计算机与网络

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
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
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
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。

4.计算机网络