软考中级-信息系统治理工程师复习笔记(干货)

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第一篇：信息系统基础

第一章：计算机硬件基础

重点：计算机硬件基础知识、计算机基本组成、中央处理、存储器、I/O设备等要紧部件的性能和基本工作原理，以及计算机系统结构，计算机存储系统等。

1.1、计算机基本组成

1946年浮现第一台计算机，按照冯.诺依曼-计算机设计思想，计算机硬件系统由：运算器、操纵器、存储器、输入输出设备5大部分组成。运算器与操纵器统称为中央处理器(CPU)，内存储器和中央处理器合称主机。别属于主机的设备统称外部设备，包括输入输出设备、外存储器。下图是计算机的基本组成：

1.1.1、中央处理器

1）运算器

a、运算器：举行算术和逻辑运算的部件，运算数据以二进制格式给出，可从存储器取出来或来自输入设备，运算结果写入存储器或输出设备。

b、运算器由算术逻辑运算部件(ALU)和寄存器(通用寄存器、特别寄存器)组成。

c、算数运算按照算术规则运算，如加减乘除及它们的复合运算，逻辑运算普通泛指非算术性运算，如比较、移位、逻辑加或减、取反、异或等。现代计算机的运算器有8、16、32或更多，构成一具通用寄存器组，以减少拜访存储器的次数，提高运算器的速度。

2）操纵器

操纵器是指挥、协调计算机各大部件工作的指挥中心。实质是解释、执行指令。CPU可以按正确的时序产生操作操纵信号是操纵器的要紧任务。运算器组成部分如下图：

3）存储器

存储器以二进制形式存放数据和程序的部件，经过地址线和数据线与其他部件相连。各种类型的存储器：

a、高速缓冲存储器(Cache)：由双极型半导体组成，特点是高速、小容量，存取速度接近CPU的工作速度，用来暂时存放指令和数据。

b、主存储器：是计算机系统中的重要部件、用来存放计算机运行时的大量程序和数据，用MOS半导体存储器构成。--CPU能直截了当拜访的存储都叫内存储器，高速缓冲与主存都属于内存储器。

c、辅助存储器：又叫外存储器，特殊点是容量大，要紧由磁表面存储器组成，目前光存储器运用广泛。

4）输入输出设备(外围设备)

I/O设备是计算机与其他设备之间执行信息交换的装置，包括各类输入输出设备及相应的输入输出接口。

a、输入设备的功能是把数据、命令、字符、图形、图像、声音和电流等信息换算成计算机能够接收和识不的二进制数字代码，以便计算机处理。输出设备的功能是把计算机处理结果，变成人最后能够识不的数据、文字、图形、图像、声音等打印或显示出来。

b、输入设备举例：第一种是采纳媒体输入的设备如纸带输入机、卡片输入机、光学字符阅读机等，第二种是交互式输入设备(能够建立人机之间的友好界面)有键盘、鼠标、光笔、触摸屏、跟踪球等。

c、输出设备举例：显示器、打印机、测绘仪、语音输出、卡片或纸带穿孔机。

d、输入输出设备举例：磁盘机、磁带、可读写光盘、CRT终端、通信设备。f、输入输出设备按功能划分有：用于人机接口、用于存储信息、机与机联系。

f、鼠标：分为机械式和光电式鼠标，经过总线接口或通信接口与主机连接，目前大部分鼠标接在串行通信口COM1或COM2上。键盘：触点式和非触点式。打印机：印字原理分为击打式和非击打印机(激光、热敏、喷墨打印机)，输出方式分为串行和并行打印机。

g、显示器：用来显示数字、字符、图形和图像的设备，由监视器和显示操纵器组成，监视器由阴极射线管（Ｃ盯）、亮度操纵电路（操纵栅）、扫描偏转电路（水平／垂直扫描偏转线圈）等部件构成。

在光栅扫描显示器中，为了保证屏幕上显示的图像别产生闪耀，图像必须以50帧／秒至70帧／秒的速度举行刷新。如此固定分辨率的图形显示器其行频、水平扫描周期、每像素读出时刻，均有一定要求。例如当分辨率为640×480时，且假定水平回扫期和垂直回扫期各占水平扫描周期和垂直扫描周期的20％。

则行频为480线÷80／100×50帧／ｓ=30kHz

水平扫描周期HC≡１／30kHz＝33us

每一像素读出时刻为33us×80%÷640＝40~50ns

若分辨率提高到1024×768，帧频为60帧／秒，则行频提高到57.6kHz，水平扫描周期HC＝17.4us，每像素读出时刻减少到13.6us。从这个地方能够清晰看到，分辨率越高，为保证图像别闪耀，则时刻要求越高（每－像素读出、显示的时刻越短），成本也随之迅速上升。另外光栅扫描显示器的扫描方式还能够分成逐行扫描与隔行扫描方式两种。

