数据库系统工程师复习笔记(1)计算机知识

一、二进制
（一）内存容量计算方法
内存地址从A4000H 到CBFFFH，计算其容量，芯片容量是32K x 8 bit，至少需要几片。

容量=CBFFFH - A4000H + 1
=27FFF + 1
=163840 (转成十进制)
163840 ÷ 1024 = 160K
芯片容量是32K x 8 bit，1Byte=8bit，所以芯片容量是32K。

160K ÷ 32K=5 片
（二）数字编码
a.原码不能直接参与计算
b.反码符号位可以参与计算，可以减法运算
c.补码符号位与有效值可以一起参与运算，大多数计算机中，数据用补码表示。

d.移码适合于阶码的运算。

阶码：在机器中表示一个浮点数时需要给出指数，这个指数用整数形式表示，这个整数叫做阶码，阶码指明了小数点在数据中的位置。

（即：浮点）
二、指令流和寄存器
（一）中断
中断分为内部中断和外部中断
内部中断：CPU内部产生的中断，在个人PC中，内部中断又分为溢出中断，除法错中断、断点中断、软件中断、单步中断等。

外部中断：CPU之外的中断，还可分为屏蔽中断、非屏蔽中断。

屏蔽中断：计算机处理一些不应该打断的任务时候，通过屏蔽位，来不响应这些中断。

非屏蔽中断：CPU一定要响应的中断，比如停电等。

中断响应时间是指，从发出中断请求到进入中断处理所用的时间。

（二）指令流与数据流
单single 多multiple
SISD 单指令流单数据量流
SIMD 单指令流多数据量流
MISD 多指令流单数据量流
MIMD 多指令流多数据量流
指令部件每次处理一条（多条）指令进行译码，并且为一个（多个）操作部件分配数据流。

（三）寻址方式
指令流包含两个方面：指令、地址
隐含寻址地址字段中没有指明第二操作数地址
立即寻址指令的地址字段指出的不是操作数的地址，而是操作数本身。

直接寻址指令的地址字段中直接指出操作数在内存的地址
间接寻址指令地址字段中的形式地址，不是操作数的真正地址，而是操作数地址的指示器
寄存器寻址操作数在寄存器中的寻址
寄存器间接寻址操作数的地址在寄存器中的寻址
（四）寄存器
IR 指令寄存器，用来保存当前正在执行的指令。

DR 数据寄存器，暂时存放计算过程中所用到的指令、结果和信息等。

ID 指令译码器，对操作码进行测试和识别，以达到指令的正确执行。

AR 地址寄存器，用来保存当前CPU所访问的内存单元地址。

PC 程序计数器，又称指令计数器，用于存放下一条指令所在单元的地址的地方。

MDR 存储数据寄存器。

同DR
MAR 存储地址寄存器。

同 AR
地址寄存器（AR）的作用，由于内存和CPU之间存在操作速度上的差别，所以，必须用地址寄存器来保存地址信息，直到内存的读写操作完毕。

PC程序计数器，具有寄存信息和计数两种功能。

执行一条指令时，先把它从内存取到DR，再传送至IR暂存，ID根据IR的内容，向操作控制器发出具体操作的型号。

（五）地址的分类
逻辑地址：
1、在有地址变换功能的计算机中,访问指令给出的地址(操作数) 叫逻辑地址,也叫相对地址。

要经过寻址方式的计算或变换才得到内存储器中的物理地址。

2、把用户程序中使用的地址称为相对地址即逻辑地址。

物理地址：存储器中，存储单元对应的实际地址。

三、计算机算法
（一）逆波兰式
逆波兰式（Reverse Polish notation，RPN，或逆波兰记法），也叫后缀表达式，就是将运算符写在操作数之后的表达方式。

逆波兰式在是因为计算机普遍采用的内存结构是栈式结构，它执行先进后出的顺序。

遇到变量就暂时保存，遇到运算符号就将暂存的变量进行运算。

例如：(a-b) ×(c+d) 逆波兰式: ab-cd+*
（二）沟通渠道计算
8个成员的开发小组，沟通路径最多有28条。

计算公式：n×(n-1) ÷2
8×(8-1) ÷2=28
（三）可靠度计算
串联系统R1× R2× R3..... × R N
并联系统1-(1-R1)×(1-R2)×(1-R3)... × (1-R N)
（四）照片图像DPI的计算
扫描一幅照片时，用每英寸多少点（DPI）来表示图像数字化后的大小。

