自己的软考软件设计师笔记总结

前言

以下为个人备考软考的总结，在学习的过程中做笔记进行加深学习，并且将知识分块，在复习的过程中，避免小模块遗漏，方便进行针对性的学习。对应课程，相关类型题讲解。

计算机组成原理

数据的表示

数据的转化

按权展开法（将其他进制转为十进制）

例如二进制 10100.01=1×2⁴ +1×2² +1×2^-2
例如七进制 604.01 = 6×7²+4×7⁰+1×7^-2

短除法（将十进制转为二进制）

例如将94转换位二进制

二进制转八进制与十六进制

二进制转八进制

因为8是2³，所以3位2进制数等于一个八进制数，十六进制同理

二进制转十六进制

注意在16进制中10=A,11=B,12=C,13=D,14=E,15=F

四进制转换十六进制

例如四进制111，因为4²=16 前一个1=1，后面11=1*4¹+1×4⁰=5 所以四进制111等于十六进制15

原码反码补码移码

为什么会有这么多码？

由于计算机的硬件决定，任何存储于计算机中的数据，其本质都是以二进制码存储。
原码、反码、补码的产生过程就是为了解决计算机做减法和引入符号位的问题。 原码解决了计算机只有加法运算器进行运算的问题，不便进行加减运算。
反码表示在计算机中往往作为数码变换的中间环节。 这句话是错的，但可以通过反码快速运算补码。 计算机中均采用补码进行加减运算。
在计算机浮点数的表示是采用尾数+阶码的方式表示， N=M*2^E, 其中阶数E采用移码表示。

补码求法如下：

为什么负数的补码的求法是反码+1？

最高符号位代表正负：0正1负
正数：原码，反码，补码相同
负数：反码相较于源码，在符号位不变，其他取反。补码相较于反码，在反码基础上加一。
移码等于补码取反

数值表示范围

造成下面的不一样，主要是原码和补码有-0的情况

	整数
原码	-（2n-1-1)~2n-1-1
反码	-(2n-1-1)~2n-1-1
补码	-2n-1~2n-1-1

比如8位的情况 2⁷=128

浮点数运算

浮点数运算类似于科学计算法去计算 例如1.19 × 10³ + 2 × 10²
在基数相同的情况下，将指数转换相同，然后将尾数相加，需要注意的是，在运算结束后，要确保尾数大于0，小于1。 2 × 10² = 0.2
× 10³
1.19 × 10³ + 2 × 10² = 1.19 × 10³ + 0.2 × 10³ = 1.39 × 10³

计算机结构

运算器

算术逻辑单元（ALU）:负责实现计算机里的多组算术运算和逻辑运算的组合逻辑电路。

累加寄存器（AC）:用来储存计算产生的中间结果。

数据缓存寄存器（DR）:用来暂时存放由内存储器读出的一条指令或一个数据字；反之，当向内存存入一条指令或一个数据字时，也暂时将它们存放在数据缓冲寄存器中。

状态寄存器（PSW）:状态寄存器用来存放两类信息：一类是体现当前指令执行结果的各种状态信息（条件码），如有无进位（CF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（PSW:程序状态字寄存器），如允许中断(IF位)、跟踪标志（TF位）等。有些机器中将PSW称为标志寄存器FR（Flag
Register）。

控制器：控制一些部件的运作

程序计数器：用于存放下一条指令所在单元的地址的地方。

指令寄存器：用于暂存当前正在执行的指令。

指令译码器：计算机执行一条指定的指令时，必须首先分析这条指令的操作码是什么，以决定操作的性质和方法，然后才能控制计算机其他各部件协同完成指令表达的功能。这个分析工作由指令译码器来完成

时序产生器：使计算机可以准确、迅速、有条不紊地工作。

Flynn（计算机体系结构分类）

快速背方式

单指令控制器是一个，多指令控制器是多个。
单数据流处理器是一个，多数据流处理器是多个。
只要指令或者数据流是多的情况，主存就是多。

CISC与RISC

流水线

流水线概念

流水线计算

考试优先利用理论公式，其次用实践公式

流水线吞吐率计算

流水线的加速比计算

流水线的效率

E =( t + t + t + 3t ) × 4 / 15t × 4 = 6 / 15

存储系统

层次化存储结构

时间局部性：引用过一次的存储器位置在未来会被多次引用（通常在循环中）。
所以将之前引用的数据存储在cache中，进行优化数据执行时间。

Cache概念

需要注意CPU不算在存储系统中

例如访问命中率为95%，Cache周期为1ns，主存储器周期时间为1ms = 1000ns。求平均周期。
平均周期 = 95% × 1ns+ ( 1 - 95% ) × 1000ns = 0.95 + 50 = 50.95ns
之前没有cache的情况下是1000ns，优化了将近20倍。

