-1) * 进程数 + 1

银行家算法

如果是P1先执行， 此时 R1剩余 2 R2 剩余 1 R3剩余 0 ，而 P1 还需资源数 R1 5 、R2 3 、R3 1 ，不够分配，所以不可以。

如果是P2先执行，P2还需资源数是 R1 0 、R2 1、 R3 0, 可以执行，P2执行完后将其资源全部释放 ，系统剩余资源就为 R1 4 、R2 2、 R3 1

再继续往下执行P4 ,P4 还需资源数是 R1 0、 R2 0、R3 1 可以执行，P4执行之后将其资源释放，系统剩余资源 R1 5、R2 4、R3 1

依次类推，直到所有的进程都执行完。

储存管理 —— 页式存储

页式存储：把用户程序分成等分大小的页，把用户程序分成4K一个块的区，每一个4K的块称为一个页，把内存当中的存储区也分成4K一个，程序运行时，要运行哪些块就把哪些块调入，哪些页调入，此时就需要有一个表记录页跟块之间的关系，就是页表。

页面大小为4k 为2的12次方，所以逻辑地址的后12位是页内地址，前4位是页号，题中逻辑地址为十六进制5A29H ，所以A29是页内地址 5是页号

储存管理——段式储存

储存管理——段页式储存

页面置换算法

• 最优（0ptimal,OPT)算法
• 随机(RAND)算法
• 先进先出（FIFO）算法:有可能产生“抖动”。例如,432143543215序列,用3个页面,比4个缺页要少
• 最近最少使用(LRU)算法:不会“抖动”

-> 访问第一个程序页为编号为4的程序页 产生缺页，(内存里面没有即为缺页)

-> 内存中没有该程序页，调入编号为4的程序页 缺页

-> 然后调入编号为3的程序页 缺页

-> 再调入2号程序页 缺页

-> 到1号的时候，此时程序页已满，按照先进先出原则，4号页出，1号页进，淘汰4号页

-> 再到4号页, 3号页出，4号页进

依次类推

当到达该位置时，内存中有4号，不会产生缺页中断 。

由图可得共有9次缺页中断

最佳适应算法与新进新出的区别是，最久未访问的一个先被淘汰

如上图最开始三个内存中都没有，一定发生缺页，被调入内存，我们从第四个程序页开始看，

FIFO算法中考虑谁先进谁先淘汰，5号是最先进的，先被淘汰

LRU算法中考虑谁最久没被访问过，5号是最久未访问的，先被淘汰

再往下 0号 内存中有，命中，不产生缺页

再往下是3 此时FIFO算法中，最先进的应该是0，所以淘汰0

而LRU算法中，最久没被访问的应该是1 (0刚才被访问过) 所以淘汰1

没有使用快表说明每读一次需要访问两次内存，先查表，再读块，6个块共12次访问内存

1023单元是一页的最后一个单元(一页单元 0 - 1023) 一单元 8字节，只存了一半，另一半存在下一页开头的位置，跨两个页就会产生两次缺页中断，对于指令而言不会产生缺页中断，而数据类型A和B，跨两个页面分别产生两次缺页中断，所以总共缺页中断5次

文件管理 —— 索引文件结构

索引节点一般13位，题上如果给按题上来

上图，前10个节点为直接索引，每个索引指向一个物理盘块 一个物理盘块 4k，所以总容量 10 * 4k = 40k

10号节点是一级间接索引，假设一个索引占四字节，那么10号盘块可存放1024个索引，每个索引又指向4K的物理盘块，所以总容量 1024 * 4 K

11号节点时二级间接索引，假设一个地址占四字节，存1024个地址，而每个地址再存1024个地址，所以总容量 1024 * 1024 * 4k

三级索引同理。

间接的级别越高，访问效率越低

前五个用直接地址索引，可放块0-4 ，第五个存在一级间接索引：58的位置，一个块1K，每个地址项4字节，所以一个块可以存256个地址，那么逻辑号为256的块正好存在91的间接索引第一个位置，即187号。

