2015上半年软件设计师考点,难点

存储器:

  高级存储器容量一般较小,而低级存储器容量较大。

  寄存器:

    中央处理器的一部分,是有限存贮容量的高速存贮部件,可用来暂存指令、数据和地址。是CPU必须的

    是中央处理器内的组成部份。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件,它们可用来暂存指令、数据和位址。在中央处理器的控制部件中,包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)。在中央处理器的算术及逻辑部件中,包含的寄存器有累加器(ACC)。

  Cache缓存:

    为了弥补CPU与内存之间运算速度的差异而设置的的部件,并不是每个CPU都有(明显例子是奔腾和部分赛扬间差异)

    高速缓冲存储器,是位于CPU与主内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。由于CPU的速度远高于主内存,CPU直接从内存中存取数据要等待一定时间周期,Cache中保存着CPU刚用过或循环使用的一部分数据,当CPU再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用,这样就减少了CPU的等待时间,提高了系统的效率。Cache又分为一级Cache(L1 Cache)和二级Cache(L2 Cache),L1 Cache集成在CPU内部,L2 Cache早期一般是焊在主板上,现在也都集成在CPU内部,常见的容量有256KB或512KB L2 Cache。

  

  

补码

  正数的补码就是其本身

  负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1. (即在反码的基础上+1)

  

Cache:高速缓存

  

  1.直接映像:Cache中只能存放0--n块且每块只有一个(不可能存在两个块0),如果1区0块存进Cache中的0块了,那么其他区的0块就没办法往Cache中存入了。所以已知块号就能确定区号!固只需要比较区号是否相等即可!

  优点:地址映象方式简单,数据访问时,只需检查区号是否相等即可,因而可以得到比较快的访问速度,硬件设备简单。

  缺点:替换操作频繁,命中率比较低。

  这种方式的块冲突概率较高,当称序往返访问两个相互冲突的块中的数据时,Cache的命中率将急剧下降,因为这时即使Cache中有其他空闲块,也因为固定的地址映像关系而无法应用。

  

  2.全相连映像:主存与Cahce存储器均分成容量相同的块。允许主存中的任意一块可以调入Cache存储器中的任何一块空间中。

  优点:命中率比较高,Cache存储空间利用率高。

  缺点:访问相关存储器时,每次都要与全部内容比较,速度低,成本高,因而应用少。

  这种方式只有当Cache中的块全部装满后才会出现块冲突,所以块冲突的概率低,可达到很高的Cache命中率;但实现很复杂。

  

  3.组相联映像:是前面两种方式的折中,即将Cache中的块再分成组。规定组采用直接映像方式而块采用全相联方式。通过直接映像方式来决定组号,在组内再用全相联映像方式来决定Cache中的块号。

  优点:块的冲突概率比较低,块的利用率大幅度提高,块失效率明显降低。

  缺点:实现难度和造价要比直接映象方式高。

  判断块命中及替换算法上都要比全相联方式简单,块冲突的概率比直接映像的低,其命中率也介于直接映像和全相联映像方式之间。

  

存储管理

  页式存储:

    将一个进程的地址空间划分成若干个大小相等的区域,称为页。相应地,将主存空间划分成与页相同大小的若干个物理块。在为进程分配主存时,将进程中若干个页分别装入多个不相邻的块中。

    根据逻辑地址中的页号与页表长度寄存器对比,如果页号大于等于页表长度寄存器,则访问越界,产生越界中断。若未出现越界,则根据页表寄存器中的始址和页号计算页表项中的位置,得到该页的物理块号,装入物理地址寄存器中,页内地址不变

    优点:页表对程序员来说是透明的,地址变换快,调入操作简单;

    缺点:各页不是程序的独立模块,不便于实现程序和数据的保护。

  

  段式存储:

    作业的地址空间被划分成若干个段,每个段是一组完整的逻辑信息,如有主程序段,子程序段,数据段及堆栈段等,每个段都有自己的名字,都是从0开始编址的一段连续的地址空间,各段长度不等。

    优点:消除了内存零头,易于实现存储保护,便于程序动态装配;

    缺点:调入操作复杂,地址变换速度慢于页式存储管理。

    

  段页式存储:

    先将整个主存划分成大小相等的存储块,将用户程序按程序的逻辑关系分为若干个段,并为每个段赋予一个段名,再将每个段划分成若干页,以页为单位离散分配。

    缺点:

    1,段页式管理将段式和页式两种方式相结合,互相取长补短,充分发挥了它们的优点。

    2,段页式虚拟存储器管理方案具有空间浪费小,存储共享容易,存储保护容易,能动态连接的特点。

    3,但由于管理软件的增加,复杂性和开销也随之增加,需要的硬件及占用的内容也有所增加,使得执行速度大大下降。

       

  对比:

    

总线带宽计算

  时钟频率:“若干次周期每秒”

