1、2016 系統架構師考試知識點總結操作系統操作系統是計算機系統中的核心系統軟件，負責管理和控制計算機系統中硬件和軟件資源， 合理組織計算機工作流程和有效利用資源，在計算機與用戶之間起接口的作用操作系統的類型操作系統的類型（依據使用環境和對作業的處理方式）分為批處理、分時、實時、網絡和 分布式等。1、批處理：把作業分類，把一批作業編成一個作業執行序列。可分聯機和脫機。特征為 脫機使用計算機、成批處理和多道程序運行。2、分時：采用分時技術，使多個用戶同時以會話控制自己程序的運行，每個用戶都認為 擁有各自獨立的、支持自己請求服務的系統。特征有交互性、多用戶同時性和獨立性。3、實時：專用，系統與應用難

2、分離。并不強調資源利用率，更關心及時性、可靠性和完 整性。分實時過程控制和實時信息處理。特征有即時響應、高可靠性。4、網絡：按網絡架構的各個協議標準制訂，包括網絡管理、通信、資源共享、系統安全 和多種網絡應用，實現協同工作和應用集成。特征有互操作性、協作處理。5、分布式：要求一個統一的操作系統，實現系統操作的統一性，負責全系統的資源分配和 調度，為用戶提供統一的界面。6、操作系統的 5 項基本功能，包括處理器管理、存儲管理、設備管理、文件管理和作業管 理。操作系統的結構結構分為無序、層次、面向對象、對稱多處理和微內核。1、無序：又稱整體或模塊結構。以大型表格和隊列為中心，操作系統各個部分圍繞著

3、表格 運行，整個系統是一個程序。模塊結構相對獨立，模塊之間通過規定的接口相互調用。優 點為縮短開發周期。缺點是模塊之間調用關系復雜、相互依賴，使分析、移植和維護系統 較易出錯。2、層次：操作系統分解成若干個單向依賴的層次，由多層正確性保證操作系統的可靠性。 優點層次結構清晰，簡化了接口設計，有利于系統功能的增加或刪改，易于保證可靠性， 便于維護和移植。3、面向對象：基于面向對象程序設計的概念，采用了各種不同的對象技術。把對象最為系 統中的最小單位，由對象、對象操作、對象保護組成的操作系統。優點適用于網絡操作系 統和分布式操作系統。優點適合共4、對稱多處理：所有多處理運行且共享同一內存（內存儲器

4、、主存、實存）。享存儲器結構的多處理機系統。5、微內核：把系統的公共部分抽象出來，形成一個底層核心，提供最基本的服務，其他功 能以服務器形式建立在微內核之上。具有良好的模塊化和結構化特征，模塊之間和上下層 之間通過消息來通信。操作系統大多擁有兩種工作狀態：核心態和用戶態。一般的應用程序工作在用戶態，內核 模塊和最基本的操作系統核心工作在核心態。微內核結構由一個簡單的硬件抽象層和一組比較關鍵的原語（僅僅為建立系統必須的部分， 包括線程管理、地址空間和進程間通信）或系統調用組成。微內核的目標將系統服務的實現和系統的基本操作規則分離開來。微內核技術的優點：（1）統一的接口；（ 2）可伸縮性好；（ 3

5、）可移植性好；（ 4）實時性好；（ 5）安全可靠性高，安全是微內核的特性；（ 6 ）支持分布式系統、支持多處理器的架 構和高度并行的應用程序；（ 7 ）真正面向對象的操作系統。處理器管理程序的并行運行就涉及到資源的競爭使用，就需要管理其核心資源。1.3.1 進程狀態 進程是一個程序關于某個數據集的一次運行。進程是程序的一次運行活動，動態的概念， 而程序是靜態概念，是指令的集合。進程具有動態性和并發性，程序是進程運行時所對應的運行代碼。 在操作系統中進程是進行系統分配、調度和管理的最小單位，線程是處理器分配資源的最 小單位。靜態的觀點看，進程是程序、數據和進程控制塊組成，動態觀點看，進程是計算機

6、狀態的 一個有序集合。進程狀態總體分為為三態模型和五態模型。1、三態模型（所有進程在內存中）包括運行、就緒和等待態。運行態就緒態，運行時間片到；出現更高優先權進程。運行態 等待態，等待使用資源，如等待外設傳輸；等待人 工干預。就緒態 運行態， CPU 空閑時選擇一個就緒進程；等待態 就緒態，資源得到滿 足，如外設傳輸結束；人工干預完成。2、五態模型：包括運行、活躍就緒、活躍阻塞、靜止就緒和靜止阻塞。信號量和 PV 操作操作系統中，進程之間存在互斥和同步。1、互斥控制是為了保護共享資源，不讓多個進程同時訪問這個共享資源。就是阻止多個進 程同時訪問這些資源的代碼段（臨界區） ，一次只允許一個進程訪

7、問的資源。初始值信號量 S 應該設置為 1.2、同步控制進程 A 在另一個進程B 到達指定位置 L2 之前，不應前進到超過點 L1 。初始值信號量 S 應該設置為 03、生產者 - 消費者問題 不僅要解決生產者進程與消費者進程的同步關系，還要處理緩沖區的互斥關系。1.3.3 死鎖問題 死鎖是指多個進程之間互相等待對方的資源，而在得到對方資源之前又不釋放自己的資源， 這樣，造成循環等待的一種現象。1、死鎖發生的必要條件 產生死鎖的根本原因在于系統提供的資源個數少于并發進程要求的該類資源數。產生死鎖 有 4 個必要條件：互斥條件、不可搶占條件、保持與等待條件（部分分配條件） 、循環等待條件。2、銀

8、行家算法 指在分配資源之前先看清楚，資源分配后是否會導致系統死鎖。如果會死鎖，則不分配， 否則就分配。3、解決死鎖的策略（1）死鎖預防。破壞導致死鎖必要條件中的任意一個就可以預防死鎖。（2）死鎖避免。指進程在每次申請資源時判斷這些操作是否安全。（3）死鎖檢測。判斷系統是否處于死鎖狀態，如果是，則執行死鎖解除策略。（4）死鎖解除。將某進程所擁有的資源強行收回，分配給其他的進程。1.3.4 管程與線程1、管程由管程名、局部子管程的變量說明、使用共享資源并在數據集上進行操作的若干 過程，對變量賦初值的語句等 4 個基本部分組成。每一個管程管理一個臨界資源。2、線程可共享進程的資源與地址空間，通過線程

