软考-软件设计师（中级）笔记（完整版）

《软考-软件设计师（中级）笔记》涵盖了计算机科学与技术的基础知识，主要涉及计算机组成原理、计算机体系结构、存储结构、以及操作系统等核心领域。以下是对这些知识点的详细阐述： 1. **计算机组成原理与组成结构** - **CPU进制转换**：计算机中常用进制包括二进制、八进制、十进制和十六进制。16进制数0X000F可以表示为000FH，这是一种常见的十六进制表示方式。 - **原码、反码、补码和移码**：原码是直接表示数值的编码方式，正数不变，负数的最高位为1。反码是原码的负数形式，负数的各位取反（但最高位不变）。补码是在反码基础上，负数加1，正数不变。移码则是在补码的基础上将符号位排除在外的移位。 2. **移位指令** - **移位分为逻辑移位和算术移位**：逻辑移位不考虑数值的符号，简单地填入0或1；算术移位会保留符号位，左移时在最右边补符号位，右移时在最左边补符号位。 3. **浮点数运算与计算机结构** - **浮点数运算格式**：浮点数的表示通常包括阶码和尾数两部分，遵循特定的运算规则。 - **计算机体系结构分类**：主要有CISC（复杂指令集）和RISC（精简指令集）两种，RISC通常具有更简单的指令集和更高的执行效率。 4. **流水线技术** - **流水线计算**：流水线技术通过将操作分解为多个阶段，可以显著提高处理器速度。理论公式和实践公式用于计算流水线的性能，其中k表示阶段数，t表示每个阶段的时间。 5. **存储结构** - **Cache与局部性原理**：Cache是提高访问速度的关键，基于局部性原理（程序运行时倾向于连续访问同一区域的数据），通过缓存最近使用的数据来减少主存访问。 - **主存分类**：包括RAM（随机访问存储器，断电后数据丢失）和ROM（只读存储器，断电后数据保持）。 6. **磁盘结构与参数** - 磁盘是一种非易失性存储设备，其结构包括盘片、磁头和磁道等，数据以扇区的形式存储。 7. **总线系统** - 总线是连接计算机各组件的通信路径，其可靠性对系统稳定运行至关重要。 8. **可靠性计算** - 可靠性的计算通常涉及并联和串联的可靠性模型，其中并联系统中任一部件的故障会导致整个系统失败，而串联系统中所有部件必须正常工作系统才正常。 9. **差错控制码** - **CRC（循环冗余校验）**：只能检测错误，基于异或运算，通过生成多项式进行校验，能有效检测数据传输中的错误。 - **海明校验码**：通过添加额外的校验位，能够定位错误的具体位置，并允许纠正错误。 - **奇偶校验码**：通过统计数据位中的1的数量，确保总数为奇数或偶数，仅能检测单比特错误。 - **循环冗余校验码**：使用模2加法，能检测多位错误。 10. **操作系统** - **进程管理**：进程有多种状态，如新建、就绪、运行、等待和终止。前驱图描绘了状态之间的转换关系。 - **进程同步与互斥**：PV操作（信号量机制）用于解决并发执行中的资源分配问题，防止竞争条件。生产者-消费者问题是一个经典的同步问题，需考虑避免死锁和饥饿现象。 以上是软件设计师（中级）考试中可能会遇到的一些关键知识点，理解并掌握这些内容对于通过考试至关重要。在实际考试中，可能需要应用这些概念解决具体的问题或设计算法。