计算机基础知识
计算机结构
DMA方式(Direct Memory Access)(成组数据传递方式)：是一种直接内存操作，CPU在收到总线请求后，会在当前的总线周期结束后，按DMA信号的优先级线后作出响应。
指令寄存器是CPU中的关键寄存器，其内容为正在执行的指令，其位数取决于指令字长。
累加寄存器AC:通用寄存器，为ALU提供一个工作区，用来暂存数据。
计算机体系结构分类——Flynn分类法
单指令流但数据流(SISD)
单处理器系统
单指令流多数据流(SIMD)
阵列处理机
多质量流单数据流(MISD)
多指令流多数据流(MIMD)
CISC和RISC
| 指令系统类型 | 指令 | 寻址方法 | 实现方式 | 其他 |
|---|---|---|---|---|
| CISC(复杂) | 数量多，使用频率差别大，可变长格式 | 支持多种 | 微程序控制技术（微码） | 研制周期长 |
| RISC（精简） | 数量少，使用频率解决。将复杂指令拆分未多个简单指令 | 支持方式少 | 增加了通用寄存器；硬布线控制为主；适合采用流水线 | 优化编译，有效支持高级语言 |
CISC系统中的指令可以对主存单元中的数据直接进行处理。典型的CISC通常都有指令能够直接对主存单元中的数据进行处理，其执行速度较慢。
I/O系统
I/O系统可以由五种不同的工作方法，分别是：
程序控制方法、程序查询方法、DMA工作方法、通道方式、I/O处理机。
程序查询方法：
采用用户程序直接控制主机与外部设备之间输入/输出操作。这种方法下的CPU和I/O设备使串行工作的。
通道控制方法：
在一定的硬件基础上利用软件的手段实现对I/O的控制和传送，更多地面对了CPU的接入，使主机和外设并行工作程度更高。
I/O处理机：
专门负责输入/输出的处理机。可以有独立的存储器、运算部件和指令控制部件。
流水线
流水线的执行时长
流水线周期：执行时间中最长的一段（取指、分析、执行）
流水线计算公式
理论公式
1条指令执行时间 + （指令条数-1） * 流水线周期
实践公式
(段数+指令数-1)*流水线周期 段数指执行指令的流程数(K)
流水线吞吐率计算
流水线的吞吐率是指在单位时间内流水线 所完成的任务数量 或输出的结果数量。
若各流水级需要的时间不同，则流水线必须选择各级中时间较大者为流水级的处理时间
流水线最大吞吐量
忽略指令建立所需要的时间
流水线加速比计算
加速比越高，使用流水线产生的效果越好
流水线的效率
每一个工作段耗时相似的流水线效率较高
层次化存储结构
Cache（高速缓存存储器）
在计算机的存储系统体系中，Cache是访问最快的层次（除寄存器）
使用Cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理
Cache存储器一般采用静态随机访问存储器(SRAM)技术，这种存储器的速度比动态RAM快，能够跟得上CPU的要求，弥合了CPU的主存之间的速度差距。
如果h代表CPU对Cache的访问命中率，t1表示Cache的周期时间，t2表示主存储器周期时间，设"Cache+主存储器“的系统平均周期为t3，则：
(1-h)又称失效率（未命中率）
Cache的地址映射:
常见的映射方法又直接映射、相联映射、组相联映射。
替换算法:
①随机替换算法
②先进先出替换算法
③近期最少使用算法
④优化替换算法
Cache的命中率必须提高，一般要达 90%以上
局部性原理
主存
磁盘结构和参数
一般使用磁道旋转一周所用的时间的一半作为平均等待时间。
位密度：沿磁道方向，单位长度存储二进制信息的个数。
道密度：沿磁道半径方向，磁盘
非格式化容量公式:
格式化容量公式:
数据传输效率公式:
总线
什么是总线
总线是连接各个部件的信息传输线，使各个部件共享的传输介质
总线的分类
总线分为内部总线、系统总线和通信总线。
系统总线又分为三类，数据总线，地址总线和控制总线。
差错控制
系统可靠性分析与设计
编程语言
Prolog(ProgramminginLogic) 是一种逻辑编程语言
Python、Java、C++ 都是面向对象点解释型计算机程序设计语言
Lisp 是一种函数式编程语言
常见的命名对象又：变量、函数、数据类型
操作系统知识
BIOS系统（基本输入输出系统）