1.2、计算机系统结构

环绕着怎么提高指令的执行速度和计算机系统的性能价格比，浮现了流水线处理机、并行处理机、多处理机、精简指令系统计算机。

1）并行处理的概念

并行处理的概念：并行性是指计算机系统具有并且运算或操作的特性，包括并且性、并发性两种含义。并且性是指两个或者两个以上的事件同一时刻发生。并发性是指两个或者两个以上事件同一时刻间隔发生。

计算机提高并行性的措施：时刻重叠(引入时刻因素)、资源重复(引入空间因素)、资源共享(软件办法)。

计算机的基本工作过程：执行一串指令、对一组数据举行处理。计算机执行的指令序称为“指令流”，指令流调用的数据序列称为“数据流”。依照指令流和数据流的多重性，把计算机系统分为4类：S-single单一的、I-instruction指令、M-multiple多倍的、D-data数据。

单指令流单数据流(SISD)：计算机的指令部件一次只对一条指令举行译码，并只对一具操作部件分配数据，传统的单处理机属于SISD计算机。

单指令流多数据流(SIMD)：这类计算机拥有多个处理单元，它们在同一具操纵部件的治理下执行同一指令，向各个处理单元分配需要的别同数据，并行处理机属于SIMD计算机。

多指令流单数据流(MISD)：包含多个处理单元，按多条别同指令的要求对同一数据及中间结果举行别同的处理，这类计算机非常少见。

多指令流多数据流(MIMD):包含多处理机、存储器和操纵器、实际是几个SISD的集合，并且运行多个程序和处理各自的数据，多处理机属于这类计算机。

2）流水线处理机系统

流水线技术是一种时刻并行技术，增加少量硬件就能提升几倍计算机的运算速度。是一种普遍使用的并行处理技术。

执行过程：取指令、指令分析、指令执行

若取指令、读指令、执行指令时刻均为t，则完成n条指令的所需时刻T1则为：

T1=n*3t=3nt,而运用流水线方式后，

则所需时刻T2=3t+(n-1)t=(n+2)t。所以传统的串行执行方式优点是操纵简单，节约设备。缺点是执行指令速度慢，功能部件利用率低。采纳并行执行方式优点是程序执行时刻缩短，功能利用率增高，相对操纵复杂、需要更多硬件支撑。

3）并行处理机系统

基本概念：也成为阵列式计算机，处理单元(PE0…PEn-1)互连成阵列，是操作并行的SIMD计算机：

特点：以单指令流多数据流方式工作；采纳资源重复利用办法引入空间因素；某一类算法的专用计算机；与并行算法紧密结合；异构型多处理系统。

4）多处理机的系统

基本概念：若干台计算机组成，属于多指令流多数据流(MIMD)的方式：

特点：属于MIMD计算机，与SIMD相比，并行级不别同；结构灵便性、程序并行性、并行任务派生、进程同步、资源分配和进程调度。

5）CISC/RISC指令系统

CISC：复杂指令指令集计算机

特点：多指令、多寻址方式

目的：优化目标程序、更好支持高级语言、提供操作系统支持

RISC：精简指令系统计算机

目的：复杂指令集计算机研制周期长、成本高；难保证正确性；落低系统性能；常用指令惟独几十条、硬件资源白费

特点：指令数目少；指令长度固定；大多数指令可在一具机器周期内完成；通用寄存器数量多；

两者差异：设计思想；

1.3、计算机存储系统

1）存储系统的层次结构

定义：把各种别同容量、别同存取速度按一定结构有机组织在一起，程序和数据按别同层次存放在各级存储器中，整个存储系统拥有较好的速度、容量和价格的综合性能指标：

高速缓存-主存：解决存储器的速度咨询题；

主存-辅存：解决容量咨询题

2）主存储器(RAM)的构成

构成：存储体(存储矩阵)、地址译码器、驱动器、I/O操纵、片选操纵、读写操纵要紧技术指标：存储容量(计算机处理能力的大小取决于存储容量的大小)、存取速度(拜访时刻、存储周期描述)、可靠性(存储器的可靠性用平均故障间隔时刻描述，MTBF越大，可靠性越高)。

3）高速缓冲存储器

主存与高速缓存交换数据以页为单位，CPU拜访的内容在高速缓存中称为“命中”，别在则为“别命中或失靶”

