软件架构设计师

香浓：信息就是不确定性的减少

维纳(控制论)：信息就是信息，既不是物质，也不是能量，但他们相互之间可以转化

统一概括：信息是对客观事物变化和特征的反映；是客观事物之间相互作用和联系的表征，是客观事物经过感知或认知后的再现

客观性(真伪性)：也叫事实性，不符合事实的信息不仅没有价值，还有副作用

动态性：信息随着时间的变化而变化

层次性：信息可分为战略级、管理级和操作级

传递性：信息在时间上的传递即是存储，在空间上的传递即是转移或扩散

滞后性：信息是数据加工后的产物，所以相对数据有滞后性

扩压性：信息和实物不同，它可以扩散，也可以压缩

分享性：信息可以分享，这和物质不同，并且信息分享具有非零和性(非零和性就是信息可以有多个人拥有，而非只能有一个人拥有)

信息化是指在国家宏观信息政策指导下，通过信息技术开发、信息产业的发展、信息人才的配置，最大限度地利用信息资源以满足全社会的信息需求，从而加速社会各个领域共同发展，以推进信息社会的过程

信息化的主体是全体社会成员(政府、企业、团体、个人)，时域是一个长期过程，空域是经济和社会的一切领域，手段是社会新进生产工具

组织的结构创新：如虚拟企业、虚拟社区

组织的管理创新：实施电子政务、建立电子政府、建立电子社区以提升管理水平

组织经营创新：利用信息化将经营和管理融为一体

造就信息化的人才队伍：三类人才(IT专业人才、业务人才、专家型人才)

企业信息化的具体目标是优化企业业务活动，使之更加有效，它的根本目的在于提高企业的竞争力，使得企业具有平稳和有效的运作能力，对紧急情况和机会做出快速反应，为企业内外部用户提供有价值的信息

技术创新：在生产工艺设计、产品设计中使用计算机辅助设计系统，并通过互联网及时了解和掌握新的技术信息，加快技术向生产的转化。还有，生产技术与信息技术相结合，能够大幅度地提高技术水平和产品竞争力。

管理创新：按照市场发展的要求，要对企业现有的管理流程重新整合，从作为管理核心的财务、资金管理，转向技术、物资、人力资源的管理，并延伸到企业技术创新、工艺设计、产品设计、生产制造过程的管理，进而还要扩展到客户关系管理、供应链的管理、乃至发展到电子商务。

制度创新：那些不适应企业信息化的管理体制、管理机制和管理制度必须得到创新

1、信息资源的开发利用，信息资源是信息化源泉，信息资源的开发利用要解决三个问题：
    - 原始信息的采集
    - 使存在的信息在给定的时间内获得
    - 是用户获得真正需要的信息

2、信息网络的全面覆盖：计算机网络、电信网、电视网三网合一

3、信息技术的广泛应用：信息化的基础，直接反映了效率、效果和效益

4、信息产业的大力发展：国家信息化只有在产品和技术方面拥有雄厚的自主知识产权，才能提高综合国力

5、信息化人才的培养：信息化建设能否取得成功的关键所在。不仅要有各个层次的信息化技术人才，还要有精干的信息化管理人才、营销人才、法律人才、情报人才

6、信息化政策法规和标准规范建设：国家信息化快速、有序、健康、持续发展的保障

战略需求：目标是提升组织的竞争力

运作需求：
    - 实现信息化战略目标的需要
    - 运作策略的需要
    - 人才培养的需要

技术需求：信息技术层面上对系统的完成、升级、集成

业务流程重构方法：彻底的、根本性的重新设计流程(BPR)

核心业务应用方法：围绕核心业务推动信息化

信息系统建设方法：建设信息系统作为企业信息化的重点和核心

主题数据库方法：建立面向企业核心业务的数据库，消除信息孤岛

资源管理方法：切入点是为企业资源管理提供强大的能力，比如：ERP、SCM

人力资本投资方法：人力资本理论(注意不是人力资源管理，人力资源管理是管理全体人员)把一部分企业的优秀员工看做是一种资本，能够取得投资收益

企业战略：企业战略规划

企业信息化战略：企业信息化战略规划

信息系统战略：信息系统战略规划，包含战略数据规划、信息技术战略规划、信息资源规划

单个信息系统开发：系统规划

关键成功因素发（CSF，Critical Success Factors）

战略集合转化法（SST，Strategy Set Transformation）

企业系统规划法（BSP，Business System Planning）

此外还有：投资回收法、征费法、零线预算法、阶石法

战略数据规划法（SDP，Strategic Data Planning）：主题数据库

信息工程法（IE，Information Engineering）

战略栅格法（SG， Strategic Grid）

价值链分析法（VCA，Value Chain Analysis）

战略一致性模型（SAM，Strategic Alignment Model）

政府(Government)

企(事)业单位(Business)

公民(Citizen)

公务员(Employee)

G2G

G2E

G2B

B2G

G2C

C2G

企业应用系统层

企业前端业务层

企业数据应用层：企业信息总线(Enterprise Information Bus)

企业信息化工程核心技术层

企业信息门户(Enterprise Information Portal)

物料需求计划MRP(Material Requirement Planning)

制造资源计划MRPII(Manufacturing Resource Planning II)

企业资源计划ERP(Enterprise Resource Planning)

CRM: Customer Relationship Management

CRM的目的是提高收入，核心思想就是以客户为中心

主要模块

价值

SCM: Supply Chain Management

理念：强强联合，整合与优化“三流”，打通企业间的“信息孤岛”，严格的数据交换标准

信息化的三流

供应链

商业智能

普通应用系统开发

数据仓库

数据湖

数据仓库&数据湖

BPR：业务流程重组，革命性的，颠覆原有流程、彻底性的再设计

BPM：业务流程管理，演化型的，使用PDCA循环，持续改进

常见的标准

从数据传递的角度

按组织范围分类

企业集成平台

集成支持的方式

角色

类型

数字化

发展阶段

资源要素

系统层级

问题定义：软件的目标系统是“什么”

可行性研究：技术/经济/操作/社会可行性

需求分析：功能需求、性能需求和运行环境的约束

概要(总体)设计：模块划分及模块间接口设计

详细设计：模块内部设计

编码

测试

定义：自顶向下，逐步分解求精，严格分阶段，阶段产出标准化，应变能力差

定义：自底向上，阶段界限不明，更好应变、更好复用，符合人们的思维习惯

强调系统内的元素，尽量和现实生活元素对应起来

定义：粗粒度、松耦合，标准化和构件化

抽象级别：操作【低】 => 服务【中】 => 业务流程【高】

服务本身就是标准化程度很高的构件

是面向服务的一种

粒度更细

定义：在需求阶段，构造一个原型出来，模拟运行场景

主要针对需求不明确

按功能分：水平原型(界面)，垂直原型(复杂算法)

按最终结果分：抛弃式原型、演化型原型

形式化方法

统一过程方法(UP)

敏捷方法

基于架构的开发方法(ABSD)

定义阶段

开发阶段

维护阶段

其它

需求分析 => 概要设计 => 详细设计 => 编码

验收测试 <= 系统测试 <= 集成测试 <= 单元测试

其它

定义：在需求阶段，构造一个原型出来，模拟运行场景

主要针对需求不明确

按功能分：水平原型(界面)，垂直原型(复杂算法)

按最终结果分：抛弃式原型、演化型原型

增量型：一次实现一个小模块，最终完成整个软件的实现

迭代型：先做整体轮廓，然后一步步细化实现

很多软件都是增量与迭代结合在一起实现的

以原型为基础，再把瀑布模型加进来，考虑了风险问题

先做一个小的原型，按生命周期走一遍，然后再做第二个原型，增补一些东西，继续螺旋

特点：引入了风险分析，评价方案、识别风险、消除风险

需求分析和定义

软件架构设计

构件库的建立

应用软件构建

测试和发布

基于：SDLC(瀑布) + CBSD(基于构件)

步骤

四个阶段

特定

特点

4大价值观

12条过程实践规则

敏捷开发过程强调

采用敏捷开发的原因

敏捷方法

敏捷开发方法之SCRUM

方法大一号，模型小一号

方法相对抽象，模型相对具体

现有系统

再工程

新系统

实现级：包括程序的抽象语法书、符号表、过程的设计表示

结构级：包括反映程序分量之间相互依赖关系的信息，例如调用图、结构图、程序和数据结构

功能级：包括反映程序段功能及程序段之间关系的信息，例如数据和控制流模型

领域级：包括反映程序分量或程序诸实体与应用领域概念之间对应关系的信息，例如实体关系模型

重构

设计恢复

逆向工程

正向工程

再工程

需求开发(★★★)

需求管理(★★★)

UML4+1视图(★★★★)

UML图(★★★★★)

UML关系(★★★★)