9、的活動，進程可以提供多種服務或實行子 任務并行。多線程實現的并行避免了進程間并行的缺點：創建線程的開銷比創建進程要小，同一進程 的線程共享進程的地址空間。文件管理 對外部存儲設備上以文件方式存放的信息的管理。用戶通過對文件的訪問（讀寫）來完成 對文件的查找、修改、刪除和添加等操作。常用的訪問方法有兩種，即順序訪問和隨機訪 問。1.4.1 文件的邏輯組織邏輯結構是用戶可見的結構。文件的邏輯結構可以分為無結構的字符流文件和有結構的記 錄文件（格式文件）兩種。記錄文件由記錄組成，即文件內容劃分為多個記錄，以記錄為 單位組織和使用信息。常用的記錄式結構有連續結構、多重結構、轉置結構和順序結構。 用戶通

10、過對文件的存取來完成對文件的修改、追加和搜索等操作，常用的存取方法有順序 存取法、隨機存取法（直接存取法）和按鍵存取法。1.4.2 文件的物理組織文件的物理結構是指文件在存儲設備上的存儲方法，常用的文件物理結構有連續文件（順 序文件）、串聯文件（鏈接文件）和索引文件。樹形目錄結構 文件控制塊的集合被稱為文件目錄，文件目錄被組織成文件，叫目錄文件。 文件管理的一個重要的方面是對文件目錄進行組織和管理。文件系統一般采用一級目錄結 構、二級目錄、多級目錄結構。 DOS 、 UNIX 和 WINDOWS 都是采用多級樹形目錄結構。 路徑是指從樹形目錄中的某個目錄層次到某個文件的一條道路。存儲空間管理

11、文件存儲設備的管理實質上是對空閑塊的組織和管理問題，包括空閑塊的組織、空閑塊的 分配與空閑塊的回收等問題。存儲管理方法有：1、空閑表法； 2、空閑鏈表法（包括空閑盤塊鏈、空閑盤區鏈）；3 、位圖法；（ 4）成組連接法（將空閑表和空閑鏈表結合形成的一種空閑盤塊管理方法）。存儲管理虛擬存儲技術，即在內存中保留一部分程序或數據，在外存中放置整個地址空間的副本。 虛擬存儲技術是一種性能非常優越的存儲器管理技術，被廣泛地應用于大、中、小型及微 型機中。1.5.1 地址變換用戶編程所用的地址（虛地址） ，實際的內存地址則稱為物理地址（實地址） 。每次訪問內存時 都要進行邏輯地址到物理地址的轉換，這種轉換由

12、硬件完成的，而內存和外存間的信息動態調度是硬件和操作系統兩者配合完成的。1、靜態重定位：在虛空間程序執行之前由裝配程序完成地址映射工作。優點：不需要硬件的支持；缺點：無法實現虛擬存儲器，必須占用連續的內存空間且難以做到程序和數據的 共享。2、 動態重定位：在程序執行過程中，在CPU訪問內存之前，將要訪問的程序或數據地址 轉換為內存地址。動態重定位依靠硬件地址變換機制完成，其優點主要是可以對內存進行非連續分配；提供了虛擬存儲器的基礎；有利于程序段的共享。1.5.2存儲組織虛擬存儲器分為單一連續分區、固定分區、可變分區、可重定位分區、非請求頁式、請求 頁式和段頁式7種。常見的虛存組織項目段式管理頁

13、式管理段頁式管理劃分方式段（不定長）每個作業一張段表頁（定長）每個進程 張頁表先將內存分為等長頁，每個作業一張段 表（通常有一個基號指向它），每段對應一組頁表。虛地址（s,d）,即（段號，段內偏 移）（p,d）,即（頁號，頁 內偏移）（s,p,d）即（段號，段內頁號，頁內偏移）虛實轉換段表內找出起始地址， 然后+段內偏移頁表內找出起始地址， 然后+頁內偏移先在段表中找到頁表的起始地址，然后 在頁表中找到起始地址，最后+頁內偏移主要優點簡化了任意增長和收縮 的數據段管理，利于進 程間共享過程和數據消除了頁外碎片結合了段與頁的優點，便于控制存取訪 問主要缺點段外碎片降低了利用率存在頁內碎片增長復雜

14、度，增加硬件存在頁內碎片在現行的虛存組織方面，最常見的段頁式管理，在進行實地址轉換時，可以采用的公式如 下：（x）+s） +p） *2八n+d,其中x為基號,s段號,p頁號,d為頁內偏移,n的值為d的總位數。 （X）表示x里的內容。1.5.3存儲管理在虛擬存儲器的管理中，涉及到載入（調入）、放置（放入分區）和置換等問題1、調入策略：何時將一頁或一段從外存中調入內存，通常有兩種策略，包括請求調入法和 先行調入法。2、放置策略：調入后，放在內存的什么位置。3、置換策略：實際內存小于虛存的，可能發生內存中已滿，但需要使用的頁不在內存中這 一情況（缺頁中斷），就需要進行置換，即將一些內存中的頁淘汰到外

15、存，騰出空間給要使 用的頁。4、置換算法：（1）最優OPT算法：淘汰不再使用或將來才使用的頁；（2）隨機Ra nd算法，隨機的選擇淘汰的頁，開銷很小，但可能選中立即就要使用的頁；（3 ）先進先出FIFO算法：可能會出現Belady現象；（4）最近最少使用 LRU算法5、存儲管理局部性原理分時間局部性和空間局部性。時間局部性指最近訪問存儲位置，很可能在不久將來還要訪問；空間局部性指存儲訪問有成組的傾向，當訪問了某個位置后，很可能也要訪問其附近 的位置。根據局部性原理的特征性， Denning 闡述了程序性能的工作集理論。工作集是進程頻繁訪問 的頁面集合。工作集理論指出，為使進程有效地運行，它的頁