例如：用150 DPI扫描2 × 4英寸的照片，可以得到一幅
（2 × 150）×（4× 150）=300× 600 像素的照片
（五）网络子网的计算
117.15.32.0/23划分为117.15.32.0/27，得到几个子网？
27-23=424=16 个子网
划分后的网段中，可以使用的主机地址数量是几个？
117.15.32.0/27中每个子网中实际主机号部分为32-27=5
实际可以使用的主机地址数量m=25-2=30个
解释：32为最大的主机位，2为扣除主机号全0和全1的地址。

（六）关系代数的五个基本操作
1.并（∪）：两个关系需有相同的关系模式，并的对象是元组，由两个关系所有元组
构成。

RUS≡{t| t∈R ∨t∈S}
2.差（-）：同样，两个关系有相同的模式，R和S的差是由属于R但不属于S的元
组构成的集合。

R-S≡{t| t∈R ∧t 不属于S}
3.笛卡尔积（×）：对两个关系R和S进行操作，产生的关系中元组个数为两个关系
中元组个数之积。

R×S≡{t| t=< tr，ts>∧tr∈R∧ts ∈S}
4.投影（σ）：对关系进行垂直分割，消去某些列，并重新安排列的顺序。

5.选择（π）：根据某些条件关系作水平分割，即选择符合条件的元组。

四、软件结构
（一）内聚（Cohesion）
内聚（Cohesion）是一个模块内部各成分之间相关联程度的度量。

（二）软件编译方法
1.编译程序
把用高级程序设计语言或计算机汇编语言书写的源程序，翻译成等价的机器语言格式目标程序的翻译程序。

2.解释程序
所谓解释程序是高级语言翻译程序的一种，它将源语言(如BASIC)书写的源程序作为输入，解释一句后就提交计算机执行一句，并不形成目标程序。

就像外语翻译中的“口译”一样，说一句翻一句，不产生全文的翻译文本。

五、软件设计与开发
（一）参数
形参和实参的特点：实参是普通定义的变量。

形参是函数临时传值的变量。

（二）软件需求
软件需求分为功能需求和非功能需求。

功能需求：满足业务需要并被用户接受而必须包含在一个信息系统中的功能或特征。

非功能需求：对系统的特征、特点和属性以及可能限制建议方法的边界约束条件的描述。

六、网络
（一）名词解释
1.TCP/IP
TCP负责发现传输的问题，一有问题就发出信号，要求重新传输，直到所有数据安全正确地传输到目的地。

而IP是给因特网的每一台电脑规定一个地址。

2.VOIP
IP电话（VoIP）基于用户数据报协议（UDP）协议。

3.UDP
UDP是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议，它主要用于不要求分组顺序到达的传输中，分组传输顺序的检查与排序由应用层完成[1]，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

UDP 协议基本上是IP协议与上层协议的接口。

UDP协议适用端口分别运行在同一台设备上的多个应用程序。

4.DNS
DNS（Domain Name System，域名系统），因特网上作为域名和IP地址相互映射的一个分布式数据库，能够使用户更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的IP数串。

通过主机名，最终得到该主机名对应的IP地址的过程叫做域名解析（或主机名解析）。

DNS协议运行在UDP协议之上。

（二）冲突域
冲突域指的是会产生冲突的最小范围，在计算机和计算机通过设备互联时，会建立一条通道，如果这条通道只允许瞬间一个数据报文通过，那么在同时如果有两个或更多的数据报文想从这里通过时就会出现冲突了。

多口hub的冲突域也只有一个。

而交换机每一个端口都是一个冲突域，即一个或多个端口的高速传输不会影响其它端口的传输。

所以我们称连接在总线上的所有主机共同构成了一个冲突域。

（三）广播
如果一个数据报文的目标地址是这个网段的广播地址IP或者目标计算机的MAC地址是FF-FF-FF-FF-FF-FF，那么这个数据报文就会被这个网段的所有计算机接收并响应，这就叫做广播。

通常广播用来进行ARP寻址等用途，但是广播域无法控制也会对网络健康带来严重影响，主要是带宽和网络延迟。

这种广播所能覆盖的范围就叫做广播域了。

（四）冲突域和广播域的区分
一个hub（集线器）的所有端口是一个冲突域，交换机的每个端口都是一个冲突域，路由器的每个端口都是一个广播域。