软件需求是指用户对系统在功能、行为、性能、设计约束等方面的期望

包含了系统分析和需求工程

系统分析：从技术维度来分析，比如软件、硬件、网络等等

需求工程：从项目管理维度分析

需求开发【技术维度】

需求管理【管理维度】

其它

现有系统(物理系统) => 物理模型 => 逻辑模型

物理系统通过模型化得到物理模型

物理模型通过抽象化得到逻辑模型

逆向工程后得到的逻辑模型，通过调整优化，形成新的逻辑模型

逻辑模型实例化得到物理模型

物理模型通过具体化得到物理系统，从而形成新的系统

黄金三法则

体系结构设计：定义软件系统各个主要部件之间的关系(架构设计、概要设计，层次会高一点)

数据设计：将模型转换成数据结构的定义，好的数据设计将改善程序结构和模块划分，降低过程复杂性(算法与数据结构)

接口设计(人机界面设计)：软件内部，软件和操作系统以及软件和人之间如何通信

过程设计：系统结构部件转换成软件的过程描述

概要设计【外部设计】：功能需求分配给软件模块，确定每个模块的功能和调用关系，形成模块结构图，如子系统划分、模块划分、模块接口设计

详细设计【内部设计】：为每个具体任务选择适当的技术手段和处理方法，也就是每个模块内部的设计

结构化设计原则

模块的四个要素

设计模式基本上每年都会考

设计原则

设计模式

动态测试【计算机运行】

静态测试【人工监测和计算机辅助分析】

单元测试：依据【详细设计】，模块测试，模块功能、性能、接口等等

集成测试：依据【概要设计】，模块间的接口

系统测试：依据【需求文档】，在真实环境下，验证完整的软件配置项能否和系统正确连接

确认测试：依据【需求文档】，验证软件与需求的一致性，内部确认测试、Alpha测试、Beta测试、验收测试

回归测试：测试软件变更之后，变更部分的正确性和对变更需求的符合性

算法层(单元测试)：包括等价类划分测试、组合功能测试(基于判定表的测试)、递归函数测试和多态消息测试

类型(模块测试)：包括不变式边界测试、模态类测试和非模态类测试

模板层/类树层(集成测试)：包括多态服务测试和展平测试

系统层(系统测试)

蛮力法：主要思想是“通过计算机找错”，低效、耗时

回溯法：从出错处人工沿控制流程往回追踪，直至发现错误的根源，复杂程序由于回溯路径多，难以实施

原因排除法：主要思想是演绎和归纳，用二分法实现

测试目的是找出存在错误；调试时定位错误并修改程序，以修正错误

测试从一个已知的条件开始，使用预先定义的过程，有预知的结果；调试从未知的条件开始，结束的过程不可预计

测试过程可以事先设计，进度可以事先确定；调试不能描述过程或持续时间

遗留系统演化策略

新旧系统转换策略

数据转换与迁移

正确性维护【修正bug】：识别和纠正软件错误/缺陷，测试不可能发现所有错误

适应性维护【应变】：指使应用软件适应环境变化【外部环境、数据环境】而进行的修改

完善性维护【新需求】：扩充功能和改善性能而进行的修改

预防性维护【针对未来】：为了适应未来的软硬件环境的变化，应主动增加预防性的新功能，以使系统适应各类变化而不被淘汰，比如【专用】改为【通用】

1、软件架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象

2、软件架构风格是特定应用领域的惯用模式，架构定义一个词汇表和一组约束

1、软件架构是项目干系人进行交流的手段

2、软件架构是可传递和可复用的模型，通过研究软件架构可能预测软件的质量

3、软件架构使推理和控制的更改更加简单，有助于循序渐进的原型设计，可以作为培训的基础

逻辑视图：最终用户，功能需求

开发视图：编程人员，软件管理

进程视图：系统集成人员，性能、可扩充性、吞吐量等等

物理视图：系统工程人员，系统拓扑、安装、通信等

场景视图

操作性需求（Operational Requirements）：指系统完成任务所需的操作环境要求及如何满足系统将来可能的需求变更的要求

性能需求（Performance Requirements）：针对系统性能要求的指标。常见的包括：响应时间、吞吐率

安全性需求（Security Requirements）：防止系统崩溃和保证数据安全所需要采取的保护措施或预防措施

文化需求（Cultural Requirements）：使用本系统的不同用户群体对系统提出的特有要求

子风格

以数据为中心，一步一步去处理

优点

缺点

实例

主程序/子程序【Main Program and Subroutine】：面向过程

面向对象【Object Oriented】：对象的方法调用

面向对象风格：面向对象架构风格的特征是将数据表示和基本操作封装在对象中。这种模式的构件是对象，对象维护自身表示的完整性，对象之间通过消息机制进行通信，对象交互时需要知道彼此的标识，通过对象之间的协作完成计算过程。

分层架构【Layered System】

子风格

通过事件管理机制来管理构件的调用，触发事件，通知执行

优点

缺点

特点

子风格

解决高度自定义场景的需求，比如工作流引擎，灵活性很高

优点是可以灵活应对自定义场景

缺点是复杂度较高

又称为仓库风格，包含据数据库架构和黑板架构子风格

数据库系统【Database System】

黑板系统【Blackboard System】

超文本系统【Hypertext System】

适用于嵌入式系统，用于解决简单的闭环控制问题

经典应用：空调控温，定速巡航

环路控制架构风格：控制环路架构风格是将过程输出的指定属性维护在一个特定的参考值（设定点）。控制环路风格包括过程变量、被控变量、输入变量、操纵变量和设定点等构件，通过收集实际和理想的过程状态信息，并能调整过程变量使得实际状态趋于理想状态。

构件和连接件都有一个顶部和底部

构件的顶部要连接到连接件的底部，构件的底部要连接到连接件的顶部，构件之间不允许直连

一个连接件可以和任意数目的其它构件和连接件连接

当两个连接件进行直接连接时，必须由其中一个的底部到另一个的顶部

一层构件，一层连接件

两层C/S：胖客户端(业务逻辑和界面)，服务器(数据库)，升级维护困难

三层C/S：瘦客户端(仅界面)，应用服务器(业务逻辑)，服务器(数据库)，业务逻辑变化不再需要更新客户端

三层B/S：零客户端(浏览器)，WEB应用服务器(业务逻辑)，服务器(数据库)，完全不需要客户端，升级维护容易

三层B/S

定义：用一种业务逻辑、数据、界面显示分离的方法组织代码，将业务逻辑聚集到一个部件里面，在改进和个性化定制界面及用户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑。

Model(模型)：应用程序中用于处理应用程序数据逻辑的部分，通常模型对象负责在数据库中存取数据

View(视图)：应用程序中处理数据显示的部分，通常视图是依据模型数据创建的

Controller(控制)：应用程序中处理用户交互的部分，通常控制器负责从视图读取数据，控制用户输入，并向模型发送数据

J2EE体系结构中

MVP是MVC的变种

MVP实现了V与M之间的解耦(V不直接使用M，修改V也不会影响M)

MVP更好的支持单元测试

MVP中V要处理界面事件，业务逻辑在P中，MVC中界面事件由C处理

MVP杜绝了跨层的调用关系，V和M不会直接调用，都通过P来交互

View：HTML、CSS、模板文件

ViewModel：JS、Runtime、Compiler

Model：业务逻辑处理(Java/C#/NodeJS等等)，数据库(MySQL/Oracle/MongoDB)

【富】客户端，零时下载客户端

优点：反应速度快、易于传播、交互性强

技术：Ajax、Flex、Bindows、HTML5、小程序

服务是一种为了满足某项业务需求的操作、规则等的逻辑组合，它包含一些列有序活动的交互，为实现用户目标提供支持

I/O处理 => 应用管理 => 企业服务总线 => 服务1 + 服务2 + ...