16、面工作集中、應駐留內存中。控制顛簸的技術還有控制缺頁率。作業管理操作系統中用來控制作業的進入、執行和撤銷的一組程序稱為作業管理程序。 在作業管理中，系統為每一個作業建立一個作業控制模塊 jcb ，系統通過 jcb 感知作業的存在。JCB 包括的主要內容有作業名、作業狀態、資源要求、作業控制方式、作業類型以及 作業優先權。1.6.1 作業狀態一個作業從交給計算機系統到執行結束退出系統，一般都要經歷提交、后備、執行和完備4 個狀態。1.6.2 作業調度1、處理器調度分為三級調度，即低級調度、中級調度和高級調度。2、低級調度（進程調度）：確定處理器在就緒進程間的分配；中級調度（交換調度）：決 定進程

17、在內、外存之間的調入、調出；高級調度（作業調度）：選取一個或一組作業，為 它們建立進程，分配必要的資源，使它們能夠運行起來。3、作業調度主要完成從后備狀態到執行狀態的轉變，及從執行狀態到完成狀態的轉變。4、作業調度算法有如下幾種：（1）先來先服務 FCFS ；（ 2）短作業優先 SJF ；（ 3）響應比高者優先 HRN=1+W/T ；（ 4）優先級調度。設備管理設備管理程序提供的功能：（1）提供和進程管理系統的接口；（ 2 ）進行設備分配；（ 3）實現設備和設備、設備和 CPU 等之間的并行操作；（ 4）進行緩沖區管理。1.7.1 數據傳輸控制方式在計算機中， I/O 系統可以有 5 個不同的

18、工作方式，分別為程序控制方式、程序中斷方式、DMA 、通道方式和輸入 /輸出處理機。（ 1）程序控制方式： CPU 直接利用 I/O 指令編程，實現數據的輸入輸出。（ 2）程序中斷方式： CPU 利用中斷方式完成數據的輸入 /輸出。分為為多中斷信號線法、中斷 軟件查詢法、雛菊鏈法、總線仲裁法和中斷向量法。（ 3） DMA 方式。使用 DMAC 控制器來控制和管理數據傳輸， DMA 和 CPU 共享系統總 線，并且具有獨立訪問存儲器的能力。 DMAC 獲取總線的方式有三種：暫停方式、周期竊 取方式和共享方式。（ 4）通道方式：一種通過執行通道程序管理I/O 操作的控制器，它使主機與 I/O 操作

19、之間達到更高的并行程度。（5）輸入輸出處理機，也稱為外圍處理機，是一個專用處理機，也可以使一個通用的處理 機，具有豐富的指令系統和完善的中斷系統。磁盤調度算法訪問磁盤的時間由三部分組成：尋道（尋找數據所在的磁道）時間、等待（旋轉等待扇區）時間和數據傳輸時間，其中尋道時間是決定因素。算法種類為 FCFS 先來先服務算法、 SSTF 最短尋道時間優先、 SCAN 電梯算法、 N 步 SCAN 算法、 C-SCAN 循環掃描算法（磁頭單向移動） 。虛設備與 SPOOLING 外部設備同時聯機操作技術 又稱假脫機輸入輸出操作或排隊轉儲技術，采用一組程序或進程模擬一臺輸入輸出處理器。1、SPOOLING

20、 系統主要包括以下三個部分： （ 1）輸入井和輸出井；（2）輸入緩沖區和輸出緩沖區；（3）輸入進程和輸出進程。2、SPOOLING 技術的主要特點（1）提高了 I/O 速度；（ 2 ）設備并沒有分配給任何進程；（3）實現了虛擬設備的功能。網絡操作系統 網絡操作系統指能使網絡上各個計算機方便而有效地共享網絡資源，為用戶提供所需的各 種服務的操作系統軟件。1、網絡操作系統分為對等式和集中式網路操作系統；2、網絡操作系統的功能：（ 1 ）具備單機操作系統所需的功能； （ 2 ）提供高效可靠的網絡通信能力 （3）提供多項網絡服務功能，如遠程管理、文件傳輸、電子郵件和遠程打印等3、網絡操作系統一般具有以

21、下特征：（ 1）硬件獨立； MS 提出了 HAL 概念；（ 2）網絡特性；（ 3）可移植性和可集成性； （ 4 ）多用戶、多任務。4、網絡操作系統的組成 由網絡驅動程序、子網協議和應用層協議三個方面組成。網絡操作系統通過網絡驅動程序與 網絡硬件通信，網路驅動程序作為網卡和子網協議間的聯系體來工作的。子網協議是經過網 絡發送應用和系統管理信息所必須的通信協議。應用層協議則與子網協議進行通信， 并實現網絡操作系統對網絡用戶的服務。網絡驅動程序涉及到 OSI/RM 的第 2 層和第 3 層； 子網協議涉及到 OSI/RM 的第 3 層、第 4 層和第 5 層。應用層協議，最重要的是 NCP 網絡 核

22、心協議。 NCP 作為應用層的協議，提供的主要功能包括在不同方式下打開文件；關閉打 開的文件；從打開的文件讀取數據塊；將數據塊寫入打開的文件；獲取目錄項表；處理服務 器數據庫；提高高級連接服務；提供同步操作。習題思想1、（ C ）操作需要特權指令執行A、讀取當前時鐘B、清除一塊內存C、關閉中斷D、從用戶態到管態【解釋】在多任務的計算機系統中，特權指令主要用于系統的資源的分配和管理，包括改 變系統的工作方式、修改虛擬存儲器管理的段表和頁表、 I/O 指令、設置時鐘、設置控制寄存器 和關閉中斷等。總的來說，不允許用戶程序直接使用的指令稱為特權指令。2、用 UML 建立業務模型是理解企業過程的第1