101号在i-addr[7]的位置，为二级地址索引表

文件和树形目录结构

空闲存储空间管理

文件管理 — 例题

（4195 + 1）/ 32 = 131.125 放在第132号位置

131 * 32 = 4192 从0开始编号 0 - 4191 已经分配过

一个字位置编号从0开始，0号位置放 4192 依次类推，所以3号位置放4195

0号位放4192 ，1号位

设备管理——数据传输控制方式

微内核操作系统

数据库系统

三级模式 —— 两级映射

• 物理数据库：存放数据文件
• 内模式 如何存储数据 主要关注点：数据的存放 （物理级数据库）
• 概念模式：用数据库时表这个级别，把数据 分成了若干张表 （概念级数据库）
• 外模式：对应数据库里面的视图：例如在概念模式里用户信息的表，有很多信息，我们在登录的时候只需要账号密码，我们就只调用这两个属性，不展示其他属性，这增加了安全性和灵活性 （用户级数据库）
• 外模式-概念模式映射：表通过相应的操作变成视图，这种映射关系就称为概念模式-内模式映射
• 概念模式-内模式映射：内部的存储形式和表之间的映射关系。

数据库设计

需求分析有 数据流图、数据字典、需求说明书这些产物（严格来讲这步属于需求分析阶段）

数据库设计严格来说应该从概念结构设计开始，主要表达形式是ER模型（看实体有哪些属性，实体之间有哪些关系）

逻辑结构设计：ER模型转成关系模式（用文字表达的形式） 涉及到转换规则和规范化理论

物理设计：将不同数据库的特性融入进来，形成物理层次的设计

ER模型

结构冲突：老师既代表一个属性，又代表一个表，抽象级别不一样

ER模型转关系模式

多对多转关系模式必须联系必须是一个实体，多对多对多，中间联系用一个就可以了。

关系代数

并：两个集合内容并在一起，两个集合都有的数据只显示一次

交：公共部分找出来，形成新的关系

差：如S1 - S2 结果集是 S1中有，S2中没有的 （S1 去掉 S1 S2的公共部分）

笛卡尔积：S1 X S2将两个集合的所有属性列出来，S1的一条记录要跟S2的所有记录做一次映射,其记录数就等于 S1的记录数 * S2的记录数 如下图：

投影：相当于选择列

选择：相当于选择匹配的记录（选的是行）

连接操作：S1 和 S2 都有的属性选择一个 ，匹配的数据相合并

规范化理论——函数依赖

根据学号能确定姓名，就是函数依赖。

部分函数依赖：（学号，课程号）->姓名 学号 -> 姓名 主键的一部分可以确定某一属性就是部分函数依赖

传递函数依赖：A能确定B，B能确定C，那么A能确定C（B不能确定A）

规范化理论 — 价值与用途

规范化理论——键

规范化理沦——求候选键

规范化理论——范式

非主属性：非候选关键字的属性

部分依赖：通过AB能得出C，通过A也能得出C，通过B也能得出C，那么说C部分依赖于AB。

传递依赖：通过A得到B，通过B得到C，但是C得不到B，B得不到A，那么成C传递依赖于A

第一范式：每个属性都是不可再分的数据项

第二范式 ：第一范式 消除非主属性对候选键的部分依赖后为第二范式

第三范式：第二范式 消除非主属性对候选键的传递依赖 后为第三范式

BC范式：第三范式 消除主属性对候选键的传递依赖后为BC范式

第一范式

第二范式

数据冗余：CREDIT产生数据冗余，一个课程的学分都一样。