通过企业服务总线(ESB)，将所有的服务串起来，比如历史遗留系统，我们可以将其封装成一个服务集成进新系统

单个服务内部包含服务接口，逻辑层、数据访问层、数据库

特点：松散耦合、粗粒度、标准化接口

对象 => 构件 => 服务 => SOA

服务构件 vs 传统构件

SOA的实现方式 - Web Service

SOA的实现方式 - ESB

关键技术

是一种很小的服务，是属于面向服务架构的一种

特点

面临的挑战

微服务：能拆分的就拆分
SOA：是整体的，服务能放一起的都放一起

微服务：纵向业务划分
SOA：水平分多层

微服务：由单一组织负责
SOA：按层级划分不同部门的组织负责

微服务：细粒度
SOA：粗粒度

微服务：两句话可以解释明白
SOA：几百字只相当于SOA的目录

微服务：独立的子公司
SOA：类似大公司里面划分了一些业务单元(BU)

微服务：组件小
SOA：存在较复杂的组件

基于分布部署和统一运管的分布式云，以容器、微服务、DevOps等技术为基础，建立的一套云技术产品体系

包含的技术：微服务、容器、持续交付、DevOps

本质是：Oncloud(上云) => Incloud(到云里面去)

云原生架构设计原则

普通应用 vs 云原生应用

模型驱动架构，类似软件形式化开发方法

MDA：Model Driven Architecture

Model：客观事物的抽象表示

Architecture：构成系统的部件、连接件及其它约束规则

Model-Architecture：使用模型完成软件的分析、设计、构建、部署、维护等各开发活动

主要目标：Portability(可移植性)，Interoperability(互通性)，Reusability(可重用性)

核心模型

ADL是一种形式化语言，它在底层语义模型的支持下，为软件系统的概念体系结构建模提供了具体的语法和概念框架

如：Aesop、MetaH、C2、Rapide、SADL、Unicon等

三个基本元素

领域【分析】：建立领域模型

领域【设计】：获得DSSA

领域【实现】：开发和组织可复用信息

垂直域：相同领域，深入

水平域：不同领域，平移

1、领域专家：有经验丰富的用户，从事该领域中系统的需求分析、设计、实现以及项目管理的有经验的软件工程师等

2、领域分析人员：领域分析人员应由具有知识工程师背景的有经验的系统分析员来担任

3、领域设计人员：领域设计人员应由具有经验的软件设计人员来担任

4、领域实现人员：领域实现人员应由有经验的程序设计人员来担任

领域知识资源：技术文献、已完成的软件项目、用户评述、专家建议、当前及未来的需求

输出：分类方法、标准、功能模型、领域语言

定义领域范围

定义领域特定的元素

定义领域特定的设计和实现需求约束

定义领域模型和架构

产生、收集可复用的产品单元

1．一个严格定义的问题域和/或解决域。即要对该系统的问题域和/或解决域进行严格的定义，不能跨越系统边界。

2．具有普遍性，使其可以用于领域中某个特定应用的开发。即设计出来的软件架构部分或全部能够应用于烟草行业的某个子系统。

3．对整个领域的合适程度的抽象。主要考虑抽象出来的模块、组件的粒度是否合适，是否适应于烟草行业的某些部门。

4．具备该领域固定的、典型的在开发过程中可重用的元素。

领域开发环境：领域架构师

领域特定的应用开发环境：应用工程师

应用执行环节：操作员

第一个是功能分解，在功能分解中，ABSD方法使用已有的基于模块的内聚和耦合技术；

第二个是通过选择架构风格来实现质量和业务需求；

第三个是软件模板的使用

架构需求

架构设计

架构文档化

架构复审

架构实现

架构演化

性能(performance)是指系统的响应能力，即要经过多长时间才能对某个事件作出响应，或者在某段时间内系统所能处理的事件的个数

例如

性能战术(提升性能的维度)

容错

健壮性

可用性(availablility)是指系统能够正常运行的时间比例，经常用两次故障之间的时间长度或在出现故障时系统能够恢复正常的速度来表示

例如

可用性战术

安全性(security)是指系统在向合法用户提供服务的同时，能够阻止非授权用户使用的企图或拒绝服务的能力，安全性又可划分为机密性、完整性、不可否认性及可控性等特性

例如

安全性战术

可修改性(modifiability)是指能够快速地以较高的性能价格比对系统进行变更的能力，通常以某些具体的变更为基准，通过考察这些变更的代价来衡量可修改性

例如

可修改性战术

包含

易用性关注的是对用户来说完成某个期望任务的容易程度和系统所提供的的用户支持的种类

例如

软件可测试性是指通过测试揭示软件缺陷的容易程度

例如：提供远程调试接口，支持远程调试

为什么要进行架构评估？

架构评估到底评什么？主要是评估质量属性

架构评估怎么评？

敏感点：是一个或多个构件(或多个构件之间的关系)的特性，它能影响系统的某个质量属性

权衡点：是影响多个质量属性的特性，是多个质量属性的敏感点

风险点：是指架构设计中潜在的、存在问题的架构决策所带来的隐患

非风险点：是指不会带来隐患，一般以“XXX要求是可实现(或接受)的”方式表达

例如

基于调查问卷(检查表)的方式

基于度量的方式

基于场景的方式

特性对比

特点：最初用于分析架构可修改性，后扩展到其他属性

处理流程

特点：在SAAM基础上发展起来的，主要针对性能、实用性、安全性、可修改性，在系统开发之前，对这些质量属性进行评价和折中

行动计划

折中有属性折中，也有场景之间的优先级折中

质量效用树

架构评估方法不是精确的评估方法

评估的是架构，不是代码

领域工程：现有系统需求 => 领域分析 => 领域设计 => 领域实现

应用工程：新系统需求 => 需求分析 => 系统设计 => 系统实现 => 新系统

把共性的东西做成基础版的产品，再融合用户新的一些需求，通过二次开发，走应用工程的方式实现最终的新系统

演化方式

革命方式

4种方式

组织结构类型

SEI推荐组织结构划分

对该领域具备长期和深厚的经验

一个用于构建产品的好的核心库

好的产品线架构

好的管理(软件资源、人员组织、过程)支持

软件复用【重用】是多次不同的软件开发过程中重复使用相同或相似【软件元素】的过程

软件元素：需求分析文档、设计过程、设计文档、程序代码、测试用例、领域知识

复用的历史发展路线：函数库(结构化时代) => 类库(框架，多个类的组合) => 构件库 => 服务库

复用的维度

定义1：软件构件是一种组装单元，它具有规范的接口规约和显式的语境依赖，软件构件可以被独立地部署，并由第三方任意地组装

定义2：构件是某系统中有价值的、几乎独立的、并可替代的一个部分，它在良好定义的体系结构语境内满足某清晰的功能

定义3：构件是一个独立发布的功能部分，可以通过其接口访问它的服务

模块的特性

对象的特性

构件的特性

1、独立而成熟的构件：已在实际运行环境多次检验，该类构件隐藏了所有的接口，用户只需用规定好的命令进行使用，例如：数据库管理系统和操作系统等

2、有限制的构建：有限制的构件提供了接口，指出使用的条件和前提，这种构件在装配时，会产生资源冲突、覆盖等影响，在使用时需要加以测试，例如：各种面向对象程序设计语言中的基础类库等

3、适应性构件：适应性构件进行了包装或使用了接口技术，把不兼容性、资源冲突等进行了处理，可以直接使用，这种构件可以不加修改地使用在各种环境中，例如ActiveX等

4、装配的构件：装配的构件在安装时，已经装配在操作系统、数据库管理系统或者信息系统的不同层次上，使用胶水代码就可以进行连接使用，目前一些软件商提供的大多数软件产品都属于这一类

5、可修改的构建：对原构件修改错误、增加新功能，可以利用重新“包装”或写接口来实现构件的版本替换，这种构件在应用系统开发中使用的比较多

检索与提取构件

理解与评价构件

修改构件

组装构件

中间件是一类构件

中间件是一类系统软件

简化结构、屏蔽差异、利于复用

1、面向需求：即设计师集中精力于业务逻辑本身

2、业务的分隔和包容性：应用开发人员可以按照不同的业务进行功能的划分，体现为不同的接口或交互模式

3、设计与实现隔离：构件对外发生作用或构件间的交互，都是通过接口进行的，构件使用者只需要知道构件的接口，而不必关心其内部实现，这是设计与实现分离的关键

4、隔离复杂的系统资源：架构很重要的一个功能就是将系统资源与应用构件隔离，这是保证构件可以复用甚至“即插即用”的基础，与中间件的意图也是一致的

5、符合标准的交互模型：中间件则实现了架构的模型，实现了标准的协议

6、软件复用：中间件提供了构件封装、交互规则、与环境的隔离等机制，这些都为了软件复用提供了方便的解决方案

7、提供对应用构件的管理：基于中间件的软件可以方便地进行管理，因为构件总可以通过标识机制进行划分

CORBA

COM

EJB(企业Java Bean)

对称加密技术：加密秘钥和解密秘钥是一样的

非对称加密：公钥加密+私钥解密

发送方对信息进行摘要，使用私钥对信息摘要签名(加密)，然后发送给接收方

发送方在发送完签名信息之后，发送信息数据，接收方通过同样的算法获得信息摘要

接收方通过公钥解密数字签名，得到发送方发送的信息摘要，最后进行对比，看看摘要是否一致

作用

摘要是对正文的总概

信息摘要：单向散列函数、固定长度的散列值

常用的消息摘要算法有MD5、SHA等，市场上广泛使用的MD5，SHA算法的散列值分别为128和160位，由于SHA通常采用的秘钥长度较长，因此安全性高于MD5

证书版本信息

证书的序列号，每个证书都有一个唯一的证书序列号

证书使用的签名算法

证书的发行机构名称，命名规则一般采用X.500格式

证书有效期，现在通用的证书一般采用UTC时间格式，它的计时范围为1950-2049

证书所有人的名称，命名规则一般采用X.500格式

证书所有人的公开密钥

证书发行者对证书的签名(可信任的机构)

