软件设计师笔记(软考中级)_已过

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上午题分值分布

章节	分值	备注
计算机概论	6
程序语言基础	6
数据结构	5-7
操作系统	6
软件工程基础	13
结构化开发	2-3	下午题固定出一题15分
面向对象技术	11	下午题3和5共30分
算法设计与分析	2-4	下午题4固定C语言算法题15分
数据库技术	6	下午题固定一题15分
网络和信息安全	9-11
标准化和知识产权	2
计算机专业英语	5	该题型固定最后5题

计算机系统基础

磁盘容量

硬盘容量分为非格式化容量和格式化容量

非格式化容量 = 面数*磁道数/面*内圆周长*最大位密度

格式化容量= 面数*磁道数/面 *扇区数/道*字节数/扇区

码制表示

原码：最高位为符号位，0为正，1为负其它为数值绝对值，正数的原码、反码、补码都一致

反码：正数和原码相同，除了符号位不变，其它位按位取反

补码: 在反码的基础上加1（二进制加法）

移码：移码在补码的基础上将符号位按位取反即可

案例: +45 -45的各个码制表示

十进制 +45 -45

二进制 101101 -101101

原码 00101101 10101101

反码 00101101 11010010

补码 00101101 11010011

移码 10101101 01010011

校验码：

奇偶校验码：

奇校验:整个校验码中1的个数为奇数个

偶校验:整个校验码中1的个数为偶数个，即通过校验码控制整个编码1的奇偶

当收方编码的1的奇偶性改变，则编码出现错误

海明校验码:

1、海明吗原理：在k位数据中增加r位校验位构成n +k位码字，每一个校验位对码字中的若干位进行奇偶校验

2、编码规律

当有r位校验码，k位数据位，则关系为 2^r – 1 ≥k + r

海明码计算

D、P在海明码中的位置

H12 H11 H10 H9 H8 H7 H6 H5 H4 H3 H2 H1

D7 D6 D5 D4 P4 D3 D2 D1 P3 D0 P2 P1

P值计算

P1 = D0⊕ D1⊕ D3⊕D4 ⊕D6

P2 = D0⊕ D2⊕ D3⊕D5 ⊕D6

P3 = D1⊕ D2⊕ D3⊕D7

P4 = D4⊕ D5⊕ D6⊕D7

检测错误

G1 = P1 ⊕ D0⊕ D1⊕ D3⊕D4 ⊕D6

G2 = p2 ⊕ p2

G3 = P3 ⊕ P3

G4 = P4 ⊕ P4

偶校验时G值全为零时数据无错误，奇检验时G值全为1时无错

循环冗余校验码：

发送方：根据生成多项式，对数据码+0000进行模2运算，将4位余数补充到4个0上。

接收方:根据收到的信息对生成多项式进行模2运算，如结果余数为0则正确CRC循环冗余校验码

模2运算，是CRC的核心部分，其本质就是异或运算，不进位不借位

模2加法、减法：异为1，同为0

模2乘法:1X1=1，其余等于0

模2除法:足够位商为1，不足则为0，做异或运算，当余数小于除数时停止计算

循环冗余校验码计算:

一、生成循环冗余校验码步骤：

1.根据多项式（信息位）生成被除数，校验位信息位除数

2.根据多项式的最高阶数，在被除数后面补零

3.根据模2除法求得余数，将余数与上一步骤补零替换就生成了校验码

二、检验方式

将校验位信息除生成的校验码，能整除则无措，否则信息出错（即最后不会剩余数）

计算机系统

1.计算机系统采用总线结构对存储器和外设进行协调。总线种类分为数据总线、地址总线、控制总线；总线结构分为CPU总线、内容总线、IO总线

2.计算机系统中高速缓存一般用SRAM，内存一般用DRAM，外存一般采用磁存储器，通过不同存储设备组成分级存储体系，来解决速度、存储容量和成本之间的矛盾。

3.程序计数器、指令寄存器和指令译码器都是CPU中控制单元部件，加法器是算术逻辑运算单元的部件

4.计算内存地址存储容量

从地址A5000H到DCFFFH的存储容量

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F G

DCFFFH - A5000H = （D -A C-5 F-0 F-0 F-0 H-H ）+1 = 37FFFH + 1=38000

38000 转换10进制 = 3*16*16*16*16+ 8*16*16*16= 229376b = 229376 / 1024 = 224kb

5.RISC（精简指令系统）和CISC（复杂指令系统）指令的不同

• 在指令即的设计上，RISC指令格式和长度通常是固定不变的，且寻址方式少而简单；而CISC的指令长度是可变的，指令类型多
• RISC只有载入和存储指令可以访问存储器，数据处理指令只对寄存器的内容进行操作；CISC允许数据处理指令对存储器进行操作，对寄存器的要求相对不高