局部性原理

时间局部性：引用过一次的存储器位置在未来会被多次引用（通常在循环中）。
空间局部性：访问当前空间的临近空间。
工作集理论：工作集是进程运行被频繁访问的页面集合。

主存

分类

随机存取存储器

在掉电的情况下，存储的信息将会消失。

只读存储器

在掉电的情况下，存储的信息不会消失。（如BIOS系统）

编址

多少K个地址单元计算流程
因为1-9中间有9个数，数量 = 大数 - 小数 + 1
地址单元总数 = C7FFF - AC000 + 1 = C8000 - AC000 = 1C000 = 1 × 2⁴ + C × 2³ = 16 + 12 × 8 = 16 + 96 = 112
每个存储单元存储多少位计算流程
因为上面共有112K个地址单元，且每个地址有16bit
112K × 16 = 28 × 16K × X
X = 112 / 28 = 4

磁盘结构与参数

平均定位时间：绕一圈的时间

处理11个记录最长时间：
思路：在读取R0到缓冲区的时候，磁盘指针不动，需要3ms，然后指针顺序的读下去，并且R0被处理，当处理完R0该处理下一个数据时，指针已经移动到R2上面了，所以需要从新绕一圈回到R1，以此类推进行处理。
运算过程：(3ms + 33ms) × 10 + 6ms = 360 + 6 = 366ms

处理11个记录最少时间：
思路：将数据错开存放，当处理完一个数据时，磁盘指针正好指向下一个该处理的数据，处理数据，一个数据需要6ms时间（读取3ms，处理3ms）。
运算过程：6ms × 11 = 66ms

图解思路如下

总线系统

内部总线

指微机内部外围的芯片与CPU之间的总线。

外部总线

微机和外部设备的总线。

系统总线

数据总线

用来传输数据，比如32位系统或者64位系统，一个周期传输的数据量为32bit或者64bit。

地址总线

假设地址总线是32位，代表的地址空间为2³²，就是4G，32位系统只能管理4G内存。

控制总线

发送相应的控制信号。

系统可靠性分析

串联系统

只要有一个子系统失效，总系统失效。

总可靠性 = 每个子系统可靠性相乘
总失效率 = 每个子系统失效率相加（近似算法，不准确），用1 - 可靠度更准确

并联系统

只要有一个系统生效，总系统有效。

总可靠度 = 1- (1 - 每个子系统可靠性)每个子系统相乘
总失效率 = 1 - 总可靠度

混合系统

解题思路：先将并联系统看为一个子系统，将系统看成一个串联系统。 算题思路：先算并联，后并联。

N模冗余系统（不怎么考）

相同的计算，多个子系统，用少数服从多数的思路，只要大多数正确，结果就正确

校验码

奇偶校验码

海明校验码

2^r^ >= x + r + 1 其中信息位个数为x，校验位个数为r

概念：2ⁿ其中N位为校验位，其他位置填充信息位。
只需要1个信息位的情况，需要3个位的长度。
需要2个信息位的情况，需要5个位的长度。

图中O和+组合图案为异或操作。（异或操作，相同等于0，不想同等于1）

循环冗余码

操作系统原理

操作系统概述

进程管理

进程状态

进程资源图

前趋图

看其中那些步骤可以同时进行。

进程的同步与互斥

PV操作

生产者和消费者问题

PV操作解决并发过程中，缓冲区的问题。

上题选择A C

PV操作和前趋图

上题选择C A A

进程死锁问题

公式：L × ( N - 1 ) + 1 个资源不会死锁，N代表需要资源数量，L代表进程数量。

例如：当系统资源达到13个的时候就不会发生死锁，先给每个进程分配4个资源，最后一个资源进行争抢，执行完后进行资源释放，其他两个进程再进行争夺。

死锁的预防和避免

存储管理

分区存储组织

首次适应法：从头往后看哪有空缺放哪里。
最佳适应法：先从接近大小的块中分配内存。（缺点空间碎片多，优点大对象需要分配内存的时候，尽力去保留大的整块空间）
最差适应法：和最佳适应法相反。
循环首次适应法：按顺序去分配内存。