23、步。使用活動圖（ Activity Diagram ）可顯示業務工作流的步驟和決策點，以及完成每一個的步驟的角色和對象，它強調（D），是一種特殊的狀態圖。A、上下層次關系 B、時間和順序 C、對象間的遷移 D、對象間的控制流 【解釋】在 UML 模型圖中，協作圖按組織結構對控制流建模，它強調上下層次關系。序 列圖用于按時間順序對控制流建模，它強調的是時間和順序。3、以下關于軟件構件及其接口的敘述中，正確的是（D）A 、構件必須封裝自己的全部內部特征，必須基于對象實現；B、構件不允許外部對所支持的接口進行動態發現或調用C、構件作為一個部署單元，是可以拆分的，以增加部署的靈活性D、構件的特性包括獨

24、立部署單元、作為第三方的組裝單元和沒有可見狀態等【解釋】獨立部署單元、作為第三方的組裝單元和沒有（外部的）可見狀態是構件的特性。軟 件構件是軟件系統中具有一定意義的、相對獨立的可重用單元。構件必須封裝自己的全部內部 特征，作為一個部署單元，具有原子性，是不可拆分的。與對象相比，構件可以基于對象實 現，也可以不作為對象實現。構件需要在容器中管理并獲取容器提供的服務。接口是一個已命名的一組操作的集合。客戶程序可以在運行狀態下利用接口動態確定構件 所支持的功能并調用，即構件的客戶（通常是其他構件）通過這些訪問點來使用構件提供 的服務。4、 模式是“給定上下文中普遍問題的普遍解決方案”。（D ）是最低

25、層的模式，關注軟件系 統的設計與實現，描述了如何實現構件及構件之間的關系。A、架構模式 B、分析模式C、設計模式D、慣用法。【解析】模式主要涉及慣用法、設計模式（微觀架構模式）和架構模式（宏觀架構）。架構模式是軟件設計中的高層決策，例如C/S 結構就屬于架構模式，架構模式反映了開發軟件系統過程中所作的基本設計決策。設計模式主要關注軟件系統的設計，與具體的實現語言無關。慣用法是實現時通過某種特 定的程序設計語言來描述構件與構件之間的關系，例如引用-計數就是 C+ 語言中的一種慣用法。5、 在開放網絡服務框架中（OGSA ）標準中，（B）提供一組遵守特定的約定并定義明確的 接口，是實體之間產生、管

26、理和交換信息的機制。A 、 Web service B、 Grid ServiceC、 XML D 、 JNDI【解析】開放網絡服務框架是 Web Service 和 Grid 技術結合的產物，已成為網絡基礎框架 的標準。它利用 Web Service 的標準接口定義機制、多協議綁定，以及本地與遠端的透明 性，利用 Grid 的服務語義、可靠性和安全模型、生命周期管理、發現和其他服務，以及多 主機或運行環境來構建自己的框架。為了使服務的思想更加明確和具體，OGSA 定義了網絡服務的概念，用于解決服務的發現、動態服務的創建、服務生命周期的管理與臨時服務 有關的問題。 Grid Service 提

27、供一組遵守特定的約定并定義明確的接口，是實體之間產生、 管理和交換信息的機制。6、軟件質量強調 3 個方面的內容：（ A ）是測試軟件質量的基礎；開發標準定義了一組用 于指導軟件開發方式的準則；期望需求間接定義了用戶對某些特性的需求。A、軟件需求B、軟件設計C、軟件實現D、軟件驗證【解析】軟件質量是對明確陳述的功能和性能需求、明確記錄的開發標準、以及對所有專 業化軟件開發應具備的隱含特殊的符合度。它強調以下3 個方面的內容：（1）軟件需求是質量測試的基礎，不符合需求就是沒有質量；（2）開發標準定義了一組用于指導軟件開發方式的準備。若未能遵守準則，則肯定質量有 問題；（3）期望需求（例如對易使用

28、性的期望）定義了用戶的某些稍緩的、期望的需求，即間接 定義了對用戶對某些特性的需求。軟件分析、設計和實現都是為了滿足軟件需求的。開發文檔是記錄開發成果的，維護手冊 是指導軟件維護的，用戶手冊是提供用戶使用軟件的操作指南。7、 集成測試有各種方法，以下關于集成測試的敘述中，說法錯誤的是（B）A、增量式集成測試容易定位錯誤，排除錯誤B、非增量式集成測試不能充分利用人力，會拖延工程進度C、增量式集成測試的強度大，測試更徹底D、即使各個模塊都通過了測試，但系統集成以后仍可能出現錯誤【解析】集成測試也稱組測試，是把系統的各個模塊按照系統設計說明書的要求組合起來 進行測試。組合的過程可以是增量式或非增量式

29、的。所謂非增量式測試是先分別測試各個 模塊，然后把所有的模塊組合起來進行總體測試。而增量式測試是先測試一個模塊，然后 再加入一個進行測試，通過不斷地增加模塊，進行多次測試，最后完成整個系統的測試。 這兩種測試方法的優缺點如下非增量式和增量式測試優缺點對比表項目類型非增量式測試增量式測試錯誤定位不容易定位錯誤容易定位錯誤，排除故障測試強度小大，先加入的模塊經過多次測試，測試更徹 底測試工作量小大測試進度對各個模塊可以并行測試，加快測試進度測試的過程長、進度慢測試輔助程序每個中間模塊的測試需要編寫驅動模塊和樁模塊自頂向下的增加需要編寫樁模塊；自底向上的增加需要編寫驅動模塊8、存儲資源死鎖的問題有這

30、樣的一個公式：系統中同類資源分配不當將引起死鎖。通常，若系統中有m個單位的存儲器資源，它被n個進程使用，而每個進程都要求w個單位的存儲器資源，則當 n *（w-1）+1m時，系統可能會引起死鎖。9、 以下關于CISC（復雜指令集計算機 ）和RISC （簡單指令計算機）的敘述中，錯誤的是（A）A、在CISC中，某復雜指令都采用硬布線邏輯來執行；B、采用CISC技術的CPU，其芯片設計復雜度更高C、在RISC中，更適合采用硬布線邏輯執行指令D、采用RISC技術，指令系統中的指令種類和尋址方式更少【解析】精簡指令集計算機是在繼承復雜指令集計算機成功技術并克服其缺點的基礎上產生并發展的，RISC與CI

