軟件設(shè)計(jì)師個(gè)人筆記pdf

1、無(wú)論天上掉下來(lái)的是什么，生命總是美麗的~123軟件設(shè)計(jì)師筆記軟件設(shè)計(jì)師筆記（中級(jí)中級(jí)）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)知識(shí)馮式結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)：存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的等價(jià)關(guān)系，一般來(lái)講，左移相當(dāng)于乘2，右移相當(dāng)于除2，但注意符號(hào)位。被操作數(shù)的最高位移入“進(jìn)位”位，其余所有位接收其相鄰位低位值，最低位移入0的操作是邏輯左移指令。被操作數(shù)的最高保持不變，其余所有位接收其相鄰高位值，最低位移到“進(jìn)位”位中的操作是除

2、2運(yùn)算指令。在程序執(zhí)行過(guò)程中改變程序計(jì)數(shù)器順序讀出指令的指令屬于轉(zhuǎn)移指令。所謂尋址就是尋找操作數(shù)的地址，操作數(shù)所處的位置，可以決定指令的尋址方式。操作數(shù)包含在指令中，尋址方式為立即尋址操作數(shù)在寄存器中，尋址方式為寄存器尋址；操作數(shù)的地址在寄存器中，尋址方式為寄存器間接尋址。相對(duì)尋址方式的實(shí)際地址是程序計(jì)數(shù)器的內(nèi)容加上指令中形式地址值，得到需要的地址。特權(quán)指令是計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)的基本指令，是由系統(tǒng)執(zhí)行的，主要用于系統(tǒng)資源的分配和管理。中央

3、處理器(CPU，CentrolProcessingUnit)由寄存器組、算術(shù)邏輯單元ALU和控制單元CU這三部分組成。CPU的功能包括：(1)讀取指令(2)解釋指令(3)讀取數(shù)據(jù)(4)處理數(shù)據(jù)(5)保存數(shù)據(jù).計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)系統(tǒng)是用來(lái)保存數(shù)據(jù)和程序的，對(duì)存儲(chǔ)器的最基本的要求就是存儲(chǔ)容量要大、存取速度快、成本價(jià)格低。主存儲(chǔ)器是指能由CPU直接編程訪問(wèn)的存儲(chǔ)器，它通常位于所謂主機(jī)的范疇，常稱為內(nèi)存。如果內(nèi)存的地址為n位，則容量為2的n次方。輔

4、助存儲(chǔ)器的種類很多，主要有隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可編程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、電可擦除PROM(EEPROM)、閃速存儲(chǔ)器(FlashMemy)。信息的存取方式影響到存儲(chǔ)信息的組織，常用的有四種：(1)順序存取，存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)是以記錄的形式進(jìn)行組織，對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)必須按特定的線性順序進(jìn)行。磁帶存儲(chǔ)器就是順序存取。(2)直接存取，共享讀寫(xiě)裝置，可以直接移動(dòng)到目的數(shù)據(jù)塊所在位置進(jìn)行訪問(wèn)。因此存取時(shí)

5、間也是可變的。磁盤(pán)存儲(chǔ)器采用的就是直接存儲(chǔ)。(3)隨機(jī)存取，系統(tǒng)可以在相同的時(shí)間內(nèi)對(duì)任意一個(gè)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，而與先前的訪問(wèn)序列無(wú)關(guān)。主存儲(chǔ)器采用的是這種方式。(4)相聯(lián)存取，也是一種隨機(jī)存取形式，但是選擇某一單元進(jìn)行讀寫(xiě)是取決于其內(nèi)容而不是其地址。相聯(lián)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)方式最重要的特征是按照存儲(chǔ)器中的單元內(nèi)容訪問(wèn)，而不是按照地址訪問(wèn)。高速緩存(Cache)用來(lái)存放當(dāng)前最活躍的程序和數(shù)據(jù)。Cache位于主存與CPU之間，解決主存與CPU

6、速度匹配問(wèn)題。其功能全部由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，用于提高CPU的數(shù)據(jù)IO效率，對(duì)程序員和系統(tǒng)程序員都是透明的。Cache容量小但速度快，它在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)體系中是訪問(wèn)速度最快的層次。一般在幾KB到幾MB之間，速度比一般主存快5到10倍。Cache由兩部分組成：控制部分和Cache存儲(chǔ)器部分。Cache中常見(jiàn)的映射方法有三種：直接映射，即一對(duì)一；全相聯(lián)映射，即多對(duì)多；組相聯(lián)映射，將塊劃分成組，主存中的一組與Cache相對(duì)應(yīng)。替換算法的目標(biāo)是使Cach

7、e獲得最高的命中率。常用算法有：隨機(jī)替換算法、先進(jìn)先出算法、近期最少使用算法、優(yōu)化替換算法。為了保證Cache中的數(shù)據(jù)與無(wú)論天上掉下來(lái)的是什么，生命總是美麗的~323數(shù)。對(duì)指令而言，就是單位時(shí)間里執(zhí)行的指令數(shù)。如果流水線的子過(guò)程所用時(shí)間不一樣長(zhǎng)，則吞吐率P應(yīng)為最長(zhǎng)子過(guò)程的倒數(shù)。利用并行處理技術(shù)可以縮短計(jì)算機(jī)的處理時(shí)間，所謂并行性是指在同一時(shí)間完成兩種或兩種以上的工作?？梢圆捎枚喾N措施來(lái)提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的并行性，它們可分成三類，即資源重復(fù)、