BIOS(Basic Input Output System)，是一组固化到计算机内主板上的一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序，开机之后自检程序和系统自启动程序，它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。
PV操作
实现进程同步和互斥的常用方法，P操作和V操作是低级通信原语，在执行期间不可分割。
其中P操作表示申请一个资源，V操作表示释放一个资源。
P操作的定义： S:=S-1, 若S>=0，则执行P操作的进程继续执行；若S<0，则将该进程设为阻塞状态，并将其插入阻塞队列。
V操作的定义： S:=S+1，若S>0，则执行V操作的进程继续执行；若S<=0，则从阻塞状态唤醒一个进程，并将其插入就绪队列，然后执行V操作的进程继续。
周期
时钟周期
时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解，时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时间周期就是1/12 us)，是计算机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。
机器周期
在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
指令周期
指令周期是执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。指令不同，所需的机器周期数也不同。5
中断
计算运行过程中，遇到突发事件，要求CPU暂时停止正在运行的程序，转去为突发事件服务，服务完毕，再自动返回原程序继续执行。
中断时为了提高CPU的工作效率和处理随机发生的事件而设置的。为了保证中断处理完成后能够返回原程序继续执行，必须把中断前的程序断点，通用寄存器内容，程序内容字等保存起来，即保存现场 。等待中断处理完毕，再恢复中断时的断电和通用寄存器的内容等，即恢复现场，以便正确返回原程序继续运行。
数据库技术
数据库基本概念
分片透明
用户或应用程序不需要知道逻辑上访问的表具体是怎么分块存储的。
复制透明
采用复制技术的分布方法，用户不需要知道数据是复制到哪些节点，如何复制的。
位置透明
用户无须知道数据存放的物理位置。
逻辑透明
即局部数据模型透明，是指用户或应用程序无须知道局部场地使用的是哪种数据模型。
Armstrong公理
公理
设U 是关系模式R 的属性集，F 是R 上成立的只涉及U 中属性的函数依赖集。函数依赖的推理规则有以下三条：
自反律：若属性集Y 包含于属性集X，属性集X 包含于U，则X→Y 在R 上成立。(此处X→Y是平凡函数依赖)
增广律：若X→Y 在R 上成立，且属性集Z 包含于属性集U，则XZ→YZ 在R 上成立。
传递律：若X→Y 和 Y→Z在R 上成立，则X →Z 在R 上成立。
其他的所有函数依赖的推理规则可以使用这三条规则推导出。
公理的推论
合并规则：若X→Y，X→Z同时在R上成立，则X→YZ在R上也成立。
分解规则：若X→W在R上成立，且属性集Z包含于W，则X→Z在R上也成立。
伪传递规则：若X→Y在R上成立，且WY→Z，则XW→Z。
完整性约束
完整性约束包括：实体完整性约束、参照完整性约束和用户自定义完整性约束。
数据库规范化理论
数据库中的无损连接分解和是否保持函数依赖的判定
无损连接的判定:
1、若分解后的的关系模式是形如{U1，U2}，且
2、如果是两个以上{U1，U2，U3....}
计算机网络
网络互联设备
物理层
中继器：中继器只是简单的信号放大。
数据链路层
交换机
网络层
路由器
三层交换机
网络技术标准与协议
TCP/IP协议（重量级协议）
Internet，可扩展，可靠，应用最广，牺牲速度和效率
ICMP（因特网控制协议）ping控制 DHCP（动态IP地址分配）
ARP（地址解析） IP转MAC TFTP（小文件传输协议）
RARP（反向地址解析） MAC转IP SNMP（简单网络管理协议）
TCP（可靠的协议） 通信时建立连接
UDP（不可靠协议） 通信时不建立连接
POP3协议是适用于C/S结构的脱机模型的电子邮件协议。
SMTP协议是简单的邮件传输协议。
IMAP协议是由美国华盛顿大学所研发的一种邮件获取协议。
MIME协议可提供的安全电子邮件服务。
三次握手