6.FLynn主要根据指令流和数据流来分类，分为以下四类：
单指令流但数据流机器(SISD)

SISD机器是一种传统的串行计算机，它的硬件不支持任何形式的并行计算，所有的指令都是串行执行

单指令流，多数据流机器（SIMD）

SIMD是采用一个指令流出来多个数据流

MISD多指令单数据流机器，采用多个指令流来处理单个数据流，理论模型

MIMD多指令多数据流，同时可执行多个指令流

中央处理单元

1、CPU的组成

CPU主要有运算器、控制器、寄存器、和内部总线等构成。主要功能有指令控制、操作控制、时间控制和数据加工。

运算器

运算器由算术逻辑单元、累加寄存器、数据缓存寄存器、状态条件寄存器组成

算术逻辑单元（ALU）是负责处理数据，实现对数据的算术运算和逻辑运算。

累加寄存器（AC）是一个通用寄存器。功能是当运算器的算术逻辑单元执行运算时，提供一个工作区。

数据缓存寄存器（DR）在对内存储器进行读写操作时，用DR暂时存放由内存储器读写的一条指令或一个数据字，并将不同时间段内读写的数据隔离开。

状态条件寄存器（PSW）PSW保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码和内容

控制器

控制器控制CPU的工作，决定计算机运行工程的自动化

指令寄存器（IR），CPU执行一条指令是先把它从内存中读取到缓冲寄存器，然后再送入IR暂存，指令译码器根据IR的内容产生各种微操执行，控制其他组成不见运作，从而实现所需功能。

