数据库系统工程师学习笔记

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一、计算机系统知识
1、计算机发展经历了：
大型机(mainframe)阶段：1946年美国ENIAC；经历了电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模、超大规模集成电路(IBM360,370,09,4300,4900等)制作四个阶段
小型机(minicomputer)阶段：DEC的VAX系列机
微型机(microcomputer阶段：APPLEII，IBM PC系列机
客户/服务器(8client/server)阶段：1964年美国航空公司建立的第一个联机订票系统
互联网(internet)阶段：由1969美国国防部ARPANET发展而来
2、计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
硬件由CPU(运算器、控制器)、存储器、外部设备(输入、输出设备)五大部件组成。
CPU包括运算器和控制器，是硬件系统的核心，用于数据的加工处理，完成各种算数、逻辑运算及控制功能。
运算器是对数据进行加工和处理的部件，主要完成算数逻辑运算。
控制器主要功能是从主存中取出指令并指出下一条指令在主存中的位置。
存储器是记忆设备分为内部存储器和外部存储器。
外部设备的输入设备用于输入原始数据及各种命令，输出设备用于输出运行结果。
3、计算机硬件典型结构：单总线结构、双总线结构、采用通道的大型系统结构 。
单总线结构(一般用在微机和小型机中)：用一组系统总线将计算机系统各部件连接起来，各部件间通过总线交换信息。
优点：易于扩充新的I/O设备，各I/O设备的寄存器和主存储器的存储单元可统一编址，使CPU访问I/O设备更灵活方便；
缺点：同一时刻只能允许挂在总线上的一对设备间互传信息(即分时使用总线),这限制了信息传送的吞吐量。
双总线结构(在CPU和主存之间增设一条专用高速存储总线)
以存储为中心的双总线结构：主存可通过存储总线与CPU交换信息，也可通过系统总线与I/O设备交换信息
优点:信息传送速率高
缺点:需增加硬件投资
以CPU为中心的双总线结构(其CPU连接I/O的总线称输入输出总线)
优点:控制线路简单,对I/O总线传输速率要求较低
缺点:因I/O设备与主存间传递数据要经CPU,CPU工作效率低
采用通道的大型系统结构(在大中型计算机系统中采用)
一台主机连接多个通道,一个通道可连接一台或多台I/O控制器,一个I/O控制器可连接一台或多台I/
O设备。系统具有较大的扩展余地。
4、计算机软件分为：系统软件和应用软件。
系统软件：操作系统、编辑程序、各种语言处理程序、数据库系统、连接调试程序
应用软件：通用程序、程序库、用户程序
5、计算机中数据的表示
6、中央处理器CPU
计算机能执行的基本操作叫做指令，指令由操

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作码(指明操作类型)和地址码(指明操作数和运算结果存放地址)两部分组成。
运算器是对数据进行加工和处理的部件，主要完成算数和逻辑运算，完成对数据的加工处理。
由：算术逻辑运算单元(ALU)、累加器(ACC)、寄存器组、多路转换器、数据总线等逻辑部件组成。
控制器主要功能是从内存中取出指令，并指出下一条指令在内存中的位置，将取出的指令经指令寄存器送往指令译码器，经对指令分析发出相应的控制和定时信息，控制和协调计算机运行，完成指令规定的操作。
由：程序计数器、指令寄存器(IR)、指令译码器(ID)、状态条件寄存器、时序产生器、微操作信号发生器组成。
7、指令的执行过程：取指令、指令译码、按指令操作码执行、形成下一条指令地址
即：取指令、分析指令、执行指令
8、CPU的基本功能：程序控制(重要职能)、操作控制、时间控制、数据处理(根本任务)
9、计算机体系结构分类：
Flynn分类法(按指令流和数据流的不同组织方式分,1966年提出)：
单指令流单数据流(SISD)
单指令流多数据流(SIMD)
多指令流单数据流(MISD)
多指令流多数据流(MIMD)
冯氏分类法(1972年美籍华人冯泽云提出用最大并行度进行分类)：
最大并行度Pm指计算机系统在单位时间内能处理的最大二进制位数
用平面直角坐标系中一点表示一个计算机系统，
横坐标表示字宽(N位)，即：一个字中同时处理的二进制位数；
纵坐标表示位片宽度(M位)，即：在一个位片中能同时处理的字数
最大并行度Pm=N*M
四类： 字串行位串行(WSBS)N=1,M=1
字并行位串行(WPBS)N=1,M>1
字串行位并行(WSBP)N>1,M=1
字并行位并行(WPBP)N>1,M>1
10、并行性包括两个方面：同时性和并发行
同时性指：两个或两个以上的事件在同一时刻发生。
并发行指：两个或两个以上的事件在同一时间间隔内连续发生。
从计算机信息处理的步骤和阶段角度并行处理可分为：
存储器操作并行、
处理器操作步骤并行(流水线处理机)、
处理器操作并行(阵列处理机)、
指令、任务、作业并行(多处理机、分布处理系统、计算机网络)
11、存储器的三层结构
：高速缓存(cache)、主存储器(MM)、辅助存储器(外存储器)
存储器的分类：
按存储器的位置分：内存、外存
按材料分 …… 此处隐藏：15137字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……