数据库工程师复习资料

CPU功能：程序操作时间数据（CPU根本任务）CPU组成：运算器（算术逻辑单元ALU、累加寄存器AC、数据缓冲寄存器DR、状态条件寄存器PSW）、控制器（程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、状态条件寄存器、时序产生器和微操作信号发生器）运算器中至少要有一个AC控制器：指令控制逻辑时序控制逻辑中断控制逻辑总线控制逻辑PC：PC自动增加一个值，指向下一条要执行的指令，当程序转移时将地址送入PCIR：用于存放当前的指令ID：对现在的指令进行分析，确定指令类型、指令要完成的操作和寻址方式PSW主要分为状态标志和控制标志运算器和控制器中的寄存器为专用寄存器海明校验码：2k-1≥n+k高速缓存位于CPU与主存之间，使用SRAM技术（主存一般使用DRAM技术），主存地址与cache地址之间的转换工作由硬件完成，cache最重要的技术指标是它的命中率降低cache失效率的方法：选择恰当的块容量，提高cache的容量和提高cache的相联度Cache和内存采用组相联方式映像主存地址=区号+组号+块号+块内地址号单指令多数据流计算机SIMD=向量计算机（各处理器以异步形式执行同一条指令）指令系统中采用不同寻址方式的目的是扩大寻址空间并提高编程灵活性MovR1，#45(将数值45传送到寄存器R1中)MovR1，45H（将45H地址内数据传送到寄存器R1）总线：内部总线：芯片内总线和元件级总线系统总线：用于构成计算机各组成部分（CPU内存和接口等）连接（数据总线、地址总线、控制总线）ISA总线、EISA总线、PCI总线外总线：计算机与计算机外设的链接或通信RS-232C、SCSI总线、USB、IEEE-1394、IEEE-488总线信息安全基本要素：可用性、机密性、完整性、可控性、可审查性计算机安全等级4组7等级（A1、B3、B2、B1、C2、C1、D）计算机病毒特性：寄生性、隐蔽性、传染性、破坏性、非法性计算机病毒类型：系统引导型病毒——boot型病毒文件外壳型病毒——攻击com、exe、sys文件混合型病毒——flip病毒、onehalf病毒（幽灵）计算机感染特洛伊木马后典型现象：有未知程序试图建立网络连接硬盘由5个盘面（8个记录面）构成，盘面有效记录的区域的外直径为30cm（后面计算乘以10换成mm），内直径10cm，记录位密度为250位/mm（此处单位是位，8位一个字节），磁道密度16道/mm，每磁道分16个扇区，一个扇区512字节硬盘的总磁道数=（30-10）*10*8*16/2=（外半径-内半径）*道密度*记录面数格式化容量=磁道数*512*16=每道扇区数*总磁道数*扇区字节存取时间=寻道时间+等待时间非格式化容量=磁道数*3.14*10*10*250/8=总磁道数*内圆周长*最大位密度字节换算成MB单位需要除以1024*1024以600转/分的硬盘为例，磁盘转一圈时间为60/600=0.1s，则硬盘平均等待时间=0.1s/2=50ms8位=1字节（Byte）1024*1字节=1KB1024*1KB=1MB磁盘阵列：Raid0：不具备容错能力，平均故障间隔时间是单个单个硬盘的n分之一，但是数据传输率是n倍Raid1：采用镜像容错改善可靠性Raid2：采用海明码作错误检测Raid3：减少了用于检验的磁盘存储器的数量，从而提高了磁盘阵列的有效容量正数的原码不变，负数的原码符号位取1[+1]原=00000001[-1]原=10000001正数的反码不变，负数的反码全部位数取反[+1]反=00000001[-1]反=11111110正数的补码不变，负数的补码是反码的基础末尾加1[-1]补=11111111移码只要在补码的符号位取反即可[+1]移=10000001[-1]移=01111111工业标准IEEE754，（-1）S2E（b0b1b2…bp-1）（-1）S为该浮点数的数符，E为指数单精度浮点数：数字长32尾数长度23