  总线宽度:该总线可同时传输数据的位数,好比是车道容许并排行走的车辆的数量

  总线带宽:这条总线在单位时间内可以传输的数据总量,它等于总线位宽与时钟频率的乘积。

  总线带宽=(总线位宽/8)*总线时钟

流水线技术

  不需要额外增加太多硬件的情况下,增加处理器吞吐量、提高处理器工作速度的一种常用的有效技术

  分类:运算流水线(各段与一个统一的时钟同步)、指令流水线(需要不断访存,所需时间不确定,难以用统一的时钟控制各段工作)

  特点:

  1.每个子过程称为“级”、“段”;“级”数称为流水线的“深度”

  2.需要有“通过时间、装入时间”,之后进入稳定状态

  3.不能缩短单个任务的相应时间,可以提高吞吐率

  4.受限于最慢流水线段的运行速度。所以,各个功能段所需时间应尽量相等

  5.适合于大量重复的处理过程

  6.多任务并行处理

  7.实现子过程的功能所需时间尽可能相等,避免因不等而产生处理的瓶颈,形成流水线的断流

  8.指令流不是顺序执行时,回事流水过程中断。再形成流水过程需“通过时间”。要提高效率

  最大吞吐率取决于流水线中最慢一段所需的时间,所以该段称为流水线的瓶颈

  消除瓶颈:细分瓶颈段;重复设置瓶颈段

  提高指令级并行的技术

  1.乱序执行:

    跳过相关的指令去执行后面不相关的指令,使指令的执行顺序不再按原程序的顺序进行

    要求指令调度算法必须保证程序的运行结果和按照顺序执行时的结果相同

    指任务从流水线流出的次序同流入流水线的次序不一样,也称为乱序流动或错序流动。性能会下降。

    工作原理:在发生数据相关时,要允许没有数据相关的后续指令进入相关指令所占用的功能段执行,并超越相关的指令继续往前流动

    相关:指令间存在的依赖关系。
    冒险:因相关引起的指令流水线异常现象

    使用乱序流动时会产生冒险

  2.寄存器重命名

  3.推测执行

  解决问题:

  1.访存冲突

  2.流水线相关处理:数相关、转移相关、中断处理

远程登录协议:

  1)  Telnet(Telecommunication Network Protocol):

  Telnet是通过客户端与服务器之间的选项协商机制,实现了提供特定功能的双方通信。

  2)Rlogin

  由于客户端进程和服务器进程已经事先知道了对方的操作系统类型,因此也就省去了选项协商机制。

  总的来说,它与telnet协议类似,不过内部实现要相对简单。

  3)SSH(Secure Shell)

  优点:(1)SSH是比较可靠的的远程登录和其他安全服务的协议,它采用了数据加密机制,能够防止DNS欺骗和IP欺骗。(2)所传输的数据是经过压缩的,因此相对来说加快了传输速度。

  SSH协议是建立在应用层和传输层上的安全协议,主要包括三个部分:(1)传输层协议内容,提供认证,数据的完整性检查等功能。(2)用户认证协议层,它运行在传输层上,主要实现了通信过程中的身份认证,认证方式包括口令认证,密钥认证等。(3)连接协议层,负责分配加密通道到逻辑通道上,运行在用户认证协议层上。

  扩展:

  ARP((Address Resolution Protocol)):地址解析协议,是根据IP地址获取物理地址的一个TCP/IP协议

  WEP(Wired Equivalent Privacy),有线等效保密(WEP)协议是对在两台设备间无线传输的数据进行加密的方式,用以防止非法用户窃听或侵入无线网络

网络安全

  1.物理安全:

    地震、火灾、设备损坏、电源故障、被盗

    设备冗余、线路冗余、数据备份

  2.传输安全:

    在传输线路上窃取数据

    VPN加密技术

  3.网络互连安全:

    Internet、系统内网络、系统外网络、内部局域网、拨号网络

    防火墙、物理隔离、AAA认证

  4.系统安全:

    操作系统的脆弱性、漏洞、错误配置

    漏洞扫描、入侵检测、病毒防护

  5.应用安全:

    应用软件、数据库、包括资源共享、Email、病毒

    认证、病毒防护、数据备份、灾难恢复

  6.管理安全:

    管理员权限、口令、错误操作、资源卵用、内部攻击、内部泄密

    认证、访问控制、授权

多媒体

  1.感觉媒体:

    人的感官能感觉到的

    声音、文字、图像、质地、气味、温度、压力……

  2.表示媒体:

    为了加工感觉媒体而构造出来的一种媒体

    各种数字化编码(人造媒体)、各种媒体文件

  3.展现媒体:

    感觉媒体与通信电信号进行转换的一类媒体。包括:输入展现媒体、输出展现媒体

    I/O工具与设备、音箱、显示器

  4.存储媒体:

    存放表示媒体的物理实体

    纸、唱片、录像带、录音带、胶片、内存

  5.传输媒体:

    将表示媒体从一处传送到另一处的物理传输介质

    通信电缆、光钎、电磁控件

软件工程

    

  

    

  

  

  

  

时间: 2024-08-14 08:25:53

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