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3.3 进程同步与通信
死锁产生的4个必要条件:
1)互斥条件;
2)正在作用的资源不可剥夺;
3)请求和保持;
4)环路等待。
不同进程所执行的程序代码可以不同;
进程同步是指某些进程在逻辑上的相互制约关系;
有序资源分配法能破坏死锁4个必要条件中的环路等待条件,因此可以预防死锁的发生。
在操作系统中,P、V操作是一种低级进程通信原语。
用P、V操作管理临界区时,任何一个进程在进入临界区之前应调用P操作,在退出临界区时应调用V操作。
在P、V操作中,信号S的物理意义是当信号量S值大于零时表示可用资源的数目,当信号量S值小于零时,其绝对值为因请求该资源而被阻塞的进程数目。
3.4作业及其管理
作业的状态:
进入、后备、运行、完成。
最有利于提高系统吞吐量的作业调度算法是:
短作业优先。
计算型作业的优先权通常应低于I/O型作业的优先权。
作业控制块(JCB)是作业存在的唯一标志。
3.5 常规的存储管理方法
存储管理主要是对主存储器(即内存)的管理。
存储管理主要有以下几个方面:
1)内存分配;
2)地址转换;
3)内存保护;
4)内存扩充。
多用户系统的存储器管理——分区式分配
根据内存分区方式的不同,分区式分配又可分成固定式分区、可变式分区、可重定位分区。
固定式分区分配会产生用户作业占用区内的存储碎片;
可变式分区分配减少了碎片,提高了主存利用率,但仍未避免碎片问题;
可重定位分区觖了这个问题。
分区的存储保护常采用界限寄存器和存储保护键两种方法。
采用界限寄存器方法实现存储保护时,基址寄存器和限长寄存器分别存放作业的起始地址及作业的地址空间长度。
地址重定位是将目标程序中的逻辑地址转换成主存空间的物理地址;
把作业装入内存并随机进行地址变换的方式称为静态重定位,而在作业执行期间,当访问到指令或数据时才进行的地址变换称为动态重定位。
存储分配是指为多个作业或进程合理地分配主存空间,提高主存的利用率
3.6 虚拟存储管理
在操作系统的存储管理中,页式分配是把程序的逻辑空间和内存的物理空间按同样尺寸分成若干页,可将程序的分页和内存的页面一一对应起来,便于对存储空间的管理,减少存储碎片,且在请求页式系统中还可以按需调入页而不要求一次装入整个程序。
页面转换产生的原因就是发生缺页中断时内存中没有空闲块,无法装入新的页因而需要换出某页,以便装入新页。
分页式存储管理的优点是:
消除存储空间碎片。
3.7 设备管理
通常把中央处理机CPU和内存储器(主存)以外的所有设备都叫做外围设备。
设备管理中通常对顺序存取设备以独立方式使用,对随机存取设备以共享方式使用,在应用假脱机技术的系统中,实现虚拟设备的管理方式。
通道是提供内存和多个外围设备之间的一条公共通路。
缓冲技术用以缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾,减少对CPU的中断频率,放宽对中断响应时间的限制,提高CPU和I/O设备之间的并行性。
假脱机技术是通过在辅存中开辟专门的输入输出缓冲区来模拟实际的输入输出设备。
假脱机技术的引入解决了CPU与慢速字符设备速度不匹配、多个用户程序同时运行时争夺输入输出设备等问题。
块设备的一个基本特征中可寻址的,即能指定输入时的源地址和输出时的目标地址。
共享设备必须是可寻址的并可随机访问的设备。
3.8 文件和文件系统
文件是一个具有符号的一组相关数据信息的序列,或者说是数据的有组织的集合。
从操作系统角度看到的文件,包含文件控制块FCB(文件目录项)和文件体两部分。
按文件的物理组织结构,可将文件分成连续文件、链接文件、索引文件、直接文件。