CA认证中心：颁发数字证书

RA：注册审批机构

证书受理点

秘钥管理中心-KMC

网络层次

安全协议

被动攻击：收集信息为主，破坏保密性

主动攻击：主动攻击的类别主要有：中断(破坏可用性)，篡改(破坏完整性)，伪造(破坏真实性)

被动攻击

主动攻击

计算机信息系统安全保护等级划分标准(GB 17859-1999)

安全防范体系的层次

信息安全体系结构

安全服务

区块链

平均无故障时间：MTTF=1/λ

平均故障修复时间：MTTR=1/μ

平均故障间隔时间：MTBF=MTTF+MTTR

系统可用性：MTTF/(MTTR+MTTF)x100%

在实际应用中，一般MTTR很小，所以通常认为MTBF≈MTTF

串联系统：可靠性 R=R1*R2*...*Rn

并联系统：可靠性：R=1-(1-R1)*(1-R2)*...*(1-Rn)

混合系统：分块求解即可

故障树分析方法

失效模式与效应分析方法

1、软件的开发方法和开发环境

2、运行环境

3、软件规模

4、软件内部结构

5、软件的可靠性投入

避错技术【加强测试评审】

降低复杂度设计

检错技术

容错技术

双击容错

销售额=固定成本+可变成本+税费+利润【正常情况】

销售额=固定成本+可变成本+税费【盈亏平衡】

可变成本比例是不变的，可以通过成本金额和销售金额计算出来

范围计划编制

范围定义

创建WBS

范围确定

范围控制

活动定义

活动排序

活动资源估算

活动历时估算

制定进度计划

进度控制

关键路径长度 = 项目最短工期

最长路径是关键路径，也是最短工期

关键路径法是在指定进度计划时使用的一种进度网络分析技术。关键路径法沿着项目进度网络路线进行正向与反向分析，从而计算出所有计划活动理论上的最早开始与完成日期、最迟开始与完成日期，不考虑任何资源限制

总时差【松弛时间】：在不延误总工期的前提下，该活动的机动时间。总时差 = 最迟完成时间 - 最早完成时间，或最迟开始时间 - 最早开始时间

自由时差：在不影响紧后活动的最早时间前提下，该活动的机动时间

对于网络计划中以终点为完成节点的活动，其自由时差与总时差相等。此外，由于活动的自由时差是其总时差的构成部分，所以，当活动的总时差为零时，其自由时差必然为零，可不必进行专门计算

总时差为0的结点成为关键结点，关键结点组成的路径称为关键路径

前导图法(单代号网络图，PDM)

箭线图法(双代号网络图，ADM)

虚活动：既不占时间，也不占资源，但不能去除(因为有依赖关系)

延误时间没有超过自由时差，不会对紧后活动造成影响

延误时间没有超过总时差，不会对项目总工期造成影响

甘特图(Gantt)

项目进度

二级(已管理级)：项目级可重复，需求管理、项目计划、配置管理、项目监督与控制、供应商合同管理、质量和分析、过程和产品质量保证

三级(已定义级)：组织化，文档化，标准化。需求开发、技术解决方案、产品集成、验证、确认、组织级过程焦点、组织级过程定义、组织级培训、集成项目管理、风险管理、集成化的团队、决策分析和解决方案、组织级集成环境

四级(定量管理级)：组织级过程性能、定量项目管理

五级(持续优化)：组织级改革与实施、因果分析和解决方案

基线配置项(可交付成果)：需求设计、设计文档、源代码、可执行代码测试用例、运行软件所需的数据等

非基线配置项：各类计划(如项目管理计划，进度管理计划)、各类报告

开发库(动态库、程序员库、工作库)：保存正在开发的配置实体

受控库(主库)：管理基线

产品库(静态库、产品库、软件仓库)：最终产品

处于草稿状态配置项的版本号格式为：0.YZ，其中YZ数字范围为01-99，随着草稿的不断完善，YZ的取值应递增，YZ的初始值和增幅由开发者自己决定

处于正式发布状态的配置项的版本号格式为：X.Y，其中X为主版本号，取值范围为1-9；Y为次版本号，取值范围为1-9，配置项第一次正式发布时，版本号为1.0

如果配置项的版本升级幅度比较小，一般只增大Y值，X值保持不变，只有当配置项版本升级幅度比较大时，才允许增大X值

处于正在修改状态的配置项的版本号格式为：X.YZ，在修改配置项时，一般只增大Z值，X.Y值保持不变

软件开发工具：需求分析工具、设计工具、编码与排错工具、测试工具

软件维护工具：版本控制工具(VSS、CVS、SCCS、SVN)、文档分析工具、开发信息库工具、逆向工程工具、再工程工具

软件管理和软件支持工具：项目管理工具、配置管理工具、软件评价工具、软件开发工具的评价和选择

环境信息库：核心，用以存储与系统开发有关的信息，并支持信息的交流与共享

过程控制与消息服务器：实现过程集成和控制集成的基础

环境用户界面：统一的、具有一致性的用户界面

外模式：视图级

概念模式：表级结构

内模式：文件级

逻辑独立性：外模式-概念模式的映射

物理独立性：概念模式-内模式映射

基本关系(通常又称为基本表或基表)：实际存在的表，实际存储的逻辑表示

查询表：查询结果对应的表

视图表：由基表和其它视图表导出的表，本身不独立存储，数据库只存放它的定义，常称为虚表

数据库视图：它是一个虚拟表，其内容由查询定义(仅保存SQL查询语句)。同真实的表一样，视图包含一系列带有名称的列和行数据。但是视图并没有真正存储这些数据，而是通过查询原始表动态生成所需要的数据

视图的优点

物化视图：它不是传统意义上的虚拟视图，是实体化视图，其本身会存储数据。同时当原始表中的数据更新时，物化视图也会更新

视图性能较差，物化视图可以优化查询性能，但会降低更新性能

金融机构：两地三中心

全局DBMS(分布式数据库新增的)

局部DBMS(集中式数据库原有的)

特性

分布式数据库管理系统

分布透明性

两阶段提交协议2PC

需求分析

概念结构设计

逻辑结构设计

物理设计

ER图：属性(椭圆)、实体(矩形)、联系(菱形)

实体之间的联系：一对一、一对多、多对多、三元联系(三个实体之间的联系)

设计步骤

集成的方法

集成产生的冲突及解决办法

设计步骤

ER图向关系模式的转换

关系模式的优化

确定完整性约束(保证数据的正确性)

用户视图的确定(提高数据的安全性和独立性)

应用程序设计

关系模式相关概念

完整性约束

一个实体必须转换为一个关系模式

联系转关系模式

并(∪)：两个集合相同的记录

交(∩)：两个集合所有的记录，注意，重复的记录要去掉

差(-)：两个集合相减，减去的是相同的记录，集合相减顺序调换，结果是不一样的

投影(π)：垂直方向上投射，也就是选择属性列，记录会自动去重

选择(σ)：水平方向上选择，列不变，会自动筛选符合的记录

笛卡尔积(×)：属性列是二者之和，结果行数是二者的乘积，也就是关系1的每个记录都会跟关系2的每个记录做拼接

自然连接(⨝)

非规范化的关系模式，可能存在的问题包括：数据冗余、更新异常、插入异常、删除异常

当某一个属性能够决定或者推导出另外一个属性的时候，说明存在函数依赖关系，一个属性能够唯一决定另外一个属性

设R(U)是属性U上的一个关系模式，X和Y是U的子集，r为R的任一关系，如果对于r中的任意两个元组u, v，只要u[X]=v[X]，就有u[Y]=v[Y]，则称X函数决定Y，或称Y函数依赖于X，记为X→Y(X推导出Y)

