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系统分析师

这是一篇关于系统分析师的思维导图，主要内容有计算机组成与体系结构、操作系统、软件体系结构、标准化知识等。

编辑于2022-07-09 11:52:45

系统分析师

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系统分析师

计算机组成与体系结构

考点

1、各种计算机体系结构的特点和应用

2、构成计算机的各类部件的功能和相互关系

计算机组成

控制器

分析和执行指令的部件

指令计数器、程序计数器、指令译码器、时序部件、微操作控制信号形成部件

运算器

对数据进行算数和逻辑运算

ALU、通用寄存器（不包括地址寄存器）、多路转换器、数据总线

现在被制造在同一个超大规模集成电路中，俗称CPU

内存储器

外存储器

输入设备

接收外界向计算机输入的信息

除了传统的键鼠，新增了手写板、穿戴设备、眼睛输入等

输出设备

将计算机的信息向外输送

显示器也增强了很多，折叠式、超大型、触摸屏等

计算机分类

Flymn分类

根据指令流、数据流、多倍性特征进行分类

指令流：机器执行的指令序列

数据流：由指令流调用的数据序列，包括输入数据和中间结果，但是不包括输出结果

多倍性：系统在性能瓶颈的部件上同时处于同一处理阶段的指令或数据的最大可能个数

根据指令流和数据流的组合方式，2X2共4种分类

多级存储体系

目的保持较高的存储速率，保持较低的成本

体系包括：寄存器、Cache（高速缓存）、主存储器、磁盘存储器、光盘存储器、磁带存储器

存储器中数据常用的存取方式4种

顺序存取

数据以记录形式进行组织，对数据访问必须按照特定的线性顺序进行。磁带存储器就是采用

直接存取

与顺序类似，也有拥有一个共享的读写装置，不同的是数据块拥有唯一地址标识。磁盘采用

随机存取

存储器没一个可寻址单元都拥有自己唯一的地址和读写装置，系统可以在相同的时间内对任意一个存储单元的数据进行访问，而与先前的访问序列无关。主存储器采用

相联存取

也是一种随机存取形式，但是选取某一单元进行读取取决于其内容不是取决于地址。每个单元都有自己的读写装置，读写时间也是一个常数。为了提高地址映射速度，Cache采用

存储器系统的性能主要有存取时间、存储器带宽、存储器周期、数据传输率来衡量

主存储器

就是内存，根据工艺和技术分为

RAM 随机存取存储器

DRAM 动态RAM

信息随着时间逐渐消失，需要对其刷新维持信息不丢失

SRAM 静态RAM

能够在不断电的情况下，一直保持信息而不会丢失

ROM 只读存储器

PROM 可编程ROM

EPROM 可擦除的PROM

闪速存储器

CAM 相联存储器

是一种基于数据内容进行访问的存储设备

比如在路由器中的地址交换表，CPU的Cache控制器（Tag阵列）

辅助存储器

磁带存储器

磁盘存储器

RAID存储器

光盘存储器

Cache 高速缓存

目的：提高CPU的输入和输出速率

基本原理

映射机制

输入输出接口

输入输出控制器负责外部设备与主存储器、CPU的寄存器之间的数据交换

输入输出方式

程序控制方式

程序中断方式

DMA工作方式

通道方式

输入输出处理机

总线和接口

就是一组进行相互连接和传输信息（指令、数据、地址）的信号线

总线速度是制约计算机整体性能的最大因素

1 总线分类

内部总线

寄存器之间、算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据所用

外部总线

CPU与内存RAM、ROM输入和输出设备接口之间进行通信的通路

相对于CPU的位置

地址总线

数据总线

控制总线

功能划分

机内总线

机外总线

指与外部设备相连的，实际上是一种外设的接口标准

IDE 电子集成驱动器

SCSI 小型计算机系统接口

主要与硬盘、光驱等IDE设备相连

USB 通用串行总线