按逻辑结构文件分为有结构文件和无结构文件两大类,即记录文件和流式文件,UNIX操作系统中文件采用流式文件,作为文件系统管理的对象,这也是该操作系统的特点之一。
3.9 文件的目录结构和存取控制
一级文件目录要求文件名与文件之间有一对应关系,即不允许出现同名文件。
二级文件目录分成主文件目录(MFD)和若干个用户文件目录(UFD),实现了不同用户的文件可以取相同的文件名。
文件的存取控制就是文件保护,一方面对用户文件提供安全保护,另一方面对共享文件提供存取控制。
3.10-11 用户界面/几个常用操作系统简介
用户与操作系统直接接触的部分是操作系统的用户界面,又称用户接口。
操作系统提供的用户界面主要有如下形式:
键盘命令,程序调用(系统调用)、图形界面。
DOS操作系统是单用户单任务的操作系统。
MS-DOS为用户提供了两类接口,即键盘操作命令和系统功能调用。
UNIX操作系统的结构是按照核心扩充法来设计的。
UNIX操作系统具有良好的可移植性,其主要原因是:
C语言编程。
3.12 新型操作系统综述
多处理机操作系统具有以下特征:
并行性;
机间通信与同步;
可重构性。
网络操作系统具有以下基本功能:
网络通信;
资源管理;
提供多种网络服务;
提供网络接口。
分布式操作系统强调的是功能和任务的分布。
它具有如下的基本特征:
分布性;
自治性;
模块性;
并行性。
在操作系统中,不可中断执行的操作称为:
原语。
操作系统为程序员提供的接口是系统调用接口,为一般用户提供的接口是命令界面。
江苏省计算机等级考试三级偏软复习笔记5——数据库系统
2006-08-2819:
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4 数据库系统
4.1 据库系统
数据库系统结构分为三级:
用户级;
概念级;
物理级。
通常数据库语言必须包括两大部分:
数据描述语言(DataDescriptionLanguage,DDL)和数据操纵语言(DataManipulationLanguage,DML)。
数据描述用于定义数据库的各级模式;
数据操纵语言用于操纵和处理数据库数据,可分为检索操作和存储操作。
数据库的主要特点就是减少数据冗余和数据共享。
数据库管理员(DataBaseAdministrator,DBA)主要负责全面管理数据库系统的工作,具体地说,是定义数据库,对数据库的使用和运行进行监督、控制,并对数据库进行维护和改进。
DBMS(数据库管理系统)主要由存储管理器和查询处理器两大部分组成。
4.2 数据模型
数据的描述有两种形式:
物理数据和逻辑数据。
数据库管理系统的重要作用就是实现它们相互间的转换。
层次模型、网状模型和关系模型就是目前在数据库系统中作用的3种基本数据模型。
在层次模型中实体间的联系是用树开结构来表示的;
在网状模型中实体间的联系可用图来表示;
在关系模型中实体之间的联系是用二维表格表示。
4.3 关系代数(会运用各种法则计算)
4.4-6 函数依赖和规范化/结构化查询语言SQL/数据库设计(识记)
函数依赖有完全函数依赖、部分函数依赖和传递函数依赖。
第一规范;
第二规范;
第三规范;
改进的第三规范;
第四规范的概念。
SQL语言具有数据查询、数据定义、数据操纵和数据控制四个方面的功能。
关系数据库语言SQL是一种说明性语言。
4.7 VisualFoxPro基础知识
FoxPro的数据类型:
字符型(Character)、贷币型(Currency)、数值型(Numeric)、浮点型(Float)、日期型(Date)、日期时间型(DateTime)、双精度型(Double)、整型(Integer)、逻辑型(Logical)、备注型(Memo)、通用型(General)、二进制字符型、二进制备注型。