X决定因素，Y是被决定因素

部分函数依赖：候选键有多个，属性值可以通过其中的一个候选键推导出来，而不是全部候选键，那么该依赖就是部分函数依赖

传递函数依赖：B依赖A，C依赖B，可以得出C依赖A，这就是传递函数依赖

关系模式R<U, F>来说

根据A1, A2, A3这三条推理规则可以得到下面三条推理规则

将关系模式的函数依赖关系用“有向图”的方式表示

找到入度为0的属性，并以该属性集合为起点，尝试遍历有向图，若能正常遍历图中所有结点，则该属性集即为关系模式的候选键

若入度为0的属性集不能遍历图中所有结点，则需要尝试性的将一些中间结点(既有入度，也有出度的结点)并入入度为0的属性集中，直至该集合能遍历所有结点，集合为候选键

1NF：属性值都是不可分的原子值

2NF：消除非主属性对候选键的部分依赖

3NF：消除非主属性对候选键的传递依赖

BCNF：消除主属性对候选键的部分依赖和传递依赖

逐步优化：解决插入异常、删除异常、数据冗余

第一范式(1NF)：在关系模式R中，当且仅当所有域只包含原子值，即每个属性都是不可再分的数据项，则称关系模式R是第一范式

第二范式(2NF)：当且仅当实体E是第一范式，且每个非主属性完全依赖主键(不存在部分依赖)时，则称实体E是第二范式

第三范式(3NF)：当且仅当实体E是第二范式时，且E中没有非主属性传递依赖于候选键时，则称实体E是第三范式

BC范式(BCNF)：设R是一个关系模式，F是它的依赖集合，当且仅当其F中每个依赖的决定因素必定包含R的某个候选码，则称R是BC范式

如果已经满足1NF，且候选键为单属性集合，此关系模式规范化成都至少达到2NF，因为单属性集合不可能存在部分依赖

没有非主属性时，只要满足1NF，那么该关系至少可以达到3NF

保持函数依赖分解：设数据模式P={R1, R2, ..., Rk}是关系模式R的一个分解，F是R上的函数依赖集合，P中每个模式Ri的FD集是Fi。如果{F1, F2, ..., Fk}与F是等价的(即相互逻辑蕴涵)，那么成分解P保持FD

无损分解：分解之后可以还原，不能还原的称有损

无损连接分解：指将一个关系模式分解成若干个关系模式后，通过自然连接和投影等运算，仍能还原到原来的关系模式

分解时，冗余函数依赖不需要考虑

无损分解

使用表格还原法来推导，比较方便快捷

原子性：事务要么都做，要么都不做

一致性：事务执行之前是一个状态，执行之后是另一个状态

隔离性：事务之间不相互影响，完全隔离

持续性(持久性)：数据修改之后一直存在，即使数据库奔溃了，数据也不会变

丢失更新

不可重复读问题

“脏”数据的读出

封锁协议：死锁、死锁的解除

读锁/S锁/共享锁，可重叠

写锁/X锁/排他锁/独占锁，不可叠加

一级封锁协议：事务T在修改数据R之前必须先对其加X锁，直到事务结束才释放，可防止丢失修改

二级封锁协议：一级封锁协议加上事务T在读取R之前对其加S锁，读完即可释放S锁，可防止丢失修改，还可防止读“脏”数据

三级封锁协议：一级封锁协议加上事务T在读取数据R之前先对其加S锁，直到事务结束才释放，可防止丢失修改、防止读“脏”数据、防止数据重复读

两段锁协议，可串行化的，可能发生死锁

用户标识和鉴定：最外层的安全保护措施，可以使用用户账户、口令及随机数检验等方式

存取控制：对用户进行授权，包括操作类型(如查找、插入、删除、修改等动作)和数据对象(主要是数据范围)的权限

密码存储和传输：对远程终端信息用加密传输

视图的保护：对视图进行授权

审计：使用专用的文件或数据库，自动将用户对数据库的所有操作都记录下来

冷备份：也称为静态备份，是将数据库正常关闭，在停止状态下，将数据库的文件全部备份(复制)下来

热备份：也称为动态备份，是利用备份软件，在数据库正常运行状态下，将数据库中的数据文件备份出来

冷备份

热备份

完全备份：备份所有数据

差量备份：仅备份上一次完全备份之后变化的数据

增量备份：备份上一次备份之后变化的数据

日志文件：事务日志是针对数据库改变所做的记录，它可以记录针对数据库的任何操作，并将记录结果保存在独立文件中

真实的备份：第一次是完全备份；后面是多次增量备份+一次差量备份，不断循环该方式；备份到数据库出错之间的数据通过日志来恢复

数据有变化，先写日志，再写数据库

事务本身的可预期故障：本身逻辑问题，在程序中预先设置Rollback语句就可以了

事务本身的不可预期故障：算术溢出、违反存储保护，由DBMS的恢复子系统通过日志，撤销事务对数据库的修改，回退到事务初始状态

系统故障：系统停止运行，通常使用检查点法

介质故障：外存被破坏，一般使用日志重做业务

系统规划

软件架构设计

设计模式

系统设计

系统建模

分布式系统设计

嵌入式系统设计

系统的可靠性分析与设计

系统的安全性和保密性设计

Web应用系统架构

软件架构风格与架构评估

系统建模

数据建模

具有一定的系统架构设计实践经验，有较好的分析问题和解决问题的能力

对于有关系统架构设计方面，有广博而坚实的知识或见解

对应用的背景、事实和因果分析等有较强的理解能力和归纳能力

对于一些可以简单定量分析的问题已有类似经验并能进行估算，对于只能定性分析的问题能用简练的语言抓住要点加以表达

善于从一段书面表达叙述中提取最必要的信息，有时还需要舍弃一些无用的叙述或似是而非的内容

总结：有经验、有知识、有见解、较强的理解能力、归纳能力、表达能力

先标出问题要点，以此作为主要线索进行分析和思考

对照问题要点仔细阅读正文

通过定性分析或者定量估算，构思答案和要点

以最简练的语言写出答案(200字以内)

遇到新知识，不要慌，稳住心态

列条目回答问题，把自己认为对的都写上(按点记正分)

分析题目问题的倾向性，顺势答题

范式级别提升带来了什么影响？主要是表拆分成多个之后，多表联合查询性能低

反规范化

视图并不在数据库中实际存在，而是一种虚拟表，通过视图可以简化用户操作

视图的优点

物化视图：将视图的内容物理存储起来，其数据随原始表变化，同步更新，缺点是数据冗余

分区：还是同一张表，只是数据存在多个文件里面，查询通过统一的端口查询

分表：逻辑上分成多个表，查询的时候需要多个表联合查询

分库：通过不同的数据库来存储不同的数据，可以提高性能

分区&分表

分区方式

分区的优点

金融机构：两地三中心

全局DBMS(分布式数据库新增的)

局部DBMS(集中式数据库原有的)

特性

分布式数据库管理系统

分布透明性

两阶段提交协议2PC

NoSQL：Not only SQL，不仅仅只是SQL，泛指非关系性的数据库

NoSQL和关系数据库对比

三大基石

NoSQL数据库类型

联邦数据库系统

数据库性能优化

需求分析主要任务

需求分析主要工作

分类

结构化需求分析(SA)

UML图

主要考五大架构风格，其它的也看一看

回顾架构模块的质量属性和架构评估

Web开发涉及技术的综合应用

高性能、高可用、可维护、应变、安全

不同维度涉及的技术内容

服务器演化

负载均衡

应用层负载均衡

传输层负载均衡

负载均衡算法

Session共享机制

有状态与无状态

持久化技术-ORM

数据库读写分离化

缓存技术：用缓存缓解读库的压力

CDN(内容分发网络)

XML和JSON

Web应用服务器

REST(表述性状态转移)

响应式Web设计

中台

摘要(300字 ~ 320字)

正文

其它注意事项

以我为中心

站在高级工程师的角度(不要过于细化到代码层面，讲解决方案即可)

忠于论点

条理清晰，开门见山

图文并茂，能收奇效(不建议画图，尽量使用文字表示，因为是手写论文)

标新立意，要有主见

首尾一致

常见问题及解决方案

没有写论文摘要，摘要过于简略，或者摘要中没有实质性内容的论文

字迹比较潦草，其中又不少字难以辨认

确实属于过分吹嘘、自我标榜、夸大其词的论文

内容有明显错误和漏洞的，按同一类错误每一类扣一次分

内容属于大学生或研究生实习性质的项目，并且实际应用水平相对较低的论文

有独特的见解或者有很深入的体会，相对非常突出的论文

起点很高，确实符合当今信息系统发展的新趋势和新动向，并能加以应用的论文

内容详实，体会中肯，思路清晰，非常切合实际的很优秀的论文

项目难度很高，或者项目完成的质量优异，或者项目涉及国家重大信息系统工程且作者参加并发挥重要作用，并且能正确按照试题要求论述的论文

虚构情节，文章中有较严重的不真实的或者不可信的内容

没有项目的实际开发经验，通篇都是浅层次纯理论的论文

所讨论的内容与方法过于陈旧，或者项目的水准非常底下的论文

内容不切题意，或者内容相对很空洞，基本上都是泛泛而谈，没有较深入体会的论文

正文与摘要的篇幅过于短小的论文(如论文小于1200字)

正文很不通畅，错别字很多，条理与思路不清晰，字迹潦草等情况相对较为严重的论文

软件开发

数据库设计

企业集成

主机

外设

1、算术逻辑单元ALU：数据的算术运算和逻辑运算

2、累加寄存器AC：通用寄存器，为ALU提供一个工作区，用于暂存数据

3、数据缓冲寄存器DR：写内存时，暂存指令或数据

4、状态条件寄存器PSW：存状态标志与控制标志(有争议，也有将其归为控制器的)