程序计数器（PC），PC具有寄存信息和计数两种功能，

地址寄存器（AR）保存当前CPU所访问的内存单元地址

指令译码器（ID）指令分为操作码和地址码两部分，分析和解释，识别指令操作后发出控制信号，控制各部件工作。

寄存器住

寄存器组可分为专用寄存器和通用寄存器。运算器和控制器为专用寄存器，其它由开发人员规定其用途

存储系统

存储器层次：CPU内部通用寄存器->Cache->主存储器->联机磁盘存储器->脱机光盘、磁盘存储器

存储器分类：

1、 按存储器所处位置分类

内存（主存）

外存（辅存，磁盘、磁带、光盘）

2、 按存储器的构成材料分类

磁存储器

半导体存储器

光存储器

3、 按存储器的工作方式分类

读/写存储器

只读存储器

4、 按访问方式分类

按地址访问

按内容访问：相联存储器

5、 按寻址方式分类

段页式存储管理系统的地址结构，计算

段号10位，210= 1024，最多可有1024个段，页号10位，210=1024,每个段最大允许1024页,页内地址12位,212=4096,即4K

CPU与外设之间的数据传送方式

1、直接程序控制方式

整个输入输出都是在CPU控制下完成

2、中断方式

利用中断机制，在IO系统与外设交换数据时，CPU无需等待，也不必查询IO状态

3、直接存储器存取方式

是存储器与IO设备之间直接传送数据

4、输入/输出处理机

一个专用处理机，用于完成主机的输入输出操作。

总线结构

总线分为：内部总线、系统总线、外部总线

系统总线

ISA、EISA、PCI

外部总线

RS-232-C、SCSI、USB

计算机可靠性计算

1、 串联系统

系统可靠性R= R1*R2*…Rn(串联的系统越多，可靠性越差

系统的失效率:r = r1+r2+…+rn

2、 并联系统

系统的可靠性：R=1-（1-R1）x（1-R2）x…x（1-Rn）
系统失效率：μ=1/（1/λx（1+1/2+1/3+…+1/n）

3、 模冗余系统

指令系统

指令 流水线

吞吐率计算公式：指令条数/流水线时间

流水线时间计算公式: 一条指令所需时间 + （指令条数 - 1）*时间最长的指令

一、寻址方式

1、立即寻址：操作数作为指令的一部分直接写在指令中，这种操作数称为立即数。

2、寄存器寻址：指令所要得操作数已存储在某寄存器中，或把目标操作数存入寄存器

3、直接寻址：指令所要的操作数存放在内存中，在指令中直接给出该操作数的有效地址

4、寄存器间接寻址：操作数存储器中，操作数的有效地址用SI、DI、BX和BP四个寄存器之一来指定

5、寄存器相对寻址：操作数在存储器中，其有效地址是一个基址寄存器或变址寄存器的内容和指令中的偏移量之和

6、基址和变址寻址方式：操作数在存储器中，其有效地址是一个基址和变址寄存器内容之和

7、相对基址和变址寻址：

二、CISC和RISC

CISC为复杂指令集计算机，复杂庞大的指令系统

RISC为精简指令集计算机，简化指令总数和指令功能，降低硬件设计的复杂度，使指令速度得到优化

三、指令的流水处理

1、顺序

2、重叠

3、流水

主存和Cache的地址映射关系

全相联映射方式时指主存中任一块都可以映射到Cache中任一块

程序设计语言

程序、设计语言的基本概念

一、低级语言和高级语言

1、低级语言

通常称为机器语言和汇编语言为低级语言。机器语言由01组成。

2、高级语言

高级语言是从人类的逻辑思维出发设计的，其抽象程度大大提高，需要编译成特定机器上的目标代码才能执行。

二、编译程序和解释程序

三、程序设计语言的定义

1、语法：由程序设计语言的基本符号组成程序中的各个语法成分的一组规则，由基本字符构成的符号书写规则称词法规则，由符号构成语法成分的规则称为语法规则。

2、语义：程序语言中按语法规则构成的各个语法成分的含义，可分为静态语义和动态语义。

3、语用：表示构成语言的各个记号和使用者的关系，涉及符号的来源、使用和影响

4、语境：理解和实现程序设计语言的环境，包括编译环境和运行环境

四、程序设计语言的分类

1、命令式程序语言：是基于动作的语言，有Fortran、Pascal、C语言

2、面向对象的程序设计语言：有C++、Java、Smalltalk

3、函数式程序设计语言：LISP

4、逻辑型程序设计语言：Prolog

语言处理程序基础

1、编译程序基本原理

（1）词法分析，识别程序中关键字、标识符等

（2）语法分析，在词法分析的基础上，将单词符号序列分解成各类语法单位，判断程序结构、形式 是否正确

（3）语义分析，审查源程序中是否存在语义错误

（4）中间代码生成，常用的中间代码有后缀式、三元式、四元式、树

（5）代码优化

（6）目标代码生成

文法和有限自动机

数据结构与算法

一、线性结构

1、线性表

顺序存储，线性表的顺序存储是用一组地址连续的存储单元依次存储线性表中的数据元素，从而使得逻辑关系相邻的两个元素在物理位置上也相邻

链式存储，线性表的链式存储指的是用节点来存储数据元素，节点的空间可以是不连续的，常见的链式结构有：双向链表、单向链表、静态链表

2、栈和队列

栈，先进后出

队列，先进先出

3、串

串是有字符构成的有限序列，常见的操作有求子串、串比较

串的模式匹配：朴素的模式匹配算法、改进的模式匹配算法

二、数组、矩阵、广义表

1、数组

2、矩阵：特殊矩阵、稀疏矩阵

3、广义表

三、树

1、树的基本概念

完全二叉树、满二叉树、平衡二叉树

最优二叉树，即哈夫曼树，带权路径最短的树

2、树的遍历

先序遍历：根、左、右

中序遍历：左、根、右

后序遍历：左、右、根

3、森林

4、最小生成树

四、查找

静态查询

1、顺序查找：从表的一端开始，逐个进行查找

2、折半查找：

3：分块查找：顺序查找的一种改进

五、排序

1、直接插入排序

2、冒泡排序

3、简单选择排序

4、希尔排序

5、快速排序

6、堆排序

7、归并排序

8、基数排序

排序方法	最好时间	平均时间	最坏时间	稳定性
直接排序	O(n)	O(n2)	O(n2)	稳定
简单排序	O(n2)	O(n2)	O(n2)	不稳定
冒泡排序	O(n)	O(n2)	O(n2)	稳定
希尔排序	--	O(n2)	O(n2)	不稳定
快速排序	O (nlog2 n)	O (nlog2 n)	O(n2)	不稳定
堆排序	O (nlog2 n)	O (nlog2 n)	O (nlog2 n)	不稳定
归并排序	O (nlog2 n)	O (nlog2 n)	O (nlog2 n)	稳定
基数排序	O(d(n+rd))	O(d(n+rd))	O(d(n+rd))	稳定