通常把这些用于数据存储的常量、变量、数组、字段、记录和对象称为数据存储容器。
字段变量是用于标识数据库文件中的数据,它随数据库文件的打开而存在,随数据库文件的关闭而消失。
数组和数组表相比有许多优点:
其一,数组可以不像数据表一样有一个固定的结构;
其二,因为数组中的数据存放在内存中,数据表的数据存放在磁盘上,所以对数组的访问比对数据表的访问速度要快;
其三,数组可以在内存进行排序,不需要额外磁盘空间。
4.8 数据库和数据表的操作
VFP系统提供4种不同的索引类型:
主索引、侯选索引、唯一索引和普通索引。
当对打开的数据库文件用有关命令增加和修改记录时,DBMS将能按各索引关键字自动索引,不需要对该数据库文件再重新索引。
换句话说,它能自动更新已打开的索引文件。
数据操作语言(DML)包括查询、插入、删除和修改。
关系数据库的3种主要数据操作是选择、投影和联接。
选择的功能是选出某些记录;
投影的功能是选出某些字段;
联接的功能是将两个数据库文件按一定的条件连接成一个新的数据库文件。
向FoxPro数据库输入数据的方法有数据登录和文本输入。
FoxPro数据库的文件排序是一种物理排序。
FoxPro数据库文件的索引是一种逻辑索引。
4.12 数据库综述
分布式数据库具有两个主要特征:
1)分布性:
即物理数据库分布在不同的站点上;
2)逻辑相关性:
即它不是各个分散的物理数据库的简单集合,而是一个逻辑上统一的整体数据库。
面向对象数据库系统必须满足两条准则:
1)应该是一个DBMS;
2)应该是一个面向对象的系统。
5 软件工程
5.1 软件危机和软件工程
软件危机主要是指开发软件需要的高成本同软件产品低质量之间存在着尖锐矛盾现象。
采用工程设计的概念、原理、技术和方法来开发和维护软件是解决软件危机的有效途径。
从软件的发展过程来看,软件工程是在1960~1969年间提出并逐步发展的。
5.2 软件生存周期模型
软件生存周期模型是指软件开发和维护的分阶段的组织模式。
通常把软件生存期划分为分析、设计、编码、测试和维护5个阶段。
前4个阶段又总称为开发期,最后一个阶段也称运行期。
软件的生存周期是指从立项制定计划,进行需求分析到不能再使用为止。
为保证软件质量,在软件生存周期的每个阶段结束之前,都需要进行审查工作。
5.3 软件开发的几种方法
结构化方法
结构化方法是目前软件开发的主要方法之一,包括结构化分析、结构化设计、结构化程序设计。
结构化程序设计的基本思想是:
使用且只使用顺序、选择、循环3种基本结构来编写程序。
快速原型法
快速原型法的基本思想是:
首先建立一个能够反映用户主要需求的原型系统,让用户在计算机上运行、试用这个原型系统,通过与原型交互及早发现需求的缺陷;
设计人员也可检查设计的可行性。
快速原型法适于开发需求不确定性高的系统。
面向对象法
面向对象法开发的系统有较好的可重用性和可扩充性。
面向对象法由面向对象分析、面向对象设计和面向对象程序设计组成。
面向对象法的最主要特征是整个生存周期相同的概念、表示法和策略,即始终围绕着对象。
面向对象法通常从3个不同的方面建立一个系统模型,这就是对象模型、动态模型和功能模型。
5.4 结构化分析的基本概念
需求分析的目的是:
确定目标系统的逻辑模型。
使用结构化分析方法时,采用有基本手段是:
分解和抽象。
需求说明书一般应包括以下几部分:
1)一套分层的数据流图;
2)一本数据字典;
3)一组小说明;
4)实体联系图或其他表达数据分析结果的文档;
5)系统开发计划,确认测试计划,初步用户手册。
系统的需求说明书中用于表达系统逻辑功能的文档是:
一套分层的数据流图、一本数据字典、一组小说明
5.5 数据流图
数据流图是描述系统逻辑功能的图形工具,它是仅用来表达系统的逻辑功能,是数据在系统内的逻辑流向和数据的逻辑处理。