更新异常：更新课程学分的时候如果只更新了一部分数据会产生异常

插入异常：新增一个课程的时候，没有学号不能插入

删除异常：删除学生的时候，课程的学分也会被清除掉

第三范式

候选键是单属性不可能存在部分函数依赖

BC范式

候选键 ST、SJ 无非主属性，所以直接可以判断其满足第三范式

BC范式：每个依赖的决定因素必须是候选键

上图依赖有：SJ -> T, T -> J,SJ 和 J 是决定性因素，J不是候选键，所以不满足BC范式

规范化理论——例题

选 C、D、A

主属性是部门号，不存在非主属性对其的部分函数依赖，只剩下传递函数依赖

规范化理论——模式分解

表格法计算

公式计算

并发控制

原子性：把事物看做原子值，不能再拆分

一致性：在事物事物执行前后执行后保持一致状态，类似能量守恒

隔离性：事物与事物之间是独立进行的，隔离的

持续性：事物执行之后他的结果影响是持续的。

并发控制——存在的问题示例

丢失更新：一个进程更新一个数后，另一个进程也更新该数，覆盖了第一个进程更新的结果。

不可重复读：相同的值读第二次时结果不一样

读脏数据：读取的是临时值，后期还会复原，T2在T1 A 复原之前已经读取

并发控制 ——封锁协议

S 锁是写锁，S锁加上后还能加X锁

X锁是读锁，不能在其上加任何锁

数据完整性约束

数据库安全

数据备份

• 完全备份:备份所有数据
• 差量备份:仅备份上一次完全备份之后变化的数据
• 增量备份:备份上一次备份之后变化的数据

(1）静态海量转储∶在系统中无运行事务时进行，每次转储全部数据库。

(2）静态增量转储:在系统中无运行事务时进行，每次只转储上一次转储后更新过的数据。

(3）动态海量转储∶转储期间允许对数据库进行存取或修改，每次转储全部数据库。

(4）动态增量转储∶转储期间允许对数据库进行存取或修改，每次只转储上一次转储后更新过的数据。

数据库故障与恢复

分布式数据库

分布式数据库——概念

数据库优化

数据仓库与数据挖掘

数据挖掘方法分类

联邦数据库

NoSQL

反规范化

大数据

计算机网络

七层模型

​

网桥是2层设备 局域网可以透过2层传输，而路由器是三层设备，不能透过三层设备传输 P和S之间不能通信

网络击技术标准与协议

ICMP：成为因特网的控制协议

ARP：地址解析 RARP：反向地址解析

TCP：可靠的连接 ，连接时需要验证，三次握手

UDP：不可靠的连接，没有验证反馈的过程

SNMP：简单网络管理协议

应用层中间：既可以用Tcp实现也可以用UDP实现

Samba 可以跨平台

DHCP协议

162.254.X.X 0.0.0.0 DHCP 没有连接上

DNS 协议

网络规划与设计

​

逻辑网络设计

网络规划设计 —— 分层设计

无线网

网络接入技术

网络存储技术——分类

NAS数据请求在某些时刻非常繁忙

SAN 存储网络和业务网络分开，存储网络使用光纤 速度快 缺点是成本高

IPSAN SAN的折中 成本低

网络储存技术——Raid

Raid0+1利用率也只有50%

IPV6

物联网

物联网关键技术

二维码

传感网

物联网关键技术 （M2M）

云计算

信息与信息化战略与实施

信息与信息化的概念

信息系统的类型

信息系统战略规划 —— 方法

政府信息化与电子政务

企业资源计划（ERP）

客户关系管理(CRM)