31、SC在技術特點上的對比如6-4所示RISC和CISC的特點表類另RISCCISC指令系統指令長度固定，指令格式少（小于100 種）指令數量多執行時間選取使用頻率較高的一些簡單指令，且指 令執行時間較短有些指令執行時間很長，例如整 塊的存儲器內容編碼長度:固定，通常為4字節j可變，1-15字節尋址方式”中類少，即簡單尋址種類豐富操作設置大量通用寄存器，訪問存儲器指令簡 單，只能對寄存器進行算術和邏輯操作可以對存儲器和寄存器進行算術 邏輯操作編譯采用優化編譯技術，生成高效的目標代碼 程序難以用優化編譯器生成高效的目 標代碼程序從表中可知，RISC計算機采用硬聯邏輯控制，可以把節約的芯片面積用于增加

32、通用寄存器， 或者把其他邏輯部件集成到 CPU中。它使用相當多的通用寄存器。例如算術邏輯運算指令的操作數都在通用寄存器中存取。CISC 的指令系統對應的控制信號復雜，大多采用微程序控制方式。 CISC 機器的微碼電路 在芯片上所占的面積要占總面積的50% 以上。10、在數據挖掘的任務中，（B ）的任務是將目標對象的一般特征與對比類進行比較，它的輸出形式一般為一些圖表。A、數據特征化B、數據區分 C、數據分類 D、數據預測【解析】數據挖掘的任務分為 3 項：描述、分類和預測。描述的主要任務是挖掘出數據中 的一般特性。描述一般包括數據特征化和數據區分，兩者的輸出形式一般為一些圖表（如 餅圖、條圖和

33、曲線等） 。數據特征化是用一種格式化的方法來描述目標類數據的一般特征或 特性。數據區分的任務是將目標對象的一般特征與一個或多個對比類的一般特征進行比較。10、 SAAM 是一種軟件評估方法，以下關于該方法的敘述中，錯誤的是（C）A 、 SAAM 協調不同參與者所感興趣的方面，并提供了后續決策體系結構的公共理解B、SSAM 的主要輸入問題是問題描述、需求聲明和體系結構描述C、SAAM 的領域知識庫的可重用性是通過基于屬性的體系結構風格維護D、SAAM 可以被應用到空中交通管制、嵌入式音頻系統的等系統中【解析】 SAAM 是卡耐基梅隆大學軟件工程研究所的Kazman 等人于 1983 年提出的一種

34、非功能質量屬性的體系結構分析方法，是最早形成文檔并得到廣泛使用的軟件體系結構分析方法。SAAM 分析評估體系結構的過程包括場景開發、體系結構描述、單個場景評估、場景交互 和總體評估等 5 個步驟。通過各類風險承擔者協商討論，開發一些任務場景，體現系統所 支持的各種活動。在 SAAM 風險承擔者方面， SAAM 協調不同參與者所感興趣的方面，作SAAM 的主要輸入SAAM 是一種成熟的方法，WRCS （修正控制系為后續決策的基礎，提供了對體系結構的公共理解。在方法活動方面，問題是問題描述、需求聲明和體系結構描述。在方法驗證方面，已被應用到眾多系統中，這些系統包括空中管制、嵌入式音頻系統和 統）等

35、。目前 SAAM 暫不考慮知識庫的可重用性問題。數據庫系統數據庫管理系統1 、數據管理技術的發展經歷的階段： 人工管理階段、文件系統階段、數據庫階段和高級數據庫技術階段。 數據庫是長期存在計算機內的、有組織的、可共享的數據的集合。2、DBMS 是一種負責數據庫的定義、建立、操作、管理和維護的軟件系統。其目的是保 證數據安全可靠，提高數據庫應用的簡明性和方便性。DBS 是實現有組織地、動態地存儲大量關聯數據、方便多用戶訪問的計算機軟件、硬 件和數據字眼組成的系統。由數據庫、硬件、軟件和數據庫管理員4 個部分組成。根據計算機的系統結構， DBS 可分成集中式、客戶端/服務器式、并行式和分布式4 種

36、。3、與文件系統階段相比，數據庫的數據管理方式的特點：（ 1 ）采用復雜的數據模型表示數據結構，數據冗余小，易擴充，實現了數據共享；（ 2）具有較高的數據和程序獨立性。數據庫的獨立性包括物理獨立性和邏輯獨立性（ 3）數據庫系統為用戶提供了方便的用戶接口（ 4）數據庫系統提供 4 個方面的數據控制功能，分別是并發控制、恢復、完整性和安全性。5）增加了系統的靈活性4、高級數據庫技術的主要標志是分布式數據庫系統和面向數據庫系統的出現。分布式數 據庫系統的主要特點是數據在物理上分散存儲，在邏輯上是統一的。分布式數據庫系統的多數據處理就地完成，各地的計算機有數據通信網絡相聯系。面向 對象數據庫系統是面向

37、對象的程序設計技術與數據庫技術相結合的產物。面向對象數據庫系統的主要特點是具有面向對象技術的封裝性和繼承性，提高了軟件的 可重用性。數據庫模式1975 美國的 ANSI/SPARC 提出的三級劃分法，2.2.1 三級模式1 、概念模式（模式、邏輯模式） 。用以描述整個數據庫的邏輯結構，描述現實世界中的 實體及其性質與聯系，定義記錄、數據項、數據的完整性約束條件及記錄之間的聯系，是 數據項值的框架。還包含訪問控制、保密定義和完整性檢查等方面的內容。以及概念/物理之間的映射。2、外模式（子模式、用戶模式）。用以描述用戶看到或使用的那部分數據的邏輯結構，用戶根據外模式用數據操作語句或應用程序去操作數

38、據庫中的數據。一個數據庫可以有多 個外模式。一個應用只能使用一個外模式。3、內模式。是整個數據庫的最低層表示，不同于物理層。它假設外存是一個無限的線 性地址空間。內模式定義的是存儲記錄的類型、存儲域的表示、存儲記錄的物理順序，指 引元、索引和存儲路徑等數據的存儲組織。內模式是數據物理結構和存儲方式的描述，是 數據在數據庫內部的表示方式。一個數據庫只有一個內模式。概念模式是數據庫的中心與關鍵；內模式依賴于概念模式，獨立于外模式和存儲設備； 外模式面向具體的應用，獨立于內模式和存儲設備；應用程序依賴于外模式，獨立于概念 模式和內模式。2.2.2 三個級別 數據庫可以劃分為三個抽象級別，分別是用戶級

