[系統架構設計師]系統架構基礎知識(一)
一.計算機系統基礎知識
1.計算機系統概述
硬件軟件及網絡組成的系統
2.計算機硬件基礎知識
馮 諾依曼結構:運算器,控制器,存儲器,輸入設備,輸出設備
專用處理器:GPU,FPGA,DSP 哈佛體系結構
存儲器:片上緩存,片外緩存,主存(內存),外存 。訪問速度依次降低,容量依次提高
總線: 并行總線(系統總線,計算機內部),串行總線(通信總線,計算機之間或計算機與其他系統之間)
接口:HDMI SATA RS-232 網絡接口:RJ45 FC A/D轉換接口
外部設備:鍵盤,鼠標,顯示器
3.計算機軟件基礎知識
軟件:系統軟件,應用軟件
操作系統: 并發性,共享性,虛擬性,不確定性
分時系統:多路性,獨立性,交互性,及時性
嵌入式操作系統:微型化,可定制,可靠性,易移植性。常采用硬件抽象層(HAL)和板級支撐包(BSP)來提高移植性,
完全分布式數據庫操作系統:分布性,邏輯相關性,場地透明性,場地自治性
分布式數據庫操作系統:數據的集中控制性,數據獨立性,數據冗余可控性,場地自治性,存取的有效性
文件組織方法:連續結構,鏈接結構,索引結構
軟件構件:自包容與可重用 易擴展,可重用,并行開發
Bean : 會話Bean,實體Bean,消息驅動Bean
4.計算機語言
指令:表達式,流程控制,集合
機器語言:操作碼,操作數
匯編語言:名字,操作符,操作數,注釋
UML: 基本構造塊(事物,關系),圖(支配基本構造塊如何放置在一起的規則),運用整個語言的公用機制
事物:結構事物,行為事物,分組事物,注釋事物
結構事物:類,接口,協作,用例,主動類,構件,制品,節點
行為事物:交互,狀態機,活動
UML關系:依賴,關聯,泛化,實現
用例圖:展現一組用例,參與者以及它們之間的關系。包含關系的特點是當兩個或多個用例中共用一組相同的動作時,可以將這組相同的動作抽出來作為一個獨立的子用例,供多個基用例共享;擴展關系則是對基用例的擴展,基用例是一個完整的用例,即使沒有子用例的參與,也可以完成一個完整的功能。
UML視圖:用例視圖,邏輯視圖,進程視圖,實現視圖,部署視圖
VR/AR : 桌面式,分布式,沉浸式,增強式
二.嵌入式基礎知識
1.嵌入式系統組成及特點
嵌入式處理器:民用,工業,軍用
相關支撐硬件:處理器外其他硬件,存儲器,定時器,總線等
嵌入式操作系統:實時性,可裁剪性,安全性
支撐軟件
應用軟件
特點:專用性強,技術融合,軟硬一體軟件為主,資源受限,程序代碼固化在ROM,專門開發工具,體積小等,安全性和可靠性要求高
2.嵌入式系統分類
嵌入式實時系統,嵌入式非實時系統
實時系統:強實時,弱實時
安全性:安全攸關,非安全攸關
3.嵌入式軟件組成及特點
基本開發工具:交叉編譯器,交叉鏈接器,源代碼調試器
存儲速度從快到滿:寄存器組,Cache,內存,Flash
三.計算機網絡基礎知識
1.網絡基本概念
性能指標:速率,帶寬,吞吐量,時延
非性能指標:費用,質量,標準化,可靠性,可擴展性,可升級性,易管理性,可維護性
2.通信技術
數據與信道
復用技術
多址技術
5G通信網絡
3.網絡技術
局域網:總線型,星型,樹型,環型,網狀
以太網:
無線局域網:點對點型,Hub型,完全分布型
廣域網:通信子網與資源子網組成。公共傳輸網絡,專用傳輸網絡,無線傳輸網絡。
廣域網技術:同步光網絡(SONET),同步數字體系(SDH),數字數據網(DDN),幀中繼(FR),異步傳輸技術(ATM)
城域網:核心層,匯聚層,接入層
移動通信網:5G網絡特征服務化架構和網絡切片
4.組網技術
物理層:集線器,中繼器
數據鏈路層:網橋,交換機
網絡層: 路由器,防火墻
OSI/RM 七層模型
層次關系
TCP: 可靠的,面向連接
交換機:集線功能,中繼功能,橋接功能,隔離沖突域
路由器:異種網絡連接,數據路由,速率適配,隔離網絡,報文分片和重組,備份和流量控制
5.網絡工程
網絡工程:網絡規劃,網絡設計,網絡實施
TCP: 可靠的,面向連接
交換機:集線功能,中繼功能,橋接功能,隔離沖突域
路由器:異種網絡連接,數據路由,速率適配,隔離網絡,報文分片和重組,備份和流量控制
5.網絡工程
網絡工程:網絡規劃,網絡設計,網絡實施