1、程序计数器PC：存储下一条要执行的指令地址

2、指令寄存器IR：存储即将执行的指令

3、指令译码器ID：对指令中的操作码字段进行分析解释

4、时序部件：提供时序控制信号

CPU：寄存器(最快)

Cache：按内容存取(相联存储器)

内存(主存)：DRAM

外存(辅助)：硬盘、光盘、U盘等(最慢)

Cache的功能：提高CPU数据输入输出的速率，突破冯洛伊曼瓶颈，即CPU与存储系统之间数据传送宽带限制

在计算机的存储系统体系中，Cache是访问速度最快的(如果有寄存器，寄存器是最快的)

Cache对程序员是透明的(透明性：无法操作的对象称其是透明的)

使用Cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理

时间局部性：指程序中的某条指令一旦执行，不久以后该指令可能再次执行，典型的原因是由于程序中存在大量的循环操作

空间局部性：指程序一旦访问了某个存储单元，不久以后，其附近的存储单元也将被访问，即程序在一段时间内所访问的地址可能集中在一定的范围内，其典型情况是程序顺序执行

工作集理论：工作集是进程运行时被频繁访问的页面集合

h代表Cache访问命中率

t1表示Cache访问周期时间

t2表示主存储器的访问周期时间

t3是“Cache+主存储器”的系统的平均访问周期时间

1-h又称为失效率或者未命中率

平均访问周期=加权平均数

1bit = 一个二进制位

按字节编址：1B = 8bit

按字编址：字长由计算器定义(8bit、16bit、32bit、64bit)

存储单元个数 = 最大地址 - 最小地址 + 1

存储总容量 = 存储单元个数 x 编址内容(按字节编址/按字编址)

存储总容量 = 单位芯片容量 x 总片数

磁盘是持续、匀速、单向旋转的

垂直寻道

存取时间 = 寻道时间+等待时间+传输时间

读取最长时间和最优时间，最长时间一般连续存储，最优时间可以根据数据缓冲区域处理时间来调整数据存储间隔块

移臂调度算法

最短寻道时间优先算法：只考虑柱面，优先读取距离当前柱面最近的柱面的数据(柱面：磁道号)

DMAC向总线裁决逻辑提出总线请求；CPU执行完当前总线周期即可释放总线控制权，此时DMA响应，通过DMAC通知I/O接口开始DMA传输

指令：数量多，使用频率差别大，可变长格式

寻址方式：支持多种

实现方式：微程序控制技术(微码)

其它：研制周期长

指令：数量少，使用频率接近，定长格式，大部分为单周期指令，操作寄存器，只有Load/Store操作内存

寻址方式：支持方式少

实现方式：增加了通用寄存器；硬布线逻辑控制为主；适合采用流水线

其它：优化编译，有效支持高级原因

1条执行执行时间+(指令条数-1)*流水线周期

理论公式：(t1+t2+...+tk)+(n-1)*t

实践公式：k*t+(n-1)*t

指在单位时间内流水线所完成的任务数量或输出的结果数量

基本公式：TP = 指令条数/流水线执行时间(理论公式)，如果答案里没有理论公式才考虑实践公式

最大吞吐率：TPmax = n/(k+n-1)≈1/t

完成同样一批任务，不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间之比成为流水线的加速比

s = 不使用流水线执行时间/使用流水线执行时间

流水线加速比一般都是大于1

校验码位数：1

校验码位置：一般拼接在头部

检错：可检奇数位错

纠错：不可纠错

校验方式

校验码位数：

校验码位置：插入在信息位中间(位置)

检错：可检错

纠错：可纠错

校验方式：分组奇偶校验

校验码位数：生成多项式最高次幂决定

校验码位置：拼接在信息位尾部

检错：可检错

纠错：不可纠错

校验方式：模二除法求余，拼接作为校验位

1、已知信息位，也就是原始报文

2、从生成多项式获得最高次幂和除数(系数)

3、做模2除法

4、将求取的余数拼接在信息位后面

进程管理

存储管理

文件管理

作业管理

设备管理

进程 vs 线程

三态模型

五态模型

前趋图是一个有向无环图，记为：{(Pi, Pj)}，Pi必须在Pj前面

工序(进程执行顺序)上是直接制约，资源(相同)上是间接制约

进程的同步与互斥

临界资源：进程间需要通过互斥方式对齐进行共享的资源，比如打印机、磁带机等

临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区

信号量：是一种特殊的变量，临界资源数量有多个，通过信号量来控制资源的争夺

PV操作

缓冲区

死锁：如果一个进程在等待一件不可能发生的事，则进程就锁死了，如果一个或者多个进程产生死锁，就会造成系统死锁

可不能发生死锁所需要的资源数：有m个进程各自需要w个资源，则资源数大于等于m*(w-1)+1

死锁的四大条件

死锁的预防：打破四大条件

死锁的避免

银行家算法：分配资源的原则

页式存储

段式存储

段页式存储

块表：是一块小容量的相联存储器，由高速缓存器组成，速度快，并且可以从硬件上保证按内容并行查找，一般用来存放当前访问最频繁的少数活动页面的页号

块表：将页表存于Cache；慢表：将页表存于内存上

目录：索引、地址项、物理块号

索引节点表：在Unix系统中默认是13个结点

直接索引存放的是物理块号，指向的是逻辑页范围

逻辑页号是连续的，默认从0开始

索引节点指向的物理块号存放的是逻辑页

逻辑页号是连续的，但逻辑页号对应的物理块号不一定是连续的

逻辑页存放的是数据块，索引表存放的是索引块

索引块存放的物理块号范围：物理块大小/索引大小，比如512B/2B=256

对空闲存储管理：空闲(0)/占用(1)

空闲区表法(空闲文件目录)

空闲链表法

位示图法

成组链接法

文件属性

文件名组成

绝对路径：从盘符开始的路径

相对路径：从当前目录开始的路径

嵌入式微控制器(MCU)：又称为单片机，片上外设资源一般比较丰富，适用于控制

嵌入式微处理器(EMPU)：又称为单板机，由通用计算机中的CPU发展而来，仅保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件(性能比较高)

嵌入式DSP处理器(DSP)：专门用于信号处理方面的处理器(适用于运算量比较大的)

嵌入式片上系统(SOC)：追求产品系统最大包容的集成器件

冯诺依曼结构

哈佛结构

基本概念：总线是一组为多个部件分时共享的信息传送线，用来连接多个部件并为之提供信息交换通路

特点

1、从功能上来分

2、从数据传输的方式来分

嵌入式系统是一种以应用为中心，以计算机技术为基础，可以适应不同应用对功能、可靠性、成本、体积和功耗等方面的要求，即可配置可裁减的软硬件于一体的专用计算机系统【面向特定领域】

特点

根据系统对时间的敏感程度

从安全要求看

体系结构

优点：扩展性好

缺点：脆弱、性能比较差

嵌入式操作系统具有一般操作系统的功能，同时具有嵌入式软件的特点

特点

按照系统对响应时间的敏感程度

按软件体系结构

单体内核 vs 微内核

中断响应和延迟时间

任务切换时间

信号量混洗时间

优先级调度算法：系统为每个任务分配一个相对固定的优先顺序

抢占式优先级调度算法：根据任务的紧急程度确定该任务的优先级。大多数RTOS调度算法都是抢占方式(可剥夺方式)