39、、概念級和物理級。1、用戶級數據庫，又稱用戶視圖，對應外模式。2、概念級數據庫，對應于概念模式，介于用戶級與物理級之間，就是 DBA 視圖。3、物理級數據庫，對應于內模式，是數據庫的低層表示，它描述數據的實際存儲組織， 是最接近于物理存儲的級，稱為內部視圖。物理級數據庫由內部記錄組成，物理級數據庫并不是真正的物理存儲，而是最接近于物理 存儲的級。兩級獨立性DBS 兩級獨立是指物理獨立性和邏輯獨立性。三個抽象級間通過兩級映射（外模式/模式映射、模式 /內模式映射）進行相互轉換，使得數據庫的三級形成一個統一的整體。1、物理獨立性：指用戶的應用程序與存儲在磁盤上的數據庫中的數據是相互獨立的。存 在于

40、概念模式和內模式之間的映射轉換。2、邏輯獨立性：指用戶的應用程序和數據庫中的邏輯結構師相互獨立的。存在于外模式 和概念模式之間的映射轉換。邏輯獨立性比物理獨立性更難實現。數據模型在設計 DBS 時，用圖或表的形式抽象地反映數據彼此之間的關系，稱為建立數據模型。2.3.1 關系模型分類 數據模型分兩類，是概念數據模型（實體聯系模式）和基本數據模型（結構數據模型）概 念數據模型是按照用戶的觀點來對數據和信息建模，主要用于數據庫設計。概念模型主要 用實體 -聯系方法表示（ E-R 模型）。基本數據模型是按照計算機系統的觀點來對數據和信息建模，主要用于 DBMS 的實現。基 本數據模型是數據庫系統的核

41、心和基礎，通常由數據結構、數據操作和完整性約束三部分 組成，其中數據結構是對系統靜態特性的描述，數據操作是對系統動態特性的描述，完整 性約束事一組完整性規則的集合。基本數據模型有層次模型、網狀模型、關系模型和面向對象模型。2.3.2 關系模型1、概念：（1）域：一組具有相同數據類型的值的集合；（ 2 ）笛卡爾積：給定一組域D1 ，D2 ，D3,? . ， Dn ，這些域中可以有相同的。每一個元素（d1,d2,d3, ? ,dn） 叫做一個n 元組。元組中的每一個值 dj 叫做一個分量（3）關系： D1*D2* ? .*Dn 的子集叫做在域 D1,D2,.,Dn 上的關系，用R（ D1 ， D2

42、，?， Dn ）表示。這里 R 表示關系的名字， n 是關系的目或度。關系中的每個元 素是關系中的元組，通常用 t 表示。（4）候選碼或主碼：若關系中某一屬性組（一個或多個屬性）的值能唯一地標識一個元組， 則稱該屬性組為候選碼（候選鍵） 。若一個關系有多個候選碼，則選定其中一個作為主碼 （主鍵），主碼的所有屬性稱為主屬性，不包含在任何候選碼中的屬性稱為非碼屬性（非主 屬性）。（ 5）關系分類：基本關系（基本表、基表） 、查詢表和視圖表。基本表式實際存在的白哦，是 實際存儲數據的邏輯表示；查詢表是查詢結果對應的表；視圖表是由基本表或其他視圖 表導出的表，是虛表，不對應實際存儲的數據。（ 5 ）關

43、系的描述稱為關系模式，一個關系模式應當是一個五元組，可以形式化地表示為 R（U,D,DOM,F）.（ 6 ）關系就是關系模式在某一時刻的狀態或內容。關系模式是型，關系是它的值。關系模 式是靜態的、穩定的，而關系是動態的、隨時間不斷變化的，因為關系操作在不斷地更新 著數據庫中的數據。（ 7 ）關系數據庫有型和值之分。關系數據庫的型稱為關系數據庫模式，是對關系數據庫的 描述，是關系模式的集合。關系數據庫的值稱為關系數據庫，是關系的集合。關系數據庫 模式與關系數據庫統稱為關系數據庫。規范化理論關系模式劃分存儲異常問題包括（刪除異常。1）數據冗余；（ 2）修改異常；（ 3）插入異常；（ 4 ）1、函數

44、依賴：設 R （ U ）是屬性 U 上的一個關系模式， X 和 Y 是 U 的子集， r 是 R 的任一 關系，如果對于 r 中的任意兩個元組 u,v ，只要有 uX=vX ，就有 uY=vY ，則稱為 X 函數決定 Y ，或稱 Y 函數依賴于 X ，記為 X Y 。2、3、4、5、X+完全函數依賴、部分函數依賴、傳遞函數依賴。 六條函數依賴推理規則：自反性、增廣性、并規則、分解規則、偽傳遞規則 閉包：在關系模式 設 F 為屬性集 U 表示，是一個從R（U,F） 中為 F 所邏輯蘊含的函數依賴全體叫做 上的一組函數依賴， X 是 U 的子集，那么相對于 F 集使用推理規則推出的所有滿足X A

45、的屬性F 的閉包 F+F 屬性集 X 的閉包用A 的集合 X+= 屬性A|X A 在 F+ 中F 為一個極小函數依賴集，也稱為最小依賴集或6、如果函數依賴集滿足下列條件，則稱最小覆蓋：（ 1 ） F 中任一函數依賴的右部僅含有一個屬性；（ 2 ） F 中不存在這樣的函數依賴X A ，使得 F 與 F-X A 等價（ 3） F 中不存在這樣的函數依賴X A ， X 有真子集 Z 使得 F-X AUZ A 與 F 等價。7、范式（ 1 ） INF ：如果關系模式 R 的每個關系 r 的屬性值都是不可分的原子值。（ 2 ） 2NF ：如果關系模式 R 是 1NF ，且每個非主屬性完全函數依賴于候選鍵