供应链管理（SCM）

商业智能（BI）

电子数据交换（EDI）

企业应用集成

电子商务

O2O

国家电子商务标准体系

信息系统开发方法

软件工程

瀑布模型

瀑布模型：需求很多时候不明确，需要回到需求阶段然后再走下面的阶段，浪费大量时间

适用于：需求明确 和 二次开发

原型模式

构造一个简易系统，然后后期不断调整。（往往应用于修分析阶段）

螺旋模型

特征一：多个模型融合，如果有需求不明确的项目考试的时候选原型

V 模型

强调测试的模型 ，强调要及早的进行测试，测试贯穿开发的始终

喷泉模型

面向对象模型

快速开发模型

快速的构建应用系统

构建组装模型

统一过程

特点：

• 用例驱动
• 以架构为中心
• 有迭代和增量的特点

敏捷开发方法

做小型项目可以

逆向工程

面向对象程序设计

UML类图

需求的分类与需求获取

数据流图

ER图

设计原则

设计模式的概念

设计模式分类

创建型模式：用于创建对象的模式

结构型模式：处理类或对象的组合问题。

行为型模式主要描述：类或者对象交互的情况

创建型模式

结构型模式

行为模式

系统设计

业务流程重组

业务流程管理

人机界面设计

结构设计 — 基本原则

结构化设计 — 内聚和耦合

软件测试

测试原则与类型

动态测试：用到计算机的测试

静态测试：纯手工没有用到计算机

测试用例设计

黑盒测试：不知道内部结构，只知道模块的功能，输入和输出结构。

白盒测试：知道内部结构，按照程序的设计进行测试2

测试阶段

面向对象测试

测试管理

软件调试

系统运行与维护

软件过程改进

范围管理

时间管理

三点估算法：最可能时间 * 4 + 其他 / 6

单代号网络图

双代号网络图

自由时差

甘特图

项目管理

成本管理

1. 成本估算

   1. 自定向下的估算
   2. 自底向上的估算
   3. 差别估算法

2. 成本预算

   1. 直接成本与间接成本
   2. 管理储备
   3. 零基准预算

3. 成本控制

   1. 挣值分析

整值管理

AC 目前项目已经花掉的钱

ETC 如果还按计划走 BAC - EV (非典型偏差使用该公式)

​ 如果按之前的偏差来 (BAC - EV)/CPI （典型偏差使用该公式）

挣值曲线

质量管理

质量保证和质量控制

质量保证：系统的质量审计和过程分析

质量监控：监控具体的结果

质量工具

项目管理三角形

软件配置管理 —— 配置项

软件配置管理 —— 配置库

软件配置管理——变更控制

软件配置管理——版本控制

风险管理——风险的概念

风险的分类

风险曝光度

项目管理工具

软件架构设计

软件架构的概念

软件架构风格

数据流风格

调用/返回风格

独立构件风格

虚拟机风格

仓库风格

典型代表：数据库系统

C/S 架构

三层B/S架构

混合架构风格

富互联网

基于服务的架构 （SOA）

注册中心相当于一个列表，存储什么地方有什么服务可供请求者调用

SOA的实现方式——ESB

软件架构评估

要求页面响应时间多少ms 是性能

软件架构评估方法

ATAM

SAAM

软件产品线 —— 基本概念

双生命周期模型

过程模型

三生命周期模型

组织结构

产品线——建立方式

中间件技术

远程过程调用也属于中间件

J2EE 分层式多层应用程序

典型应用框架 —— .NET

.NET 和 javaEE 对比

mvc设计模式

MVP 设计模式

系统安全分析与设计

信息系统安全属性

对称加密技术

缺点：

1. 秘钥长度短
2. 秘钥分发困难

非对称加密

每个人有自己的公钥，每个人也有自己的私钥，公钥可以随意传递，私钥不能传给任何人。用甲的公钥加密只能用甲的私钥解密，甲的私钥加密，只能用甲的公钥来解，（公钥加密，私钥解密）

缺陷：加密速度慢，不适合加密大数据量数据

用对称方式加密大内容传输，用非对称方式加密秘钥，进行秘钥分发

信息摘要

单向Hash函数 不能将加密信息恢复成明文

为了确保信息完整性，发送过程中信息不会被篡改，发送消息时将消息和摘要同时传过去，接收方接到消息后生成摘要，然后对比传过来的摘要看是否一致。但如果摘要被截了呢？这就需要用到数字签名技术

数字签名

A向B发消息如何确认是A所发的消息？

A将正文加密产生摘要，摘要用私钥加密，发送给B，B用A的公钥解密，如果能解开证明是A发送的消息，然后B用正文生成的摘要对比A的摘要，如果匹配，则验证成功

A用私钥加密的过程称为数字签名，B用A的公钥解密的过程称为验证签名

数字信封与PGP

PKI 公钥体系

信息系统安全保障层次

安全审计与安全系统设计原则

各个网络层次的安全保障

网络威胁与攻击

ARP 和 DOS都破坏了系统的可用性，合法的用户无法合法的获取资源

业务流分析与窃听的区别，业务流对系统长期进行监听，并进行分析研究，发现有价值的信息和规律、

DoS与 DDoS

防火墙

网络安全——入侵检测

计算机病毒与木马

系统故障模型

可靠性指标

可靠性 和可用性

系统可靠性分析——串联系统与并联系统

模冗余系统与混合系统

系统容错

概念与分类

冗余系统

软件容错 —— N版本程序设计

软件容错——回复块方法

防卫式程序设计

双机容错

集群技术

负载均衡

法律法规

保护期限

知识产权人的确定

侵权判定

标准的分类

数字与经济管理

网络与最大流量

如果没有箭头需要加上箭头

第 0 个图，从1到6 有路径 1

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