软考-数据库系统工程师（学习笔记）_数据库系统工程师王亚平资源-CSDN文库

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5星 · 超过95%的资源需积分: 49 48 浏览量 2018-12-14 11:42:15 上传评论 126 收藏 6.73MB DOCX 举报

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软考-数据库系统工程师

第1章计算机系统知识

计算机系统基础知识

硬件及组成

一、计算机的组成

计算机硬件由 5 大件组成：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备

(1) 运算器（ALU）：

也称算术逻辑单元，对数据进行算术运算和逻辑运算

加法器（累加器）：

专门存放算术或逻辑运算的操作数和运算结果的寄存器。 

程序状态寄存器 PSW：

用来存放两类信息：一类是体现当前指令执行结果的各种状态信息，如有无进位（ CY 位），有无溢出

（OV 位），结果正负（SF 位），结果是否为零（ZF 位），奇偶标志位（P 位）等；另一类是存放控制信息，如允

许中断(IF 位)，跟踪标志（TF 位）等

(2) 控制器

是分析和执行指令的部件

指令寄存器

用于保存当前正在执行的指令

指令译码器

分析当前指令的操作码是要做什么

程序计数器

存放下一条指令的地址

定时与控制电路

堆栈和堆栈指针

五、奇偶校验

串口通信中使用奇偶校验作为数据校验的方法

使用一位奇偶校验的方法能够检测出 1 位错误，但无法判断是哪一位出错。

当发生两位同时出错的情况时，奇偶校验也无法检测出来。所以奇偶校验常用于对少量数据的校验，如 1

个字节。

1.奇校验：

被传输的有效数据中“1”的个数是奇数个，校验位填“0”，否则填“1”

2.偶校验：

被传输的有效数据中“1”的个数是偶数个，校验位填“0”，否则填“1”。

XOR（异或运算）是一种偶校验

六、海明码

海明码是奇偶校验的一种扩充。和奇偶校验的不同之处在于海明码采用多位校验码的方式，在这些多个校

验位中的每一位都对不同的信息数据位进行奇偶校验，通过合理地安排每个校验位对原始数据进行校验的位组合，可

以达到发现错误、纠正错误的目的（当出现两位错误时，海明码能够查错，但无法纠错）。

海明码可以发现“<=码距-1”位的错误；可以纠正“<码距/2”位的错误，因此，如果要能够纠正 n 位错误，

所需最小的码距应该的 2n-1

海明码的原理

在数据中间加入几个校验码，码距均匀拉大，当某一位出错，会引起几个校验位的值发生变化

海明不等式

校验码个数为 k，可以表示 2

个信息，1 个信息用来表示“没有错误”，其余 2

-1 个表示数据中存在错误，

如果满足 2

-1>=m+k（m 为数据长度，m+k 为编码后的数据编码总长度），则在理论上 k 个校验码就可以判断是

哪一位（包括信息码和校验码）出现了问题

海明码的编码规则

校验位依次放在第 2

（i=0,1,2,3…）位，其余位置为信息位。

r1 r0

7 6 5 4 3 2 1

上表 4 个信息位 k0,k1,k2,k3，3 个校验位 r0,r1,r2

第 i 个信息位的位数为参与校验它的校验位的位数之和。如上例 7＝4+2+1；6＝4+2；5＝4+1；3＝

2+1

从上式可得，k3 要参与 r2，r1 和 r0 的生成，k2 参与 r2 和 r1 的生成，k1 参与 r2 和 r0 的生成，k0 参

与 r1 和 r0 的生成。则产生下列式子“⊕”符号为异或运算

r0=k3⊕k1⊕k0 k3⊕k1⊕k0⊕r0=0 B1⊕B3⊕B5⊕B7=0

r1=k3⊕k2⊕k0 k3⊕k1⊕k0⊕r1=0 B2⊕B3⊕B6⊕B7=0

r2=k3⊕k2⊕k1 k3⊕k2⊕k1⊕r2=0 B4⊕B5⊕B6⊕B7=0

若三个校验方程都成立，即方程式右边都等于 0，则说明没有出错。若不成立，即方程式右边不等于 0，

说明有……

从三个方程式右边的值，可以判断哪一位出错。出错位置为从下向上看相应的二进制数值，若三个程式右

边的值为 100（如下式），说明第 4 位出错。

B1⊕B3⊕B5⊕B7=0

B2⊕B3⊕B6⊕B7=0

B4⊕B5⊕B6⊕B7=1

七、循环冗余校验码

广泛地在网络通信及磁盘存储时采用

循环冗余校验码的纠错能力取决于 K 值（信息码长度）和 R 值（校验码长度），在实践中，K 值往往取得

非常大，远远大于 R 的值，提高了编码效率。在这种情况下，循环冗余校验就只能检错不能纠错。

一般来说，R 位生成多项式可检测出所有双错、奇数位错和突发错位小于或等于 R 的突发错误。

1.多项式

在循环冗余（CRC）码中，无一例外地要提到多项式的概念。

一个二进制数可以以一个多项式来表示。如 1011 表示为多项式 X

，如果把这里的 X 替换为 2，

这个多项式的值就是该数的值。从这个转换可以看出多项式最高幂次为 n，则转换为二进制数有 n+1 位

2.生成多项式

生成多项式是接受方和发送方的一个约定，也就是一个二进制数，在整个传输过程中，这个数始终保持不

变。

3.编码组成

编码的组成是由 K 位信息码，加上 R 位的校验码

4.校验码的生成

生成步骤：

（1）将 K 位数据 C（x）左移 R 位，给校验位留下空间，得到移位后的多项式为 C(x)*X

。

（2）将这移位后的信息多项式除以生成多项式，得到 R 位的余数多项式。

（3）将余数作为校验码嵌入信息位左移后的空间

例：信息位为 1010 0110，约定的生成多项式为 1110011 即 X

+X+1,则：

1010 0110 左移 5 位－〉1010 0110 0000 0

用 1010 0110 0000 0 和 11110011 进行模 2 运算（异或）

余 11000

即校验码 11000，所以 CRC 码是 1010 0110 11000

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内容反馈

亦清尘

2021-05-05

案例分析题的内容太少啊
yanzi0

2019-03-22

非常好的资料。详略得当，重点突出。去粗取精，去繁就简，方便记忆与备考
wxlang2

2019-12-13

不错挺详细的，感觉像任烁老师的课件
iLugo

2021-03-12

感谢大佬分享，很详细，很充分
佛--曰

2019-02-26

非常好的资料。详略得当，重点突出。去粗取精，去繁就简，方便记忆与备考。

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zhanliming8475

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