46、（ 3 ） 3NF ：如果關系模式 R 是 1NF ，且每個非主屬性都不傳遞依賴于 R 的候選碼（4）BCNF :如果關系模式 R是1NF,且每個屬性都不傳遞依賴于R的候選鍵。8、關系模式分解R 分解成數據庫模式 &=R1 ， R2，? .，Rk ，如果對 R 中每一個滿足 F 的關系 r 都有以下成 立:r=$R1（r）$R2（r）?$Rk（r）那么稱分解 & 相對于 F 是無損聯接分解，否則稱為損失聯接分解。9、無損聯接分解判定定理:設 p=R1,R2 是 R 的一個分解， F 是 R 上的 FD 集，那么分解 p 相對于 F 是無損分解的充分 必要條件是（R1 CR2） （R1-R2）或

47、（R1 PR2） （ R2- R1）。這兩個條件只要有任意一個條件成立就可 以。數據庫的控制功能DBMS 運行的基本工作單位是事務，事務是用戶定義的一個數據庫操作序列，是一個不可 分割的工作單位。事務具有以下特性（ACID特性）：原子性、一致性、隔離性和持續性。2.4.1 并發控制1 、并發操作的問題 數據庫的并發操作帶來的主要問題有丟失更新問題、不一致分析問題（讀過時數據）和依 賴于未提交的數據（讀臟數據） 。2、封鎖的類型處理并發控制的主要方法是采用封鎖技術，主要有兩種類型的封鎖，分別是X 封鎖（排他型封鎖）和 S 封鎖（共享型封鎖） 。3、封鎖協議 在多個事務并發執行的系統中，主要采取封

48、鎖協議來進行處理：（ 1 ）一級封鎖協議；（ 2）二級封鎖協議； （ 3）三級封鎖協議； （4）兩段封鎖協議4、封鎖粒度，是被封鎖數據目標的大小，在關系數據庫中封鎖粒度有屬性值、屬性值 集、元組、關系、某索引項（或整個索引項） 、整個關系數據庫和物理頁（塊）等幾種。5、死鎖：指多個用戶申請不同封鎖，由于申請者均擁有一部分封鎖權而又需等待另外用 戶擁有的部分封鎖而引起的永無休止的等待。死鎖是可以避免的，目前采用的辦法如下： （1）預防法：采用一定的操作方式以避免死鎖的出現，如順序申請法、一次申請法。順序申 請法是指對封鎖獨享按序編號，用戶申請封鎖時必須按編號順序申請，去避免死鎖發生。一次申請法是

49、指用戶在一個完整操作過程中必須一次性申請它所需要的所有封鎖，并在操 做結束后一次性歸還所有封鎖去避免死鎖發生。（ 2）死鎖的解除法。允許產生死鎖，并在死鎖產生后通過解鎖程序以解除死鎖。這種方法需要兩個程序，一個是死鎖檢測程序，另一個是解鎖程序。2.4.2 備份與恢復技術數據庫系統中的故障，有事務內部的故障、系統范圍內的故障、介質故障、計算機病毒。對 各類故障，對數據庫的影像有兩種可能性，包括數據庫本身被破壞；數據庫沒有被破壞，但 數據可能不正確。1、數據備份，分為靜態備份（冷備份）和動態備份（熱備份），備份還分為海量備份和增量備份。2、日志文件（事務日志）：針對數據庫改變所做的記錄，可以記錄針

50、對數據庫的任何操作， 并做記錄結果保存在獨立的文件中。在動態備份中，必須建立日志文件，后援副本和日志文件綜合起來才能有效地恢復數據 庫；在靜態備份方式中，也可以建立日志文件，當數據庫毀壞后可重新裝入后援副本把數 據庫恢復到備份結束時刻的正確狀態，然后利用日志文件把已完成的事務進行重做處理， 對故障發生時尚未完成的事務進行撤銷處理。事務運行過程中，登記次序嚴格按并行事務操作執行的時間次序，同時遵循 “ 先寫日志文 件 ” 的規則。3、數據恢復：把數據庫從錯誤狀態恢復到某一個已知的正確狀態的功能。數據恢復的基 本原理是冗余，建議冗余的方法有數據備份和登錄日志文件。可根據故障的不同類型，采 用不同的

51、恢復策略：（ 1）事務故障的恢復：由系統自動完成的，對用戶是透明的（不需要DBA 的參與）；（ 2）系統故障恢復：在系統重新啟動自動完成，不需要用戶干預；（3）介質故障與病毒破壞的恢復；（ 4）有檢查點的恢復技術。2.4.3 數據庫的安全性DBS 的信息安全性在技術上依賴于兩種方式，包括 DBMS 本身提供的用戶身份識別、視圖、 使用權限控制和審計等管理措施；靠數據庫的應用程序來實現對數據庫訪問進行控制和管 理。安全控制大多是由應用程序里面的代碼來實現的。1、用戶認證：包括口令認證和強身份認證。 2、用戶角色：一般可以將權限角色分為三類，包括數據庫登錄權限類、資源管理權限類 和 DBA 權限類

52、。3、數據授權：同一類功能操作權限的用戶，對數據庫中數據對象管理和使用的范圍又可能是 不同的，因此 DBMS 除了要提供基于功能角色的操作權限控制外，還提供了對數據對象 的訪問控制，訪問控制可以根據對控制用戶訪問數據對象的粒度從大到小分為 4 個層次。 （ 1）數據庫級別；（ 2）表級；（ 3）行級；（ 4）屬性級。DBMS 對用戶的訪問控制的基本原則：（ 1）隔離原則：用戶只能存取他自己所有的和已經取得授權的數據對象；（2）控制原則：用戶只能按他所取得的數據存取方式存取數據，不能越權。數據庫授權分為靜態授權和動態授權。4、數據庫視圖：看成虛擬表或存儲查詢。使用視圖可以實現下列功能：將用戶限定