数据流图的4种基本成分:
1)外部项、2)处理、3)数据流、4)数据 存储。
数据流图是一种描述数据及其变换的图形表示。
在数据流图上不允许出现控制流。
数据流图的作用是:
表达系统和逻辑功能。
系统流程图是物理系统的传统工具。
程序流程图是控制结构的。
5.6 数据字典
数据描述是数据字典的最主要的任务,包括数据流、数据存储以及组成数据存储的数据元素(数据项)的描述。
数据字典的最重要的用途是作为分析阶段的工具,它也可能是开发数据库的第一步,其最基本的功能是数据定义。
5.7 处理逻辑的表达方法
目前常使用结构化语言或判定表、判定树等方法来表达处理逻辑。
判定树和判定表是用于描述结构化分析方法中数据加工环节的工具。
判断树是表达嵌套的多层判断的有效方法。
判定表也是一种表达判定逻辑的工具,其优点是能把各种条件的组合不漏地表达出来,当条件很多,每个条件取值也很多时,判定表比判定树更有效。
判定表通常由四部分组成:
条件对象集合、操作集合、各种可能的条件组合和所选的操作。
系统分析中使用的结构化语言是一种介乎自然语言和程序语言之间的格式化语言。
5.8 结构化设计的基本概念
结构化采用自顶向下的模块设计方法设计系统的软件结构。
软件的结构化设计方法是以数据流图为依据的模块结构设计方法。
数据流图是需求说明书最主要的文档,它表达系统的功能要求和数据要求,既是与用户交流的文档也是系统设计的依据。
模块间传递的信息通常有两种形式:
数据和控制。
尾部是实心圆表示控制流,尾部是空心圆表示数据流。
结构图着重表示系统的层次特征和模块间的调用关系,并标明了系统的主要功能。
借助IPO图可描述模块的输入、处理、输出的细节。
软件(结构)设计阶段产生的文档是:
模块结构图和模块说明书。
结构化设计中,设计得很好的软件结构通常顶层扇出较高,中层扇出较少,底层扇入到公共实用模块中,即底层模块高扇入。
5.9 模块设计原则
模块的独立性可以有两个定性的度量标准:
内聚度和耦合度。
内聚度用于衡量一个模块内部各组成成分之间彼此结合的紧密程度;
耦合度衡量不同模块之间相互依赖的程度。
结构化设计要求实现模块的高内聚性和模块间的低耦合性。
决定模块间耦合程度强弱有三个方面因素:
模块间的联系方式;
模块间接口的性质;
模块间接口上通过的量。
模块设计设计原则:
应以数据耦合为主,特征耦合为辅,必要时才建立控制耦合,尽量避免公共耦合,坚决消除内容耦合。
模块间的耦合性主要有数据耦合、控制耦合、公共耦合和内容耦合,它们之间按耦合度的由弱到强的排列次序是数据、控制、公共。
模块内聚度从高到低划分成如下的几个等级:
1)偶然内聚;
2)逻辑内聚;
3)时间内聚;
4)过程内聚;
5)通信内聚;
6)顺序内聚;
7)功能内聚。
5.10 功能分解和模块设计策略
从数据流图导出初始模块结构图,主要是通过变换分析和事务分析。
5.11 面向对象分析
面向对象分析需通过识别与筛选对象、确定属性、定义操作、明确继承关系、建立实例联系和消息路径等过程,完成对象分析并建立模型。
5.12 面向对象设计
设计人机交互界面的常用准则:
1)一致性;
2)减少步骤;
3)及时提供反馈信息;
4)提供撤消命令;
5)减少或无须记忆;
6)易学并提供帮助功能;
7)富有吸引力。
用户界面的设计策略与步骤:
1)对用户分类;
2)描述用户;
3)设计命令层次并进行优化;
4)设计界面细节;
5)增加用户界面专用的类与对象;
6)利用快速原型演示改进界面设计。
任务管理是系统设计目标的体现。
面向对象设计时,对象信息的隐藏主要是通过对象的封装性实现的。
面向对象设计模型OOD,由主体部件(PDC)、用户界面部件(HIC)、任务管理部件(TMC)和数据管理部件(DMC)四部分构成。