IEEE1394

新型外部总线能连接多种外部设备

2 总线标准

正式标准

由IEEE等国际组织正式确认和认可的标准

工业标准

由某一厂家提出，其他厂家广泛使用的标准

3 接口的分类

各种体系结构

精简指令系统计算机

流水线技术

是通过并行硬件来提升系统性能的方法

并行处理

互联网络

操作系统

是计算机系统中的核心系统软件，负责管理和控制计算机中硬件和软件资源，合理的组织计算机的工作流程和有效利用资源，并在计算机饿用户之间起接口的作用

类型与结构

根据使用环境和对作业的处理方式

批处理操作系统

把用户提交的作业分类，把一批中的作业编成一个执行序列

特征：用户脱机使用计算机、成批执行、多道程序运行

分时操作系统

多个用户同时以会话方式控制自己程序运行，用户隔离，彼此无感知。

特征：交互性、多用户同时、独立性

实时操作系统

往往是专用的，系统与应用很难分离，不强调资源利用率，而是关心及时性、完整性和可靠性

特征：及时响应、高可靠性

网络操作系统

按照网络体系结构的各个协议标准进行开发，各计算机的系统可以互不相同

特征：互操作性、协作处理

分布式操作系统

要求一个统一的操作系统，负责全系统的资源调度和分配，为用户提供统一界面

目前没有实现

无序结构

层次结构

面向对象结构

对称多处理结构

微内核结构

处理器管理

进程的状态

进程是程序的运行实例，是一个动态的概念，而程序是静态概念，是指令的集合

运行态

占有处理器，正在执行

就绪态

具备运行条件，等待系统分配处理器以便运行

等待态

阻塞状态，不具备运行条件，等待某一事件的完成

子主题

信号量与PV操作

信号量：是一种特殊的变量，表现形式是一个整形S和一个队列 P操作：S=S-1,若S<0,进程暂停执行，进入等待队列 V操作：S=S+1，若S<=0,唤醒等待队列中的一个进程

目的：解决并发问题

互斥操作

同步操作

生产-消费

死锁问题

互相等待对方的资源，而在得到对方的资源前，又不释放自己的资源

死锁产生的必要条件

1 互斥条件：一个资源只能被一个进程使用

2 保持与等待条件：已获得一些资源，但请求其他资源被阻塞时，又对已获得资源保持不变

3 不可抢占条件：有些系统资源是不可抢占的，当某个进程获得这种资源时，系统不能强行收回，只能有进程自己释放

4 循环等待条件：若干个进程形成循环链，每个都占用下一个要申请的资源

解决死锁策略

死锁预防：破坏必要条件中的任意一个就可以预防

死锁避免：值每次在进程申请资源时，判断这些操作是否安全

死锁检测：判断系统是否处于死锁状态，如果是，就执行死锁解除策略

死锁解除：与死锁检测集合使用，他使用的方式就是剥夺。即将拥有的资源强行收回

线程

多线程实现的并行解决了进程间并行的缺点：创建线程的开销更小，同一个进程的线程共享进程的地址空间，所以切换更快

多线程虽然好，但是依然有很多软件采用了多进程的方式，Redis

文件管理

是对外部存储设备上面的以文件形式存放的信息的管理

文件的结构是文件的组织形式。从用户角度看到的文件结构，称为文件的逻辑结构。文件的物理结构是指文件在存储设备上的存储方法。

文件的逻辑组织

文件的物理组织

树形的目录结构

存储空间管理

存储管理

地址变换

存储组织

作业管理

设备管理

网络操作系统

软件体系结构

标准化知识

应用数据与经济管理

知识产品与法律法规

安全性知识

信息系统安全体系

5个基本要素

机密性：确保信息不暴露给未授权的实体或进程

完整性：只有得到允许的人才能修改数据，并能够判断数据是否已被修改

可用性：得到授权的实体可以访问数据

可控性：可以控制授权范围内的信息流向和行为方式

可审查性：对出现的安全问题提供调查的依据和手段

安全系统体系结构

安全服务

特定安全机制

项目管理

新技术应用

面向对象方法

信息系统基础知识

信息与信息系统

信息是系统有序程度的度量

系统的特性

整体性

层次性

目的性

稳定性

突变性

自组织性

相似性