53、在表 中特定行、列、多個表的列連接、聚合信息而非提供詳細信息。5、審計功能：兩種方式，包括用戶審計和系統審計。用戶審計是DBMS 的審計系統記下所有對自己表或視圖進行訪問的企圖及每次操作的用戶名、時間和操作代碼等信息；系統 審計由 DBA 進行，審計內容主要是系統一級命令及數據對象的使用情況。2.4.4 數據庫的完整性 數據庫的完整性是指數據的正確性和相容性。1、完整性約束條件 保證數據完整性的方法之一是設置完整性檢查，即對數據庫中數據設置一些約束條件。完 整性約束條件一般指的是對數據庫中數據本身的某些語法、語義限制，數據間的邏輯約 束，以及數據變化時應遵循的規則。完整性約束條件作用的對象可以

54、是關系、元組和列三 種。數據庫中數據的語法、語義限制與數據間的邏輯約束稱為靜態約束。靜態約束包括靜態列 級約束、靜態元組約束和靜態關系的約束。數據庫中的數據變化應遵守的規則稱為數據動態約束，它反映了數據庫狀態變遷的約束。 動態約束包括動態列級約束、動態元組約束和動態關系約束。2、完整性控制：其機制是具有定義功能（提供定義完整性約束條件的機制）和檢查功能 （檢查用戶發出的操作請求是否違背了完整性約束條件） 。 數據庫的完整性可分為實體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性。（1）實體完整性：要求主碼中的任一屬性不能為空；（ 2）參照完整性：若基本關系R 中含有與另一基本關系 S 的主碼 PK 相對

55、應的屬性組FK ，則參照完整性要求，對 R 中的每個元組在 FK 上的值必須是 S 中某個元組 PK 值或者 為空值。對于參照完整性，需要明確以下問題：1）外碼是否接受空值問題，根據實際應用決定；2）在被參照關系中的刪除元組的問題（級聯刪除、受限刪除和置空刪除）3）在參照關系中插入元組的問題（受限插入、遞歸插入）（3）用戶定義的完整性：針對某一具體關系數據庫的約束條件，反映某一應用所涉及的數 據必須滿足的語義要求。系統安全性1、要素機密完整可用可控可審查 2、服務認證訪問機密完整不可否認3、特定加密簽名完整訪問控制，認證公證路由流量填充4、普通可信標記事件檢測審計跟蹤恢復5、等級用戶自主系統審

56、計安全標記結構化訪問驗證6、保障 mis+s （應用、軟硬件、安全設備三不不變） ,s+mis （二變一不變） ,s2mis （三變）7、可信系統 tcsec,d1,c1,c2,b1,b2,b3,a18、密碼學經歷了手工密碼機械密碼機電密碼電子密碼計算機密碼芯片密碼9、密碼體制建立 3 假設包括隨機假設計算假設物理假設10、安全協議 2 亂源包括物理亂源和數學亂源11、兩種密鑰體制包括對稱密碼體制和非對稱密碼體制、對稱密碼算法分為fdea、 idea、 des、 3des 和 2des、非對稱密碼算法分大整數分解問題類、離散對數問題類和橢圓曲線類。方法為RSA, 主要用于數字簽名。、 PKI

57、五大系統包括認證中心、證書庫、密鑰備份及恢復系統、證書作廢處理、客戶端 證書處理系統。 PKI 可以在認證、機密、完整和抗抵賴性發揮作用。、簽名算法包括hash 簽名、 DSS 簽名和 RSA 簽名。16、數字簽名提供數據完整性的同時又保證數據的真實性。原理如下：1）發送者將原文用 hash 函數生成 128 位的數字摘要；2）發送者用自己的私鑰對摘要加密，形成數字簽名，把加密后的數字簽名附加在要發送的 原文后面；發送者將原文和數字簽名同時傳給對方；接收者對收到的信息用 hash 函數生成新的摘要，同時用發送者的公開密鑰對信息摘要 解密；將解密后的摘要與新摘要對比，如兩者一致，則說明傳送過程中

58、信息沒有被破壞或篡改。17 、數字簽名有兩種，整體性(確定性簽名、隨機化或概率化簽名)、壓縮信息簽名等18、簽名體制分簽名算法和驗證算法。19、公鑰密碼體制在實際應用中包含數字簽名和數字信封。數字信封則采用密碼技術保證 了只有規定的接收人才能閱讀信息的內容。原理是將原文用對稱密碼加密傳輸，而將對稱密鑰用接收方公鑰加密發送給對方。收方收 到電子信封，用自己的私鑰解密信封，取出對稱密鑰解密原文。、密碼信封中詳細過程，對發送方A ， hash(A)-MD(A)-PV(A)-DS(A)-DES_MK( 原文信息 +數字簽名 DS(A)+PB(A) E(A)-PBB(DES_MK(A)-DE(A)-E(

59、A)+DE(A)-B 對接收 B ， PVB(DE(A)-DES_SK(A)-E(A)-原文信息 +數字簽名 DS(A)+PB(A)-PBA(DS(A)-MD(A)-hash(A 的原文 )-MD(B)-MD(A)=MD(B)、 PGP(pretty good privacy) 是一個基于 RSA 公鑰加密體系的郵件加密軟件。可以用它對郵 件保密以防止非授權者閱讀，還能夠對郵件加上數字簽名從而使收信人可以確信郵件發 送。 PGP 采用了審慎的密鑰管理，是一種 RSA 和傳統加密的雜合算法：一個對稱加密算法(IDEA) 、一個非對稱加密算法 (RSA) 、一個單向散列算法 (MD5) 以及一個隨

60、機數產生器，還有一 個良好的人機程序設計。、 PGP 還可用于文件存儲的加密。 PGP 有兩種不同的證書格式： PGP 證書和 X.509 證書。、 PGP 證書包括 PGP 版本號、持有者公鑰、持有者信息、證書擁有者的數字簽名、證書 有效期、密鑰首選的對稱加密算法。、 X.509 包括證書版本、序列號、簽名算法標識、有效期、證書發行商名字、證書主體 名、主體公鑰信息、發布者的數字簽名。25、數字水印是一種信息隱藏技術。可以達到確認內容創建者、購買者、傳送隱秘信息 或者判斷載體是否被篡改等目的。26、數字水印的特點包括安全性、隱蔽性、水印容量。按水印的特性分魯棒和易損水印， 按檢測規程分明文水