符号位1指数长度8双精度浮点数：数字长64尾数长度52符号位1指数长度11176.0625转换为单精度浮点数176.0625=（10110000.0001）210110000.0001=1.01100000001*27保证b0为1，将b0去掉并拓展为单精度浮点数所规定的23位尾数01100000001000000000000指数为7，偏移量位127，所以127+7=134，指数的移码表示为10000110，最后得到的形式：01000011001100000001000000000000IP地址：A类：0-127B类：128-191C类：192-223D类：224-239例如：193.168.123.4/27表示前27位为网络号以太网交换机根据数据链路层MAC地址进行帧交换帧中继网和ATM网是面向连接的通信网，交换机根据预先建立的虚电路标识进行交换，帧中继网虚电路号是DLCI，进行交换的协议数据单元为“帧”；ATM网的虚电路号为VPI和VCI，进行交换的协议数据单位为“信元”三层交换机：具有部分路由器功能的交换机，其工作原理，概况为：一次路由，多次交换为了提高响应中断的速度，通常把所有中断服务程序的入口地址（或者称为中断向量）汇集为中断向量表为了便于实现多级中断嵌套，使用堆栈来保护断点和现场最有效系统可靠性计算：串联系统R=R1*R2…Rn并联系统R=1-（1-R1）（1-R2）…（1-Rn）两次故障之间系统能正常工作时间的平均值称为平均无故障时间MTBF=1/γ，γ为失效率系统失效率计算：串联系统γ=γ1+γ2假设并联系统中子系统γ均相同，则系统无故障时间为1/γ（1+1/2+1/3）存储器结构一般分为“寄存器-主存-外存”结构和“寄存器-缓存-主存-外存”结构分类：按照材料：磁存储器、半导体存储器和光存储器按照工作方式：读写存储器和只读存储器按照访问方式：按地址访问存储器和按内容访问存储器（相联存储器）按寻址方式：随机存储器、顺序存储器（磁带）和直接存储器（磁盘）设备分类：数据组织分类：块设备（磁盘）和字符设备（交互式终端、打印机）资源分配：独占设备（用户终端、打印机）、共享设备（磁盘）和虚拟设备数据传输率：低速（键盘、鼠标、语音输入）、中速（行式打印机、激光打印机）和高速（光盘机、磁盘机、磁带机）设备管理采用的相关缓冲技术：通道技术：分为字节多路通道、数组选择通道和数组多路通道DMA技术：数据在主存和I/O设备之间直接成块传送缓冲技术Spooling技术外设向DMA控制器（DMAC）提出DMA传送请求，DMAC向CPU提出请求，请求信号加在保持请求输入端HOLD上，CPU完成当前总线周期后做出响应，将有效保持响应信号HLDA输出加到DMAC上，同时将总线信号设为高阻，放弃对总线控制权（DMA传送期间，CPU不能使用总线）磁盘调度：先移臂调度，再旋转调度CA负责数字证书的审批、发放、归档、撤销等功能，CA颁发的数字证书拥有CA的数字签名，除了CA本身，其他机构无法不被察觉的改动。CA可以是民间团体，也可以是政府机构。A和B要进行安全通信，必须相互获得对方的数字证书，A和B的数字证书可以是由不同的CA颁发的。媒体分类：感觉媒体（图像、声音）、表示媒体（传输感觉媒体中介，比如编码）、表现媒体（输入和输出的媒体）、存储媒体（硬盘、光盘等）、传输媒体（电缆、光缆）小于20赫兹的声波信号称为亚音信号，20Hz-20kHz的声波信号称为音频信号，高于20kHz的称为超音频信号声音信号两个基本参数幅度（振幅，一般用dB分贝）和频率声音信号是一种模拟信号，数字化方法是取样-量化法（采样、量化、编码）语音信号采样一般8kHz，音乐信号采样频率在40kHz以上，采样频率越高，声音保真度越好数据传输率=采样频率*量化位数*声道数（b/s），因此声音信号数据量要除以8声音文件的格式：wav、mod、mp3、ra、mid/rmi、voc、snd、au、aif、cmf计算机数字音乐合成技术主要有FM和WAVEtable两种方式