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系统架构师考试重点总结
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2012-12-11
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个人总结的系统架构师考试复习重点,WORD版本的。
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1、 操作系统
操作系统类型:批处理操作系统(作业成批处理)、分时操作系统(分时间片技术)、
实时操作系统(即时响应、高可靠性)、网络操作系统(互操作性、协作处理)、分
布式操作系统。
操作系统功能:处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理。
操作系统结构:无序结构、层次结构(层次结构清晰,易于保证可靠性,便于维护移
植)、面向对象结构(系统资源看成对象,应用于网络,分布式系统)、对称多处理
结构(共享存储器)、微内核结构(公共部分抽象形成一个底层核心,精简了操作系
统核心功能、一些功能移到外存上)。
两种工作状态:用户态(一般应用程序)、核心态(内核模块操作)。
微内核技术优点:统一的接口、可伸缩性好、可移植性好、实时性好、安全可靠性高 、
支持分布式、适合嵌入式专用系统。
1.1 进程(处理机)管理
五态模型:执行、 活跃就绪、活跃阻塞、挂起就绪、挂起阻塞。
信号量与 PV 操作:P 操作(S=S-1,若 S<0,进程暂停执行,进入等待队列)。
V 操作(S=S+1,若 S<=0,唤醒等待队列中的一个进程)。
互斥操作:保护共享资源,S=1。
信号量初值通常表示资源的可用数。通常对于初始为 0 的信号量,会先做 V 操作。
在资源使用之前,将会使用 P 操作;在资源用完之后,将会使用 V 操作。在互斥访
问共享资源的时,P、V 操作成对出现。而在多个进程同步关系中,P、V 操作一定是
在两个进程中成对出现的。
前趋图:直接制约(横向的)、间接制约(斜向的)。
产生死锁 4 个必要条件:互斥条件、保持和等待条件、不剥夺条件、环路等待条件。
死锁的策略:预防、避免、检测、解除(剥夺方法)。
银行家算法:经典的死锁避免算法。当某个进程提出申请时,先判断该资源分配给该
进程会不会引起死锁。若不会,则进行分配,否则推迟分配。这样能保证至少一个进
程可以得到所需的全部资源而执行结束,结束之后归还资源到剩余资源,再满足其他
进程。
1.2 存储管理
虚拟存储:用外存来换取内存。逻辑地址(程序用的地址)到物理地址(实际内
存地址)的转换。
页式存储:划分长度相等的页,利用率高,内存碎片小,分配管理简单,需硬件
支持,系统开销大。
段式存储:分段。多道程序共享内存、便于存储器的保护,各段程序修改互不影
响,内存利用率低,内存碎片大。
段页式存储:空间浪费小、存储共享容易、存储容易保护。复杂性和开销增加。
页面置换算法
(1) 最优算法(OPT): 淘汰不用的或最远的、将来才用的页。理想算法。
(2) 随机算法(RAND): 随即淘汰,开销小,性能不稳定。
(3) 先进先出算法(FIFO):淘汰最早调入的页。
(4) 最近最久未使用算法(LRU): 淘汰当前时刻最近的一段时间内使用的
最少的页。
时间局部性:最近访问的存储位置,很可能在不久的将来还要访问。
空间局部性:访问了某个位置后,很可能也要访问其附近的位置。
1.3 文件管理
树形目录结构、位示图(0 被 1 表示空闲和占用)、索引文件(既适用于顺序存储,又
适用于随机存储,增加了开销。访问两次磁盘,一个是索引表,一个是物理块号,预先将
索引表调入内存,只需访问一次)
2. 数据库系统
三级模式:外模式(用户级数据库,面向具体的应用)、概念模式(描述数据库的逻辑
结构和特征)、内模式(物理级数据库,数据物理结构和存储方式的描述)。
两级独立性:物理独立性(数据的内模式或存储发生改变时,数据的逻辑结构不需要改
变,应用程序不需要改变。修改概念模式和内模式)、逻辑独立性(应用程序和数据库中
的逻辑结构是相对独立的,数据逻辑结构发生改变时,应用程序不需要改变。修改外模式
和概念模式)。
实体完整性:主键不能为空,并且不能重复。
参照完整性:外键所参照的主表必须有值。
用户定义完整性:针对某一具体数据库的约束条件,用于限制某字段值的取值范围。
触发器:系统内自动进行某些操作以消除违反完整性约束条件所引起的负面影响。具有
安全性保护功能。
主键只能有一个,候选键可以有多个。
图示法求候选键:找出入度为 0 的节点,遍历有向图,若能正常遍历图中所有节点,则
为候选键。若不能,则从中间环节找个节点,接着遍历。
范式:1NF(每个分量都是不可再分的数据项,非主属性对主码部分依赖)、 2NF(有
主键,每个非主属性完全依赖主键)、3NF(没有非主属性传递依赖)。
嵌套查询:在 WHERE 子句中包含另一个 SELECT 查询语句。子查询的 SELECT 语句
不能使用 ORDER BY 子句。由里向外处理,子查询的结果用于建立其父查询的查找条件。