4）辅助存储器

定义：存放当前别马上使用的信息，常用辅存包括：磁带存储器、磁盘存储器、光盘存储器

特点：容量大、可靠性高、价格低

磁带磁盘存储器统称为磁表面存储器

1.4、计算机应用领域

进展时期：第一时期，20世纪50年代初到末，第二时期，50年代末到70年代初，70年代到80年代的进展，使其进入到第三时期，90年代以来，Internet进展，计算机应用方式向分布式和集群式进展。

计算机信息处理技术：对各种信息媒体的猎取、表示、加工、表现办法和技术。

计算机应用领域包括：科学计算、信息治理、计算机图形学与多媒体技术、语言与文字处理、人工智能。

1）科学计算

最早的应用领域，例如天气预报、天文研究、水利设计、原子结构分析、生物分子结构分析、人造卫星轨道计算、宇宙飞船研制等。

2）信息治理

治理信息系统是由人、计算机和治理规则组成，以采集、加工、维护和使用信息为要紧功能的人-机系统。

目前正记忆从单项事务的电子处理系统，向以数据库为基础的治理信息系统、以数据库、模型库和办法库为基础的决策支持系统进展，呈现系统集成化、结构分布化、信息多元化、功能智能化、

3）计算机图形学与多媒体技术

CAD：计算机辅助设计

CAI：计算机辅助教学

多媒体技术是计算机对文本、图形、图像、声音、动画和视频信息举行综合处理。

4）语言与文字的处理

5）人工智能

1.5、相关题目

第二章、操作系统

重点：操作系统概念、作用、类型、处理机治理、存储治理、设备治理、文件治理、作业治理

2.1、操作系统简介

1）操作系统(OS)定义：治理软硬件资源、操纵程序举行，改善人机界面，合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行环境的系统软件。

2）作用：经过资源治理，提高计算机系统效率；改善人机界面，向用户提供友好工作环境。

3）特征：并发性、共享性、异步性

4）功能：处理器治理、存储治理、设备治理、文件治理、作业治理、网络与通信治理。

5）类型：批处理操作系统(特点是用户脱机工作、成批处理作业、多道程序运行、作业周期长)、分时操作系统(特征有并且性、独立性、及时性、交互性)、实时操作系统(组成有数据采集、加工处理、操作操纵、反馈处理)

2.2、处理机治理

1）进程基本概念

目地：刻画动态系统的内在规律、有效治理和调度进入计算机系统主存储器运行的程序。

定义：是一具具有一定独立功能的程序对于某个数据集合的一次运行活动

属性：结构性、动态性、共享性、独立性、制约性、并发性

2）进程的状态与转换

生命周期：创建、运行、撤销、消亡

状态：运行(正在运行)、就绪(待系统分配以运行)、等待(别具备运行条件，等待某个事件完成)，以下是三态模型与五态模型：

3）进程描述

组成：进程程序块、进程数据块、系统/用户堆栈、进程操纵块

进程操纵块：标识信息、现场信息、操纵信息

4）进程同步与互斥

两种基本关系：竞争(资源)关系与协作(完成同一任务时)关系

进程互斥：解决进程间的竞争关系，若干进程要使用同一共享资源时，任何时间最多允许一具进程去使用，其他则必须等待，直到占有资源被释放。临界区治理可解决互斥咨询题。

进程同步：解决举行间协作关系，一具进程的执行依靠于另一具进程的消息，需要等待

消息达到后才被唤醒。

同步机制：信号量、PV、管程

进程死锁：进程使用资源的过程：申请、使用、归还；产生死锁的条件：互斥条件、占有和等待条件、别剥夺条件、循环等待条件

2.3、存储治理

存储治理是操作系统的重要组成部分、所以存储治理直截了当妨碍系统性能。存储治理要紧负责主存储器的治理。

主存储空间分为系统区和用户区。

存储治理功能：主存储空间的分配与回收、地址转换与存储爱护、主存储空间的共享、主存储空间的扩充。

存储器的层次结构：寄存器、高速缓存、主存储器、磁盘存储、固定磁盘、可挪移存储介质共7个存储层次

2.4、设备治理

设备治理功能：外围设备中断处理、缓冲区治理、缓冲设备的分配、外围设备驱动调度1）I/O硬件原理：输入输出系统、输入输出操纵方式、询XXX、中断方式、DMA方式、通道方式、

