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《系统架构设计师》第二章考点
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计算机系统 由 硬件和软件组成，软件通常分为 系统软件和应用软件。
系统软件支持应用软件的运行，为用户开发应用软件提供平台，用户可以使用它，但不能随意修改它。
常用的系统软件有 操作系统、语言处理程序、连接程序、诊断程序、数据库 等。
应用软件指 计算机用户利用 软硬件资源 为某一专门的应用目的而开发的软件。
2.1 操作系统基础知识
操作系统 Operating System，是计算机系统的核心系统软件。
2.1.1 操作系统的原理、类型、结构
1、操作系统定义
硬件资源包括 中央处理器、存储器、输入输出设备。
软件资源是以 文件形式保存在存储器上的 程序和数据。
操作系统既 有效组织和管理 系统中各种 软硬件资源，合理地组织计算机系统的工作流程，又控制程序的执行，为用户使用计算机 提供了一个 良好的环境和友好的接口。
2、操作系统分类
按功能不同分：单用户操作系统、批处理操作系统;分时操作系统、实时操作系统;网络操作系统、分布式操作系统;嵌入式操作系统。
3、操作系统的特征
并发性、共享性、虚拟性、不确定性。
4、操作系统的功能
进程管理、文件管理、存储管理、设备管理、作业管理。
2.1.2 处理机 与 进程管理
1、进程的定义及其分类
进程通常由 程序、数据、进程控制块 PCB 组成。
2、进程的状态转换与控制
就绪、运行、阻塞。
进程控制是通过 进程控制原语实 现的，进程控制原语主要有：创建原语、撤销原语、挂起原语、激活原语、阻塞原语、唤醒原语。
注：原语不可分割，不允许中断。
3、进程互斥与同步 以及 P/V 操作
同步是使在异步环境下的各进程按一定的 顺序和速度 执行。
互斥 要保证临界资源 一次只能提供一个进程使用，称为 临界资源 CR。
PV操作是低级通信原语，在执行期间不可分割，P表示申请一个资源，V表示释放一个资源。
P操作定义：S:=S-1，若S>=0，则执行P操作的进程继续执行，否则若S<0， 则置该进程为阻塞状态(因为无可用资源)，并将其插入阻塞队列。
V操作定义：S:=S+1，若S>0， 则执行V操作的进程继续执行，否则若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操作的进程继续执行。
4、进程通信与管程
控制信息的交换称为低级通信，数据的交换称为高级通信。
高级通信的类型有 共享存储系统、消息传递系统、管道通信。
在任一时刻最多只有一个进程能够真正地进入管程，其他的只能等待。
5、进程调度与死锁
产生死锁的四个必要条件：互斥条件、请求保持条件、不可剥夺条件、环路条件。
预防策略，破坏死锁的四个必要条件之一。
6、线程
线程是进程中的一个实体，是被系统独立分配和调度的基本单位。
线程只拥有一些运行中必不可少的资源。
同一个进程中的多个线程可以并发执行，线程具有：就绪、运行、阻塞，三个基本状态。
2.1.3 存储管理
存储器的发展方向是：高速、大容量、小体积。
存储管理的主要任务是：如何提高主存的 利用率、扩充主存 以及对主存信息实现有效保护。
2.1.4 设备管理
设备管理的目标是：提高设备的利用率，为用户提供方便统一的界面。
磁盘调度算法：先来先服务 FCFS、最短寻道时间优先 SSTF、扫描算法SCAN。
2.1.5 文件管理
随机访问是指对文件中的信息可以按任意次序随机读写文件中的信息。
文件控制块FCB，描述和控制文件的数据结构。
2.1.6 作业管理
常用的作业调度算法有：先来先服务、短作业优先、相应比高优先、优先级调度算法、均衡调度算法。
2.1.7 网络操作系统 NOS
网络操作系统分为：集中模式、客户机/服务器模式、对等模式。
现代操作系统已经把网络功能包含到操作系统的内核中，作为操作系统核心功能的一个组成部分。
2.2.1 关系数据库基础
数据库的三要素：数据结构、数据操作、数据约束条件。
特别需要指出的是，E-R模型强调的是 语义。
关系数据库设计理论的核心是 数据间的函数依赖，衡量的标准是 关系规范化的程度 及分解的无损连接 和 保持函数依赖性。
数据依赖包括：函数依赖、非平凡的函数依赖、平凡的函数依赖、完全函数依赖、部分函数依赖、传递依赖、码、主属性、非主属性、外码、值依赖定义、函数依赖的公理系统。
事务是数据库环境中 不可分割 的逻辑工作单位。
四个特性：原子性、一致性、隔离性、持久性，ACID。
SQL语言中事务定义语句有三条：BEGIN TRANSACTION 事务开始、COMMIT 事务提交、ROLLBAK 事务回滚。
并发操作是指：在多用户共享系统中，用户可能同时对同一数据库进行操作。
带来的问题主要有：丢失更新、不可重复读、读脏数据。
并发控制主要技术是封锁：排他锁(简称 X锁、写锁)、共享锁(简称 S锁、读锁)。
保护数据库的关键技术在于 建立冗余数据、即 备份数据。
方法是：数据转储、建立日志。
2.2.2 关系数据库设计
需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、应用程序设计、运行维护。
E-R 方法的数据库概念结构设计可分三步：设计局部E-R模型、设计全局E-R模型、全局E-R模型优化。
2.2.3 分布式数据库系统
满足 分布性、逻辑相关性、场地透明性、场地自治性 的数据库系统被称为 完全分布式数据库系统。
分布式数据库系统的特点：数据的集中控制性、数据独立性、数据冗余可控性、场地自治性、存取有效性。
4层模式划分为：全局外层、全局概念层、局部概念、局部内层，各层还有相应的 层间映射
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