视图:是从一个或多个基本表中导出的表,是一个虚表,只存储定义不存储数据,数据
仍在基本表中。
分布式数据库:将集中式数据库中的数据分布于网络上的多台计算机中。
数据分片:水平分片(按行分裂成多个子集,重构使用并操作)、垂直分片(按列分裂
成多个子集,重构使用连接运算)、混合分片。
数据分片应遵循准则:完整性(所有数据必须分配到各个片段中,不允许某些数据属于
全局关系但不属于任何片段)、重构性(分裂后各个片段可以重构原来的全局关系)、不
相交性(每个元组仅属于一个片段,不能再多个片段中重复出现。冗余 DDBS 除外)。
数据仓库:是一个面向主题的、集成的、相对稳定的、反映历史变化的数据集合,用
于支持管理决策。针对现有各业务系统的数据,进行抽取、清理、并有效集成、按照
主题进行组织。
数据仓库的开发与实施:业务需求分析(设定目标、明确需求,确定系统体系结构、
确定数据源、容量规划、技术评价)、逻辑模型设计、物理模型设计、数据抽取、清
洗、集成、装载、数据仓库管理、数据的分析、报表、查询等数据的表现、仓库性能
优化及发布。
数据仓库的实现方法:自顶向下方法(业务需求比较明确的)、自低向上方法(基于
技术的原型入手、可以快速实现,投资可以快速得到回报)。联合方法(企业有经验
丰富的设计师和拥有清楚业务需求固定的项目小组)。
数据仓库的存储技术:多介质存储设备、数据存储的控制、数据并行存储与管理、可
变长技术(变长数据的管理)、锁切换技术。
数据库设计:需求分析(数据字典和数据流图)、概念结构设计(实体关系图 ER 图)、
逻辑结构设计(关系规范化)、物理结构设计(形成能操作的数据库表)。
数据完整性:有效性、正确性、一致性。
3. 嵌入式系统设计
嵌入式系统的特点:系统专用性强(针对具体应用)、系统实时性强(限定时间内及时
做出响应)、软硬件依赖性高(软硬件必须协同设计)、处理器专用、多种技术紧密结合
系统透明性、系统资源受限。
嵌入式操作系统(EOS)的特点:系统内核小、专用性强、系统精简、高实时性、多任
务操作系统、需要开发环境和工具。
VxWorks(优先级任务调度,任务数量 256,内存管理,消息队列,共享内存、管道 )。
uClinux(无同优先级调度,任务数量 64、无内存管理单元,邮箱、消息队列)。
嵌入式系统分析与设计:需求分析、系统架构设计(实时性要求,采用的设计模型,是
否需要 EOS)、硬件子系统设计、软件子系统设计、 EOS 的选择(功能,配套开发工
具,可移植性,内存需求,附加软件包,实时性如何,灵活性)、编程语言的选择(低
级语言不通用,不好移植,不好维护,执行效率高;高级语言通用,移植性好,维护性
好,开销大)。
嵌入式低功耗设计:基于硬件的低功耗设计(动态功耗最高,板级电路低功耗设计,选
择低功耗处理器,总线低功耗设计,接口驱动电路的设计,分区分时供电技术)、基于
软件的低功耗设计(编译优化技术,软件与硬件协同设计,算法优化)。
存储系统:寄存器、Cache、内存(主存)、外存(磁盘、U 盘、光盘)。
寄存器:指令寄存器 IR(保存正在执行的指令)、程序计数器 PC(保存下一条指令的地
址)、程序状态寄存器 PSW(控制标志,系统标志)、累积寄存器 ALU(运算器)。
Cache 存储器的映射机制:直接映射、相联映射、组相联映射。
Cache 淘汰算法:平均命中率最高的是 LRU(最近最少使用)算法。
Cache 存储器的写操作:写直达(写 Cache 时,同时写主存)、写回(写 Cache 时不马
上写主存,而是等其淘汰时回写)、标记法。
磁盘调度算法:先来先服务 FCFS(平均寻道时间可能较长)、最短寻道时间优先
SSTF(每次寻道时间最短,但不能保证平均寻道时间最短)、扫描 SCAN(电梯算法,
由里向外到最外层,然后再由外向里)、循环扫描 CSCAN(由里向外到最外层之后,
然后直接到最里层,构成一个循环)。
数据串并转换:用接口中的移位寄存器。
按地址访问的存储器(随机存储器,顺序存储器和直接存储器)、按内容访问的存储器
(相联存储器)。
4、数据通信与计算机网络
OSI/RM 模型 7 层:物理层(二进制传输,中继器,集线器)、数据链路层(帧为
单位传输,网卡,网桥,交换机,PPTP,L2TP,SLIP,PPP)、网络层(分组传输和
路由,三层交换机,路由器,IP,ARP 地址解析协议,RARP 反向地址解析协议,
ICMP 控制报文协议,IGMP 组管理协议)、传输层(端到端连接,TCP,UDP)、会
话层(建立、管理会话)、表示层(数据格式表达,加密,压缩)、应用层。
TCP : 可 靠 的 、 面 向 连 接 的 传 输 控 制 协 议 , 可 靠 性 高
(Telnet,SMTP,FTP(21,20), HTTP,POP3)。
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资源评论
- fangta2014-01-18作为复习资料,覆盖面还不错......
- dupeiyuan2018-07-12资料是好资料,可惜没考过
fengxiguang
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