操作系统知识

操作系统基础

操作系统的作用：通过资源管理，提高计算机系统的效率；改善人机界面，向用户提供友好的工作环境

操作系统的特征：并发性、共享性、虚拟性、和不确定性

操作系统的功能：处理机管理、文件管理、存储管理、设备管理、作业管理

操作系统类型

1、批处理操作系统：单道批处理操作系统、多道批处理操作系统

进程管理

死锁：

存储管理

文件管理

作业管理

计算机安全

一、病毒

蠕虫病毒(Worm)：（1）方式:利用网络进行复制和传播，传播途径有网络、移动存储、电子邮件

（2）蠕虫病毒有：红色代码、爱虫病毒、熊猫烧香、Nimda病毒、爱丽兹病毒

木马病毒:（1）通过伪装在宿主机中，进行里应外合对计算机进行破坏

（3）常见木马：冰河、灰鸽子

二、网络攻击

1.拒绝服务攻击:通过不断向服务器发送指令，以达到干扰服务器正常运行，影响正常用户使用

结构化开发

结构化开发的指导思想是自顶向下，逐层分解，基本原则是功能的分解和抽象，适合数据处理领域项目，不适合大规模和特别复杂的项目

邻接矩阵的行列都是节点数

软件设计

一、内聚

巧合内聚:一个模块中各处理元素之间没有任何联系

逻辑内聚，指模块内执行几个逻辑上相似的功能，通过参数确定该模块完成哪个功能

时间内聚，把需要同事执行的动作组合在一起的

通信内聚，指的是模块所有处理元素都在同一个数据结构上操作，或者指各处理使用相同的输入数据或者产生相同的输出数据

功能内聚，指模块所有元素共同完成一个功能，缺一不可

二、活动图

关键路径为最长时间路径

松弛时间为:关键路径时间 - 节点所在最长路径时间

程序语言相关概念

解释程序和编译程序：解释程序直接解释执行源程序或者将源程序翻译成某种中间代码后执行；编译程序将源程序翻译成目标程序后再计算机运行。编译程序

低级语言和高级语言

程序设计语言分类

1、 命令式和结构化程序设计语言，命令式语言:Fortran、Pascal、C。通常的结构化语言属于命令式语言类

2、 面向对象程序设计语言，C++、Java

3、 函数式程序设计语言，Haskell、Scala、APL

4、 逻辑型语言，PROLOG

编译程序基本原理

5、 编译程序工作阶段

6、 各阶段主要功能

7、 词法分析

8、 语法分析

9、 语义分析

10、中间代码生成

常用的中间代码有后缀式、三元式、四元式、树（图），中间代码利于进行机器无关性优化

11、代码优化

12、目标代码生成

13、符号表管理

14、出错处理

词法分析

正规表达式

有限自动机

软件工程

一、风险

风险可分为项目风险、技术风险、商业风险

软件过程模型

1.瀑布模型

2.增量模型

3.演化模型

4.喷泉模型

5.敏捷方法

6.基于构件的开发模型

7.统一过程模型

8.形式化方法模型

ISO/IEC软件质量模型，其特性为成熟性、容错性、易恢复？

多媒体

一、媒体的分类

1.传输媒体指的是传输表示媒体的物理介质，电缆、光缆、电磁波等

2.表示媒体指定是传输感觉媒体，声音、图像

3.表现媒体指的是信息的输入输出媒体，键盘、鼠标、话筒、显示器、图像编码

4.存储媒体是指用户存储表示媒体的物理介质，如光盘、硬盘

计算机知识产权、著作权

一、著作权

《计算机软件保护条例》第十二条:受他人委托开发的软件，其著作权的归属由委托者与受委托者签订书面协议约定，如无书面约定或者在协议中未作明确约定，其著作权属于受委托者。

二、商标

1.商标注册，当两人或两人以上申请同一种或者类似商标上注册相同或者相似商标时，根据申请的时间来决定商标的归属，对于同日注册的商标，使用在先的获得商标归属，对于同日使用或均未使用，则通过协商解决，协商不成，则通过抽签的方式进行决定

其他

1.透明:指的是不可见，不是通常意义上的透明公开，在技术上透明指的是不可见

数据库

面向对象

面向对象基本概念

1.对象

对象是基本的运行实体，包括属性和行为，所以一个对象把属性和行为封装为一个整体。封装是一种信息隐蔽技术；对象由对象名、属性、操作三部分组成。

2.消息

对象间进行通信的一种构造叫作消息

3.类

一个类定义了一组大体相似的对象

4.继承

继承是父类和子类之间共享数据和方法的机制。

5.多态

不同的对象收到同一消息可以产生完全不同的结果

6.动态绑定

绑定在编译时进行，称为静态绑定；绑定在运行时，为动态绑定

面向对象程序设计

面向对象分析包含5个活动：认定对象、组织对象、描述对象间的相互作用、定义对象的操作和定义对象的内部消息

UML概述

1.事务

结构事务

行为事务

分组事务

注释事务

2.关系

依赖

关联：聚合、组合

泛化

实现

abstract、extends、implements、interface、final、super、this

算法设计与分析

算法基础

分治法

动态规划法

贪心算法

回溯法

经典算法问题