最早截止期调度算法(EDF算法)：根据任务的截止时间来确定其优先级，对于时间期限最近的任务，分配最高的优先级

最晚截止期调度算法

JTAG(联合测试工作组)：是一种国际标准测试协议，主要用于芯片内部测试和调试

可移植性设计

低功耗设计

嵌入式系统的数据库系统称为嵌入式数据库系统或嵌入式实时数据库系统。嵌入式数据库管理系统一般只提供本机服务接口，为前端应用提供基本的数据支持

常见的嵌入式数据库

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

应用层

传输层

网际层

网络接口层

POP3：110端口，邮件收取

SMTP：25端口，邮件发送协议

FTP：20数据端口/21控制端口，文件传输协议

HTTP：80端口，超文本传输协议，网页传输

DHCP：67端口，IP地址自动分配

SNMP：161端口，简单网路管理协议

DNS：53端口，域名解析协议，记录域名与IP的映射关系

TCP：可靠的传输层协议

UDP：不可靠的传输层协议

ICMP：英特网控制协议，ping命令来自该协议

ARP：地址解析协议，IP地址转换为MAC地址

RARP：反向地址解析协议，MAC地址转IP地址

共同点：基于IP协议的传输层协议，可以端口寻址

不同点

相关协议

TCP

纠错方式

1、客户机/服务器模型

2、租约默认8天

3、当租约过半时，客户机需要向DHCP服务器申请续租

4、当租约超过87.5%时，如果仍然没有和当初提供IP的DHCP服务器联系上，则开始联系其它的DHCP服务器

5、分配方式

6、无效地址：169.25.x.x和0.0.0.0

1、物理连接

2、ipconfig

3、ping网关，目标ip等

4、traceroute/tracert查看路由路径

5、nslookup查看DNS

域名系统

查询方式

主机向本地域名服务器的查询采用递归查询

本地域名服务器向根域名服务器的查询采用递归查询

根域名服务器负担重，效率低，故较少采用递归查询

浏览器输入域名：HOSTS => 本地DNS缓存 => 本地DNS服务器 => 根域名服务器 => 顶级域名服务器 => 权限域名服务器

主域名服务器连接收到域名请求：本地缓存记录 => 区域记录 => 转发域名服务器 => 根域名服务器

功能需求

通信需求

性能需求

可靠性需求

安全需求

运行与维护需求

管理需求

1、需求规范

2、通信规范

3、逻辑网络设计

4、物理网络设计

5、实施阶段

逻辑网络设计时体现网络设计核心思想的关键阶段，在这个阶段根据需求规范和通信规范，选择一种比较适宜的网络逻辑结构，并给予该逻辑结构实施后续的资源分配、安全规划等内容。利用需求分析和现有网络体系分析的结果来设计逻辑网络结构，最后得到一份逻辑网络设计文档

主要工作

输出的内容

物理网络设计是对逻辑网络设计的物理实现，通过对设备的具体物理分布、运行环境等确定，确保网络的物理连接服务逻辑连接的要求。在这一阶段，网络设计者需要确定具体的软/硬件、连接设备、布线和服务的部署方案

输出内容

核心层：主要是高速数据交换，实现高速数据传输、出口路由，常用冗余机制

汇聚层：网络访问策略控制、数据包处理和过滤、策略路由、广播域定义、寻址

接入层：主要是针对用户端，实现用户接入、计费管理、MAC地址认证、MAC地址过滤、收集用户信息，可以使用集线器代替交换机

网络冗余设计中，对于通信线路常见的设计目标主要有两个：一个是备用路线，另一个是负载分担

备用路线

负载分担

公用交换电话网络

数字数据网

综合业务数字网

非对称数字用户线路

同轴光纤技术

WiFi(IEEE 802.11)

蓝牙(IEEE 802.15)：通信距离最短

红外

WAPI

1G：四大缺点

2G：频谱效率高、容量大、语音质量高、安全性高

3G：3G采用CMDA(移动采用的是TD-SCDMA)技术，加入了分组交换技术，与2G系统相比，3G系统支持更多的用户，实现更高的传输速率

4G：分TD-LTE(时分双工)和FDD-LTE(频分双工)两种，下行：100MB/s，上行：50MB/s，4G+下行可达到300MB/s以上

5G：5G系统提升是全方位的，高性能、低延迟与高容量特性
    优点：体现在毫米波、小基站、MIMO，全双工及波束成型5大技术
    目前试运行速率：1Gbit/s，最高速率：10Gbit/s
    5G不断优化之后，会像4G+一样，速度会不断提高
    主要缺点：耗电，5G基站耗电量很大；信号穿透力很差，传输距离短

直连式存储(DAS)：存储设备直接挂载在服务器上，通过SCSI连接到服务器，不带任何操作系统，不能跨平台共享文件，各系统平台下文件分别存储

网络附加存储(NAS)：通过网络接口与网络连接(服务器)，有自己的OS，类似于一个专用的文件服务器，一般存储信息采用RAID进行管理，即插即用

存储区域网络(SAN)：通过专用高速网络将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统，采用数据块的方式进行数据和信息的存储。目前主要使用以太网(IP SAN)和光纤通道(FC SAN)两类环境

IP-SAN：基于IP网络实现，设备成本低，配置技术简单，可共享和使用大量的存储空间

Raid0(条块化)：性能最高，并行处理，无冗余，损坏无法恢复

Raid1(镜像结构)：可用性、可修复性好，仅有50%的利用率

Raid0+1(Raid10)：Raid0与Raid1长处的结合，高效且可靠

Raid3(奇偶校验并行传送)：N+1模式，有固定的校验盘，坏一个盘可修复

Raid5(分布式奇偶校验的独立磁盘)：N+1模式，无固定的校验盘，坏一个盘可恢复

Raid(两种存储的奇偶校验)：N+2模式，无固定的校验盘，坏两个盘可恢复

磁盘利用率：(n-1)/n

注意：多个磁盘有效容量计算以最小的为计算标准

1、IPv6地址长度为128位，地址空间增大了倍

2、灵活的IP报文头部格式，使用一系列固定格式的扩展头部取代了IPv4中可变长度的选项字段，IPv6中选项部分的出现方式也有所变化，使路由器可以简单路过选项而不做任何处理，加快了报文处理速度

3、IPv6简化了报文头部格式，字段只有8个，加快了报文转发，提高了吞吐量

4、提高了安全性，身份验证和隐私权是IPv6的关键特性

5、支持更多的服务类型

6、允许协议继续演变，增加新的功能，使之适应未来技术发展

单播地址：用于单个接口的标识符，传统的点对点通信

组播地址：多播地址，一点对多点的通信，数据包交付到一组计算机中的每一个，IPv6没有广播的术语，而是将广播看做多播的一个特例

任播地址：泛播地址，这是IPv6增加的一种类型，任播的目的站是一组计算机，但数据包交付时只交付给其中的一个，通常是距离最近的一个

多播：前缀为11111111(8个)

任播：前缀固定，其余位置为0

单播

冒分十六进制，分8段，每个段有12位二进制

例如：2001:0db8:85a3:0000:1319:8a2e:0370:7344

IPv6地址的省略写法，上面的IP等价于：2001:0db8:85a3::1319:8a2e:0370:7344

每个地址段最前面的0可以压缩省略掉

如果地址段为0000，可以完全省略，也就会看到连续的两个冒号

如果有连续两个以上的段为0000，则可以压缩为一个双冒号

如果有多处连续为0000的段，只能有一处可以压缩为一个双冒号

双冒号不能出现在开头

1、双协议栈技术：双栈技术通过节点对IPv4和IPv6双协议栈的支持，从而支持两种业务的共存

2、隧道技术：隧道技术通过在IPv4网络中部署隧道，实现在IPv4网络上对IPv6业务的承载，保证业务的共存和过渡，隧道技术包括：6ti4隧道；6over4隧道；ISATAP隧道

3、NAT-PT技术：NAT-PT使用网关设备连接IPv6和IPv4网络，当IPv4和IPv6节点相互访问时，NAT-PT网关实现两种协议的转换翻译和地址的映射

一、物联网的核心和基础任然是互联网，是在互联网基础上延伸和扩展的网络

二、其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，使其进行信息交换和通信

分层

射频识别技术(RFID)：又称电子标签，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，该技术是物联网核心技术，很多物联网应用都离不开它

RFID的基本组成：标签、阅读器、天线

二维码

概念：云计算是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其它设备
    云其实是网络、互联网的一种比喻说法
    云计算的核心思想是将大量网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算机资源池向用户按需服务
    提供资源的网络被称为“云”
    狭义云计算指IT基础实施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源
    广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务
    这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可以是其它服务

特点

服务

分类：公有云、私有云、混合云

硬件

软件

查找并消除瓶颈

真实的程序 > 核心程序 > 小型基准程序 > 合成基准程序

Dhrystone基准程序：它是一个综合性的整数基准测试程序，是为了测试编译器和CPU处理整数指令和控制功能的有效性，认为地选择一些典型指令综合起来形成测试程序

Linpack基准程序：它是国际上最流行的用于测试高性能计算机系统浮点性能的测试

Whetstone基准程序：它是用Fortran语言编写的综合性测试程序，主要由执行浮点运算、功能调用、数组变址、条件转移和超越函数的程序组成

SPEC基准测试：一种是测试计算机完成单项任务有多快，称为速度测试；另一种是测试计算机在一定时间内能完成多少项任务，称为吞吐率测试

TPC基准程序：TPC基准程序用以评测计算机在事务处理、数据库处理、企业管理与决策支持系统等方面的性能。该基准程序的测评结果用每秒完成的事物处理数TPC来表示

TPC

保护对象及范围：著作权，文学、绘画、摄影等作品

注意事项

保护对象及范围：软件著作权，软件作品

注意事项

保护对象及范围：专利权

注意事项

保护对象及范围：商标权

注意事项

保护对象及范围：商业秘密权

注意事项

权利类型：署名权、修改权、保护作品完整权；保护期限：没有限制

权利类型：发表权、使用权和获得报酬权；保护期限：作者终生及其死亡后的50年(第50年的12月31日)