5.13-16 测试和测试目的、步骤和方法等
软件测试的目的是发现软件的错误。
软件集成测试工作最好由不属于该软件开发组的软件设计人员承担,以提高集成测试的效果。
全局数据结构的错误通常在集成测试步骤中发现。
软件测试时,正确的测试次序是:
模块测试、组装测试、确认测试。
测试的基本出发点是:
使用最少的测试,暴露尽可能多的错误。
采用白盒法测试模块(程序),应根据内部逻辑结构。
采用黑盒法测试程序是根据程序的功能说明。
5.17-19 维护和维护的内容、维护过程和可维护性、软件质量标准
维护的内容一般包括:
1)改正性维护;
2)适应性维护;
3)完善性维护;
4)预防性维护。
适应性维护的含义是为使软件在改变的环境下仍能使用所进行的维护。
软件维护指的是:
对软件的改正、适应和完善。
软件的可维护性可以定义为维护人员理解、修改软件有难易程度。
影响软件可维护性的因素有三个方面:
可理解性、可测试性和可修改性。
软件的质量标准一般定义为:
可靠性、可维护性、效率、可通信性和可移植性等方面。
6 计算机网络
6.1计算机网络及其分类
计算机网络的基本分类方法主要有两种:
一种是根据网络所使用的传输技术;
一种是根据覆盖范围与规模。
按网络交换方式分类:
1)线路交换网络;
2)报文交换网络;
3)分组交换网络;
4)混合交换网络。
按网络拓扑结构分类:
1)星型网络;
2)树型网络;
3)环型网络;
4)总线型网络;
5)网状型网络。
按网络控制方式分类:
1)集中式网络;
2)分布式网络;
按网络的作用范围分类:
1)广域网;
2)局域网;
3)城域网。
6.2数据通信和信息交换
数据通信系统是指通过数据传输系统,把计算机和分布在远地的数据终端设备连接起来,以实现数据通信的系统。
分组交换的优点:
1)加速了信息在网络中的传输;
2)简化了存储分组的处理过程;
3)减少了出错率和重发信息量;
4)适于采用优先权策略。
宽带综合业务数字网B-ISDN采用的数据交换方式是面向连接的电路交换和无连接的分组交换。
6.3计算机网络体系结构
网络协议含有语法、语义和同步3个要素。
在计算机网络中,可以发送或接收信息的硬件或软件进程称为实体,在协议的控制下,它们之间进行信息传递。
6.4-6局域网、网络互联、互联网
所谓网络互联,是指将分布在不同地理位置的网络通过设备相连接,以构成更大范围的网络,实现数据通信和网络资源共享。
网络互联必须通过网络互联设备互联才能实现,这种互联设备又称中间设备(中继系统)。
根据所在层次不同中继系统大致分转发器、网桥、路由器和网关4类。
转发器只能用于同种网络间物理层信息的接送;
网桥仅用于局域网间的连接;
路由器,当互联的网络数目很多,或者在将局域网与广域网互联时,可采用路由器实现;
网关用于互联不同类型的网络,一个网关仅用于两个网络间的连接。
一台主机的IP地址由网络号和主机号两部分组成。
把IP地址的第一段进一步划分为五类:
0-127为A类;
128-191为B类;
192-223为C类;
D类和E类留作特殊用途。
其中A类IP用于少量大网络,B类IP用于中型网络,C类IP地址用于小型网络。
网卡实现的主要功能是:
实现与主机总线的通信连接,解释并执行主机的控制命令;
实现数据链路层的功能;
实现物理层的功能。
交换器就是用来实现临时连接和传输的设备。
超媒体信息组织形式是网状。
当前Internet所使用的IP协议是在网络中网际层上使用,网际层对应OSI的网络层。
防火墙是Internet与Intranet之间所采用的一种安全措施。
计算机与Internet网络连接有四种方式,它们分别是电话方式、主机方式、网络方式和终端方式。
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