页式存储组织

选择D B
其中因为页面大小是4K然后4K = 2¹²
因为5A29H = 5 + 后面有12位，然后根据页号5去找对应的页帧号为6，所以选D
因为访问的页面4，状态位为0，不存在，所以需要去其他页面淘汰，只有1是之前没访问过的，优先淘汰没有访问过的。

段式存储组织

段页式存储组织

快表

页面置换算法

最优算法，已经知道访问的序列，根据这个序列算出，什么时间点，淘汰什么样的数据，得到最优的置换。

先进先出FIFO算法

当内存页变为4的时候，反而置换次数增加，造成抖动。



上题选择B C

文件管理

索引文件结构

上题答案C D
对应的物理块，因为前4个直接索引，第五个对应的正好是90出来的第一个一级索引地址58，因为磁盘索引大小为1K，且地址项为4字节，所以一级地址索引表中可以放1K / 4B = 256个，加上前面的5，正好是261，正好是187的物理块。
101物理块放的是二级地址索引表。

文件和树型目录结构

空闲存储空间管理

上题答案选择 D B
第多少个字，（4195+1）/ 32 = 131.125
应该将第多少位，首先是分配，肯定是1，所以A，C排除，因为131完之后还余0.125 = 1 / 8，用 32 × 1 / 8 = 4，但数据是从0位开始，这个数据就是第3位的1，选B

设备管理

数据传输控制方式

程序控制方式

是指在程序控制下进行的数据传递方式。

程序中断方式

程序中断是指计算机执行现行程序的过程中，出现某些急需处理的异常情况和特殊请求，cpu暂时终止现行程序，而转去对随机发生的更紧迫的事件进行处理，在处理完毕后，cpu将自动返回原来的程序继续执行

DMA方式

直接存取控制方式，有专门的DMA控制器去管控，CPU只需要在开头的时候做一些介入，总体由DMA控制器去控制。

虚设备与SPOOLING技术

SPOOLING技术：磁盘加入缓冲区，将输入输出设备放入缓冲区中，解决了外设低速和内部系统高效的瓶颈差距。

微内核操作系统

数据库系统

数据库模式

三级模式-两级映射

物理数据库：数据的物理地址。
内模式：如何存储数据。
内模式与概念模式的映射：内部的存储形式和表的情况映射关系，当存储结构进行改变，只需要调整映射关系，不需要修改应用程序，就可以适应这种变化。
概念模式：数据库中对应的表。
外模式与概念模式的映射：表与视图的映射关系，表发生变化，只需要改视图，不需要改应用程序。
外模式：对应数据库中的视图。对数据控制的手段更多了，对数据表进行处理，生成对应的数据。增加安全性和灵活性。

数据库设计过程

ER模型

上题选择 C
用设计数据库表结构来说，就是用少的表去实现上述功能，正常用4个表就可以设计完成，数据冗余也不会很多，如果想加入一些桥表也是可以的。但最少的关系模式是4个。

关系代数与元组演算

并：合并数据
交：公共部分数据
差：体现我有的，你没的数据


笛卡尔积：就是全重复数据
投影：筛选一些列体现
选择：选择一些行体现

联接：进行指定数据的关联

规范化理论

函数依赖

价值与用途

键

求候选键

上面题选A ，ABCD ，A和B

范式

第一范式

第二范式

第三范式

BC范式

上题选择C D A

模式分解

并发控制

并发控制存在的问题

封锁协议

数据库完整性约束

实体完整性约束

数据库限制

参照完整性约束

外键完整性约束，比如部门号等

用户自定义完整性约束

用户设置值的要求

触发器

写脚本约束数据库数据的要求

数据库安全

数据备份

数据库故障与恢复

数据仓库与数据挖掘

数据仓库

数据挖掘方法分类

反规范化

大数据

分布式数据库

计算机网络

OSI/RM七层模型

上题选B
因为网络层的设备，让计算机不处于一个网络中只有S和T在同一个网络中。

网络技术标准与协议

TCP协议

DHCP协议

DNS协议

上题选A

计算机网络分类

网络规划与设计

逻辑网络设计

物理网络设计

分层设计

IP地址

子网划分

无分类编址

C类子网是255.255.255.0 能用的只有8位，24位为网络位。
公司提供的地址是前20位为网络位，所以还留出来4位可以当其他子网。2⁴ = 16，所以上题选C