权利类型：发表权、使用权和获得报酬权；保护期限：50年(首次发表后的第50年的12月31日)

权利类型：署名权、修改权；保护期限：没有限制

权利类型：发表权、复制权、发行权、出租权、信息网络传播权、翻译权、使用许可权、获得报酬权、转让权；保护期限：作者终生及死后50年(第50年的12月31日)

权利类型：发表权、复制权、发行权、出租权、信息网络传播权、翻译权、使用许可权、获得报酬权、转让权；保护期限：50年(首次发表后的第50年的12月31日，若期间未发表，满50年则不再保护)

保护期限：有效期10年(若注册人死亡或倒闭1年后，未转移则可注销，期满后6个月内必须续注)

保护期限：保护期为20年(从申请日开始)

保护期限：保护期为10年(从申请日开始)

保护期限：不确定，公开后公众可用

1、没有限制，永久保护，署名权、修改权、保护作品完整权

2、50年

3、可以延长

4、不确定

5、20年

6、10年

判断说明：利用单位的物质技术条件进行创作，并由单位承担责任的

判断说明：有合同约定，其著作权属于单位

判断说明：其它

判断说明：属于本职工作明确规定的开发目标

判断说明：属于从事本职工作活动的结果

判断说明：使用了单位资金、专用设备、未公开的信息等物质、技术条件，并由单位或组织承担责任的软件

判断说明：本职工作中作出的发明创造

判断说明：履行本单位交付的本职工作之外的任务所作出的发明创造

判断说明：离职、退休或调动工作后1年内，与原单位工作相关

委托创作

合作开发

谁先申请谁拥有(除知名商标的非法抢注)

同时申请，则根据谁先使用(需提供证明)

无法提供证据，协商归属，无效是使用抽签(但不可不确定)

谁先申请谁拥有

同时申请则协商归属，协商不成则同时驳回双方的专利申请

法律、法规，国家机关的决议、决定、命令和其它具有立法、行政、司法性质的文件，及其官方正式译文

时事新闻

历法、通用数表、通用表格和公式

个人学习、研究或者欣赏

适当引用

公开演讲内容

用于数学或科学研究

复制馆藏作品

免费表演他人作品

室外公共场所艺术临摹、绘画、摄影、录像

将汉语作品翻译成少数民族语言作品或文盲出版

未经许可，发表他人作品

未经合作作者许可，将与他人合作创作的作品当作自己独创的作品发表

未参加创作，在他人作品署名

歪曲，篡改他人作品

剽窃他人作品

使用他人作品，未付报酬

未经出版者许可，使用其出版的图书、期刊的版式设计

1、把所有节点连接起来且没有回路

2、把所有边权值加起来，最小的就是最小生成树

1、找到可以连通起点和终点的路线，并不需要连接所有的节点

2、把所有边权值相加，找到边权值之和最小的那条路径，即是最短路径

3、一般使用迪杰斯特拉算法求解，是一种贪心算法，不断在未标记的节点中寻找距离起点最近的节点，并将其标记，直到所有节点都标记完毕

1、找到最大流量通路，然后减去通路中最小流量

2、将这条通路上的流量值都减去这个最小流量值，得到新的网络

3、重复1,2步骤，直到网络无法连通为止，将减去的这些最小流量值相加即可

1、一般都是目标函数求极值，先要列出约束条件(方程)

2、最优解一般都在交点上，画图找交点或者列方程求解(约束条件)

3、将所有交点带入目标函数，找到最大结果的交点即可

注意：约束条件可以两两求解得到交点，然后验证其它约束条件是否满足，不满足可以直接排除，这样可以快速得到目标交点

资源分配问题：可以通过暴力求解，将所有情况都列出来，找到最优的结果即可

任务分配问题：可以使用贪心的思想，先找出每一行或每一列的最小值，然后在做动态调整获得最优解

工序问题

预测

决策

模型准备：了解问题的实际背景，明确其实际意义，掌握对象的各种信息，用数学语言来描述问题

模型假设：根据实际对象的特征和建模的目的，对问题进行必要的简化，并用精确的语言提出一些恰当的假设

模型建立：在假设的基础上，利用适当的数学工具来刻化各变量之间的数学关系，建立相应的数学结构。只要能够把问题描述清楚，尽量使用简单的数学工具

模型求解：利用获取的数据资料，对模型的所有参数做出计算(估算)

模型分析：对所得结果进行数学上的分析

模型验证：将模型分析结果与实际情形进行比较，以此来验证模型的准确性，合理性和适用性。如果模型与实际较吻合，则对计算结果给出其实际含义，并进行解释。如果模型与实际吻合较差，则应该修改假设，再次重复建模过程

模型应用：应用方式因问题的性质和建模的目的而异

模型的合理性分析(最佳、适中、满意等)

模型的误差分析(模型误差、观测误差、截断误差、舍入误差、过失误差、绝对误差、相对误差等等)

参数的灵敏性分析(变量数据是否敏感，在最优方案不变的条件下，这些变量允许变化的范围)

利用实际案例数据对模型进行检验是很常见的。将模型作为一个黑盒，通过案例数据的输入，检查其输出是否合理

可以请专家来分析模型是否合理。经验丰富的专家一般会根据模型自身的逻辑，再结合实际情况，分析是否会出现矛盾或问题

利用计算机来模拟实际问题，再在计算机上检验该数学模型。有时很难用实际案例或聘请专家来检验模型，采用计算机模拟方法来检验就十分有效
例如：实验项目太大，难以取得实际案例，有的项目技术比较新，缺乏有经验的专家等等

直接分析法：认识原理，直接构造出模型

类比法：根据类似问题模型构造新模型

数据分析法：大量数据统计分析之后建模

构想法：对将来可能发生的情况给出设想，从而建模

孕育期(1956年以前：人类追求用工具代替人的脑力脑洞)

形成期(1956年-1970年)：AI科学诞生

成长期(1970年-1980年)：从实验室走向实际应用，如：专家系统、智能机器人

发展期(1980年以后)：使逻辑推理达到数值计算那么快

1、人工智能是赋予机器同人的能力，进行更深度维度的思考能力

2、人工智能是高效能自动化处理人的思维、决策、问题求解和学习的技术

3、人工智能是计算机模型研究智能行为

4、人工智能是提升理解、推理和未知行为的可能性的计算

5、人工智能是计算机程序智能化执行人或动物的行为的任务

语音识别技术：将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入

计算机视觉：从图像中识别物体、场景和活动的能力

机器学习：研究计算机怎么模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能

机器人技术：将机器改造成能和人类一起工作，能在不同环境完成不同任务

自然语言处理：计算机处理、理解以及运用人类语言

1、智能工厂：智能工厂由商业智能、运营智能、操作智能三个层次组成，由于自身的自动化水平较高，因此实施智能工厂相对比较容易

2、智能机器人：目前智能机器人开始“就业”，缓慢而稳步地进入日常生活，正在改变人类的生活

3、智能物流：具有数据智慧化、网络协同化和决策智慧化的特征

4、智能家居：以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、自动控制技术、音视频技术将居家生活有关的设施集成

5、智能手机应用：拍照优化、相片按人分组、人脸解锁等等

1、链表在多个结点存储，没有中心结点，数据不一致时，以“少数服从多数”原则执行

2、所以要篡改成功，除非篡改51%的结点

去中心化：由于使用分布式核算和存储，不存在中心化的硬件或管理机构，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护

开放性：系统是开放的，如：【交易信息是公开的】，不过【账户身份信息是高度加密的】

自治性：区块链采用基于协商一致的规范和协议(比如一套公开透明的算法)使得整个系统中的所有节点能够在去信任的环境自由安全的交换数据，使得对“人”的信任改成对机器的信任，任何人为的干预都不起作用

安全性(信息不可篡改)：数据在多个结点存储多份，篡改数据得改掉51%结点的数据，这太难，同时还有其他安全机制，如：比特币的每笔交易，都由付款人使用私钥签名，证明确实是他同意向某人付款，其他人无法伪造

匿名性(去信任)：由于节点之间的交换遵循固定的算法，其数据交互是无需信任的(区块链中的程序规则会自行判断活动是否有效)，因此，交易对手无需通过公开身份的方式让对方自己产生信任，对信用的积累非常有帮助

一般有：POW(工作量证明)、PoS(权益证明)、DPoS(股权授权证明机制)

比特币采用了POW，争夺记账权＝挖矿

计算出来的账单结点哈希值前13个字符为0，则符合规则，得到记账权，有一个节点计算出来结果，则广播消息告知其它结点，其它结点更新数据

计算困难，但验证却很容易，比如218903 = 那两个质数的乘积？457*479