计算机系统概论知识点（软件设计师）

一、计算机组成与结构（必考）

1. 冯・诺依曼体系 五大部件：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。核心思想：程序和数据都存在存储器里。

2. CPU 组成

   • 运算器（ALU）：做计算、逻辑判断
   • 控制器：指挥流程
   • 寄存器：CPU 内部临时存放数据，最快

3. 指令系统

   • CISC：指令多、复杂、通用
   • RISC：指令少、简单、速度快、流水线强考试常问：RISC 特点是什么？

4. 流水线技术 把指令拆成多步并行执行，提高效率。必考：吞吐率、加速比概念。

二、存储系统（每年必出）

1. 存储层次（速度从快到慢） 寄存器 → Cache → 主存（RAM）→ 辅存（硬盘）记住：越快越小越贵，越慢越大越便宜。

2. ** 主存编址计算题（必考）公式：存储容量 = 单元数 × 字长地址线 n 根 → 最大寻址空间 2ⁿ考试几乎每次都有计算题。

3. Cache 原理 解决 CPU 和内存速度不匹配。考点：命中率、地址映射（直接 / 全相联 / 组相联）。

4. RAM / ROM / 闪存

   • RAM：断电丢失
   • ROM：断电不丢
   • 闪存：U 盘、SSD 那种

三、总线与 I/O（选择题常客）

1. 三类总线

   • 数据总线：传数据
   • 地址总线：找位置
   • 控制总线：发命令

2. I/O 控制方式（必考）

   1. 程序查询：CPU 一直问
   2. 中断：设备主动喊 CPU
   3. DMA：直接内存访问，CPU 不参与搬运（高频）
   4. 通道：专门小处理器管 I/O

四、操作系统（分值非常高）

1. 进程与线程

   • 进程：资源分配单位
   • 线程：调度执行单位，轻量级进程三态：就绪 → 运行 → 阻塞

2. 处理机调度算法必考四个：

   • FCFS 先来先服务
   • SJF 短作业优先
   • 时间片轮转
   • 优先级调度

3. **死锁（必背）**四个条件：

   1. 互斥
   2. 请求与保持
   3. 不可剥夺
   4. 环路等待破坏任意一个即可解决死锁。

4. 内存管理

   • 连续分配：简单但浪费
   • 分页、分段、段页式（必考）
   • 虚拟存储器：用硬盘当内存
   • 页面置换算法：FIFO、LRU（最近最少使用，超级高频）

5. 文件管理考点：文件物理结构（连续、链接、索引）索引文件最常用。

五、编译原理（基础题）

1. 编译过程源程序 → 词法分析 → 语法分析 → 语义分析 → 中间代码 → 目标代码

2. 常考概念

   • 正规式、有限自动机
   • 语法树、二义性

不用深钻，看懂选择题即可。

六、计算机网络（必考，分值高）

1. OSI 七层 & TCP/IP 四层重点记 TCP/IP：应用层 → 传输层 → 网际层 → 网络接口层

2. 传输层协议

   • TCP：可靠、面向连接、慢
   • UDP：不可靠、无连接、快考试必问区别。

3. IP 地址A/B/C 类地址范围、子网掩码、子网划分（必考计算题）。

4. 常见协议端口

   • HTTP：80
   • HTTPS：443
   • FTP：21
   • DNS：53选择题常考。

七、数据库系统（必背）

1. 三级模式两级映像外模式 → 模式 → 内模式保证逻辑独立性、物理独立性。

2. 事务 ACID（必背）

   • 原子性：要么全做，要么全不做
   • 一致性：数据合法
   • 隔离性：互不干扰
   • 持久性：一旦提交永久保存

3. 并发问题脏读、不可重复读、幻读。

4. **范式（必考）**1NF → 2NF → 3NF → BCNF能区分即可，不用推导太深。

八、安全性、可靠性与系统性能

1. 加密技术

   • 对称加密：DES、AES
   • 非对称加密：RSA
   • 数字签名、摘要、证书

2. 可靠性指标

   • MTBF：平均无故障时间
   • MTTR：平均修复时间

3. 系统性能

   • 吞吐率
   • 响应时间
   • 阿姆达尔定律（加速比计算，高频）

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总结：

1. 冯诺依曼结构
2. 存储层次 + 主存编址计算
3. DMA、中断
4. 进程三态、调度算法
5. 死锁四个条件
6. 分页、虚拟内存、LRU
7. TCP vs UDP
8. IP 子网划分
9. 数据库 ACID、范式
10. 对称 / 非对称加密