，其中使用Wavetable合成的音乐音质更好MPEG-1（VCD）、2（DVD）、4主要针对音频、视频编码技术MPEG-7是多媒体内容描述接口标准MPEG-21是多媒体应用框架标准CIF视频格式的图像分辨率352*288彩色空间：RGB：计算机彩色显示器CMY：c（青）、m（品红）、y（黄），实现彩色打印YUV：Y亮度分量，U和V色差分量（只有Y没有U和V，表示图像是黑白灰度图像）图像深度：存储每个像素所用的位数一幅彩色图像每个像素用RGB三个分量表示，若每个分量位数4,4,2，最大颜色数目为2的10次方用户对文件的访问，将由用户访问权、目录访问权限及文件属性三者的权限所确定。编译是将高级语言的源程序翻译成机器语言程序（汇编形式或机器代码形式），反编译是编译的逆过程，反编译通常不能把可执行文件还原成高级语言源代码，只能转换成功能上等价的汇编程序解释程序和编译程序这两种语言处理程序的根本区别：编译方式下，机器上运行的是与源程序等价的目标程序，源程序和编译程序都不再参与目标程序的执行过程；解释方式下，解释程序和源程序（或某种等价表示）要参与到程序的运行过程中，运行程序的控制权在解释程序。简单来说，在解释方式下，翻译源程序不生成独立的目标程序，而编译器则将源程序翻译成独立保存的目标程序传值是将实参的值给形参，实参可以是表达式（或常量），也可以是变量（或数组元素），信息传递是单方向的传地址，将实参的地址传递给形参，实参必须是变量（或数组元素），不能是表达式（或常量），客观上可以实现数据的双向传递二叉树排序树：中序遍历：先遍历左子树，然后根节点，再遍历右子树，则结果为升序排列数组（已知前、后，无法得出中）前序遍历：先访问根节点，然后左子树，右子树后序遍历：先左子树，右子树，然后根节点为了使二叉排序树的查找操作性能最优，需要进行平衡化处理，使每个节点左、右子树的高度差的绝对值不超过1顺序查找对于顺序存储和链式存储方式的查找表都适用二分法，适用于表不易变动，且经常进行查找的情况，要求表进行顺序存储并且按关键字有序排列（需要对中间元素进行快速定位，在链表结构无法实现）哈希表和二叉排序树属于动态查找表实体完整性约束：关系的主码出现的任何属性都不能取空值参照完整性约束：外码的取值要么取空值，要么取被参照关系的主码已有的值用户定义完整性约束：属性的值域限制DBS数据库系统是由数据库、硬件、软件和人员组成DBMS向用户提供数据操作语言DML，分为两类：宿主型（DML语句嵌入某种主语言如C）和自含型（可以单独使用，供用户交互使用）DBMS管理数据有较高的数据独立性：数据的物理独立性和逻辑独立性数据库系统体系结构分为集中式、分布式、C/S和并行结构并行数据库系统分为共享内存式多处理器和无共享式并行体系结构1NF存在数据冗余过大，插入异常，删除异常和修改异常2NF消除非主属性对码部分函数依赖3NF消除非主属性对码传递函数依赖BCNF：消除所有属性对码传递函数依赖4NF：不允许有非平凡且非函数依赖的多值依赖判定事务并发执行正确性的准则是满足可串行化调度，要保证并发事务正确地执行，采用两段锁协议（2PL）并发操作带来的数据不一致性有三类：丢失修改（加锁，只允许并发一个更新事务）、不可重复读和读脏数据X锁：exclusivelocks事务T对数据A加X锁后只允许T读取和修改AS锁：sharelocks数据A上有S锁，就只能读取不能修改，其他事务都不能对A加X锁事务四种特性：原子性、一致性、隔离性、持久性原子性：事务操作要么不做要么全做一致性：由DBMS的完整性约束机制来自动完成，事务独立执行的结果保持数据的一致性隔离性：事务的执行不被其他事务干扰持久性：对数据修改是永久的事务故障分为内部故障（数据溢出、违反完整性约束）、系统故障（CPU故障、操作系统故障或者突然停电）、介质故障（硬盘损坏等）和计算机病毒内部故障：反向扫描文件日志，查找该事务的更新操作，对事务的更新操作执行逆操作，继续反向扫描日志文件，并做同样的操作，直到事务开始的标志