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    软考系统架构设计师属于软考中的一项高级资格考试，考试分综合知识、案例分析和论文3个科目。系统架构设计师考试作为一项高级资格考试，有一定的考试难度，那么该如何备考才能顺利通过考试呢？面对系统架构设计师教程无从下手的同学，希赛软考网为您准备了第二章学习笔记，希望对您的学习有所帮助。

      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。

      2.2.4商业智能

      一般认为：数据仓库、连机分析处理、数据挖掘技术是商业智能BI的三大组成部分。

      数据仓库的关键特征：面向主题、集成的、非易失的、时变的。

      三层结构：数据仓库服务器、OLAP服务器（连机分析处理服务器）、前端工具。

      数据仓库的实现步骤：规划、需求研究、问题分析、数据的抽取清洗集成装载、数据仓库设计、数据仓库管理、分析报表查询、数据仓库性能优化、数据仓库部署发布。

      切片、切块、下钻、上卷、旋转等多维度分析与跨维度分析。

      OLAP系统架构主要分为：基于关系数据库的ROLAP、基于多维数据库的MOLAP、基于混合数据组织的HOLAP。

      数据挖掘是在没有明确架设的前提下去挖掘信息、发现知识。

      所得的信息应具有先知、有效、实用，三个特征。

      主要功能有5类：自动预测趋势和行为、关联分析、聚类、概念描述、偏差检测。

      2.3计算机网络基础知识

      2.3.1计算机网络

      按通信距离分广域网、局域网、城域网；按信息交换方式分电路交换网、分组交换网、综合交换网；按拓扑结构分星型网、树形网、环形网、总线型网；按传输带宽分基带网、宽带网；

      按使用范围分公用网、专用网；按通信传播方式分广播式、点到点式……

      OSI/RM：把复杂的问题分解开，保持了层次之间的独立性。

      物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

      2.3.2计算机网络

      1、广域网、局域网、城域网

      广域网又称远程网，覆盖范围广，传输速率相对低，以数据通信为主要目的的数据通信网。数据传输可靠性随着传输介质不同而不同、拓扑结构复杂。

      有公共交换电话网、各种公用数据网。

      局域网是指传输距离有限，传输速度较高，以共享网络资源为目的的网络系统，数据传输可靠误码率低，网络控制一般为分布式，总线拓扑、环形拓扑、星型拓扑、混合型。

      城域网是一种较大范围的高速网络。

      网络拓扑结构：网络中通信线路和节点的几何排序，反映各节点之间的结构关系，影响着整个网络的设计、功能、可靠性、通信费用等重要方面。

      局域网和城域网都是IEEE802标准，决定局域网主要技术有：传输介质、拓扑结构、介质访问控制方法。

      决定了传数据的类型、网络响应时间、吞吐率、利用率，以及网络应用。

      最重要的是介质控制访问方法。（CSMA/CD）

      无线局域网具有以下优点：安装便捷、使用灵活、经济解约、易于扩展。IEEE8.2.11

      2、网络互联

      网络互联目的是使一个网络的用户能访问其他网络的资源，使不同网络上的用户能够互相通信、交换信息。

      网络互联设备的作用是连接不同网络。

      传输介质是信号传输的媒体，常用的介质分为有限介质和无线介质。局域网中，其基本组成部件为服务器、客户机、网络设备、通信介质、网络软件等。

      3、Internet及应用

      世界上规模最大、覆盖面最广且最具影响力的计算机互联网络，它将分布在世界各地的计算机利用开放系统互连协议连接在一起，用来进行数据传输、信息交换、资源共享。

      TCP/IP作为Internet的核心协议，已被广泛应用于局域网和广域网中，主要特性为：逻辑编址、路由选择、域名解析、错误检测、流量控制、对应用程序的支持等。

      TCP/IP是一个协议族，网际层除了IP协议外，还有ICMP、ARP、RARP等几个重要协议……

      Internet的地址主要有两种书写形式：域名格式、IP地址格式。

      www也成万维网/全球网，是指在Internet上以超文本为基础形成的信息网。采用统一的资源定位器URL和图文声并茂的用户界面。

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