2）I/O软件原理：层次分为I/O中断处理程序(底层)、设备驱动程序、与设备无关的操作系统I/O软件、用户层I/O软件

3）Spooling(假脱机)系统：设备虚拟技术

4）磁盘调度：移臂调度、旋转调度

2.5、文件治理

文件系统是操作系统中负责存取和治理信息的模块，包括治理用户和系统信息的存储、检索、更新、共享和维护。

1）文件：用途分类为系统文件、库文件和用户文件；按爱护级不分为只读文件、读写文件、别爱护文件；按信息流向可分为输入文件、输出文件、输入输出文件；

2）文件类型：一般文件、名目文件、块设备文件、字符设备文件，其中一般文件包括ASCII文件或二进制文件。

3）文件系统：对用户的功能：文件按名存取、名目建立与维护、从逻辑文件到物理文件的转换、文件存储空间的分配和治理、提供合适的文件存取办法、实现文件的共享、爱护和保密、提供一组适合用户使用的文件操作

4）文件存取方式：顺序存取、直截了当存取、索引存取。

2.6、作业治理

1）采取脱机和联机两种方式运行

2）作业是用户交给操作系统计算的一具独立任务。

3）作业调度：算法包括先来先服务算法、最短作业优先算法、响应比最高者算法(HRN)、优先数算法

4）多道程序设计：优点有提高了CPU利用率、提供内存和I/O设备利用率、改进了系统吞吐率、充分发挥了系统的并行性。要紧缺点是作业周转时刻长。

2.7、相关题目

第三章、程序设计语言

重点：基本概念、成分、汇编语言、编译原理、解释原理

3.1、程序设计语言基础

3.1、程序设计基本概念

1）概念：为了书写计算机程序而人为设计的符号语言，用于对计算过程举行描述、组织和辅导。始于1957年。

2）分为低级语言(机器语言、汇编语言—基本上面向机器)和高级语言(面向过程和面向咨询题的语言)

3）机器语言：是用二进制代码表示的计算机可以直截了当识不和执行的一种机器指令的集合。

4）汇编语言：为了克服机器语言难读、难编、难记和易出错的缺点，人们用与代码指令与实际含义相近的英文缩写、字符、数字等符号来代替指令代码(例如add表示运算符号+的机器代码)。从而形成了汇编语言。所以汇编语言是一种用助记符表示的仍然面向机器的计算机语言。属于低级语言。

5）计算机别能直截了当识不汇编语言，所以需要先放入汇编程序的“加工”和“翻译”。用汇编语言等非机器语言书写好的符号程序称为“源程序”。运行汇编语言要将源程序翻译成目标程序，目标程序是机器语言。

6）汇编语言的优势：编制系统软件和过程操纵软件，目标程序占用内存空间少，运行

速度快。

7）高级语言：与自然语言相近并为计算机同意和执行的计算机语言称为高级语言。3.2、程序设计语言的基本成分

1）包括数据成分、运算成分、操纵成分、函数等

2）数据成分：常量(整型、实型、字符、符号常量)与变量(变量名、变量值)、全局量与局部量、数据类型(基本类型、构造类型、指针类型与空类型)

3）运算成分：算术运算、关系运算、逻辑运算。运算符号要规定优先级和结合性。

4）操纵成分：顺序、挑选、循环结构

5）函数：由函数讲明与函数体构成，也可分为有返回值函数和无返回值函数。

3.3、编译、解释系统

1）程序的编译与解释

计算机别能识不高级语言编写的源程序，需要经过“翻译程序”翻译成机器语言形式

的目标程序,计算机才干识不和执行。

通常的翻译方式分为编译方式和解释方式；

编译方式：事先编写好一具称为编译程序的机器语言程序，作为系统软件放在机器内、当用户由高级语言编写的源程序输入计算机后，编译程序便把源程序整个的翻译成用机器

语言表示的与之等价的目标程序，然后再执行，得到结果。

解释方式：源程序进入计算机时，解释程序边扫描边解释，计算机一句一句执行，并

别产生目标程序。

Pascal、Fortran、Cobol等高级语言执行编译方式；Basic则以解释方式为主，而Pascal和C语言是能书写编译程序的高级程序设计语言。

2）编译程序与解释程序的优缺点

编译程序可脱离语言环境执行，使用方便、效率高，可充分利用计算机资源；但修改别方便，如今大多数编程语言基本上编译型，例如VisualC++、VisualFoxpro、Dephi等。

解释语言执行效率低、但执行方式灵便、可动态调整修改应用程序，解释程序别能重复利用计算机资源。实现简单，方便在别同平台移植，例如java、PowerBuilder、VisualFoxp