特殊含义的IP地址

HTML

无线网

网络接入技术

非对称是指，下载速度和上传速度不对称。

IPv6

系统安全分析与设计

信息系统安全属性

对称加密与非对称加密

对称加密

非对称加密

信息摘要

数字签名

数字证书与PGP

设计邮件加密系统

最大附件内容：对称加密
发送者不可抵赖：数字签名
第三方无法篡改：信息摘要技术

网络安全

各个网络层次的安全保障

网络威胁与攻击

防火墙技术

数据结构与算法

数组与矩阵

数组

利用公式可得存储地址 = a + (2 * 5 + 3)*2 = a + 26

稀疏矩阵

上题用带入两个点去判断是否满足，只有A是正确的。

数据结构的定义

线性结构

顺序表与链表

顺序存储和链式存储比较

队列与栈

本题查看整体数据存放顺序，其输出顺序为队列里面存放顺序，查看那个顺序是两端放不出来的，其题答案选D

广义表

非线性结构

树与二叉树

二叉树的类型

卡特兰数

二叉树遍历（因为是程序员，所以各种遍历就不多加复述了）

反向构造二叉树

树转二叉树

查找二叉树

最优二叉树（哈夫曼树）

线索二叉树

平衡二叉树

图

图的存储

邻接矩阵

邻接表

图的遍历

拓扑排序

最小生成树

普利姆算法

从其中一个点出发。

克鲁斯卡尔算法

直接找最短的边

算法基础及常见的算法

算法的特性

算法的复杂度

查找

顺序查找

二分查找

散列表

线性探测法

当前冲突后，顺次移到后面的空间中。会有一定的冲突，进行调整空间。

伪随机数法

散列之后有冲突，然后再次散列。

排序

插入排序

希尔排序

选择排序

堆排序

冒泡排序

快速排序

归并排序

基数排序

程序设计语言与语言处理程序基础

编译过程

文法

语法推导树

有限自动机

上题选C

正规式

上题选D和C

表达式

上题选D

传值与传址

各种程序语言特点

法律法规

保护期限

知识产权人确定

侵权判定

标准化基础知识

标准的分类

标准编号

多媒体基础

音频相关概念

图像相关概念

媒体的类别

多媒体相关计算问题

1 1600 × 1200 × 3 =5760000 5760000 / 1024 / 1024 = 5.493
128 / 5.493 = 23.3 选D
2 44.1 × 16 × 2 = 1411.2KB 选C
3 6.4 × 30 × 10 = 1920 选D
K代表1024
k代表1000

常见多媒体标准

数据压缩

空间冗余：大部分同样的颜色。
时间冗余：不同时间，同样的画面。
视觉冗余：视觉观察不到的信息冗余。
信息熵冗余：传输消息所用数据位的数目与消息中所包含的实际信息的数据位的数目的差值。
结构冗余：在一个画面中同样的结构，比如地砖等。
知识冗余：可以根据数据分析出来的结果。

有损压缩与无损压缩

软件开发模型

瀑布模型

模型迭代思想

螺旋模型

V模型

构件组装模型（CBSD）

统一过程

敏捷开发方法

结构化设计

信息系统开发方法

需求分类与需求获取

测试原则与类型

测试用例设计

测试阶段

McCabe复杂度

系统运行与维护

软件过程改进-CMMI

项目管理

风险

需求工程

需求分析OOA

面相对象基本概念

面向对象分析

面向对象设计

面向对象程序设计

设计原则

UML

设计模式

设计模式概念

设计模式分类

创建型模式

结构型模式

行为型模式

数据流图(DFD)

数据流图基本概念

数据字典

数据流图平衡原则

答题技巧

数据库设计

数据库设计过程

实体间联系类型

试题1

试题2

UML建模

用例图

类图与对象图

多重度

顺序图

活动图

带泳道的活动图

状态图

通信图

数据结构及算法

分支限界法

分支限界法常以广度优先或以最小耗费（最大效益）优先的方式搜索问题的解空间树。

分治法

递归技术

二分查找

a是数组最小位置，b是数组最大位置，x是查找的值

回溯法

贪心法

动态规划法

试题1

试题2