8、資源共享和時(shí)間重疊。提供專門(mén)用途的一類并行處理機(jī)(亦稱陣列處理機(jī))以SIMD方式工作，它適用于大量調(diào)整向量或矩陣運(yùn)算。多處理機(jī)屬于MIMD系統(tǒng)，是目前較高性能計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，它的并行性任務(wù)需要專門(mén)的指令來(lái)表示程序中它們的并發(fā)關(guān)系并控制它們并發(fā)執(zhí)行。精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)(RISC)，簡(jiǎn)化了CPU的控制器，同時(shí)提高了處理速度，其特點(diǎn)如下：指令種類少，一般只有十幾條幾十條簡(jiǎn)單指令；指令長(zhǎng)度固定，指令格式少，這使指令譯碼更加簡(jiǎn)單；尋址方式少；設(shè)置最少

9、的訪問(wèn)指令，訪問(wèn)內(nèi)存比較花時(shí)間，應(yīng)盡量少用；在CPU內(nèi)部設(shè)置大量的寄存器，使大多數(shù)操作在速度很快的CPU內(nèi)部進(jìn)行；非常適合流水線操作，由于指令簡(jiǎn)單，并行執(zhí)行就更容易實(shí)現(xiàn)。為了大幅度提高處理器的速度，當(dāng)前處理器中采用了指令及并行處理技術(shù)，如超標(biāo)量，它是指采用多個(gè)處理部件，多條流水線并行執(zhí)行。流水線組織是實(shí)現(xiàn)指令并行的基本技術(shù)，影響流水線連續(xù)流動(dòng)的因素有數(shù)據(jù)相關(guān)性、轉(zhuǎn)移相關(guān)性、功能部件沖突和中斷系統(tǒng)。要發(fā)揮流水線的效率，還必須重點(diǎn)改進(jìn)編譯系

10、統(tǒng)。在RISC設(shè)計(jì)中，對(duì)轉(zhuǎn)移相關(guān)性一般采用延遲轉(zhuǎn)移方法解決。當(dāng)前流行的中間件平臺(tái)有3種：CBA、J2EE和DNA2000存儲(chǔ)器的分區(qū)管理，按分區(qū)方式不同分為固定分區(qū)、可變分區(qū)和可重定位分區(qū)。固定分區(qū)是一種靜態(tài)的分區(qū)方式，在系統(tǒng)中已經(jīng)將主存劃分為若干個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)的大小可不等。但是存在一個(gè)問(wèn)題：分區(qū)固定而作業(yè)大小不固定，導(dǎo)致系統(tǒng)中碎片過(guò)多?？勺兎謪^(qū)是一種動(dòng)態(tài)分區(qū)方式，分區(qū)大小可變，可隨著作業(yè)的大小改變?？芍囟ㄎ环謪^(qū)是可以有效的解決碎片問(wèn)

11、題的簡(jiǎn)單方法，好處就是可以移動(dòng)已有的分區(qū)使之靠攏，得到連續(xù)的區(qū)域。最佳適應(yīng)算法是每次都找到一個(gè)與用戶請(qǐng)求的最接近的分區(qū)分配給用戶；最差適應(yīng)算法總是將用戶的作業(yè)裝到系統(tǒng)當(dāng)前的最大分區(qū)中；首次適應(yīng)算法是系統(tǒng)每次都從主存的低地址空間開(kāi)始尋找能裝用戶作業(yè)的空閑分區(qū)；循環(huán)首次適應(yīng)算法每次都從剛分配的空閑分區(qū)開(kāi)始，尋找一個(gè)能滿足用戶需求的空閑分區(qū)。RAID存儲(chǔ)器(廉價(jià)冗余磁盤(pán)陣列，RedundantArraysofInexpensiveDisks)

12、是一種經(jīng)濟(jì)的磁盤(pán)冗余陣列，采用智能控制器和多磁盤(pán)控制器以提高數(shù)據(jù)傳輸率。RAID的基本思想是用多個(gè)小的磁盤(pán)存儲(chǔ)器，通過(guò)合理的分布數(shù)據(jù)，支持多個(gè)磁盤(pán)同時(shí)進(jìn)行訪問(wèn)，從而改善磁盤(pán)存儲(chǔ)器的性能。目前，RAID分六級(jí)：RAID0無(wú)冗余和無(wú)校驗(yàn)的數(shù)據(jù)分塊，具有最高的IO性能和最高的磁盤(pán)空間利用率，但系統(tǒng)的故障率高。RAID1磁盤(pán)鏡像陣列，由磁盤(pán)對(duì)組成，每一個(gè)工作盤(pán)都有其對(duì)應(yīng)的鏡像盤(pán)，磁盤(pán)利用率只有50%具有最高的安全性。RAID2采用糾錯(cuò)漢明碼的磁