赞
踩
(1)统一的接口,在用户态和核心态之间无需进程识别。
(2)可伸缩性好,能适应硬件更新和应用变化。
(3)可移植性好,所有与具体机器特征相关的代码,全部隔离在微内核中,如果操作系统要移植到不同的硬件平台上,只需修改微内核中极少代码即可。
(4)实时性好,微内核可以方便地支持实时处理。
(5)安全可靠性高,微内核将安全性作为系统内部特性来进行设计,对外仅使用少量应用编程接口。
(6)支持分布式系统,支持多处理器的体系结构和高度并行的应用程序。
若操作系统正在将修改后的系统目录文件写回磁盘时系统发生崩溃,则对系统的影响相对较大。
规划
主要任务是进行建立数据库的必要性及可行性分析,确定数据库系统在企业和信息系统中的地位,以及各个数据库之间的联系。
需求分析
需求分析的目标是通过调查研究,了解用户的数据和处理要求,并按一定格式整理形成需求说明书
概念设计
即概念模型,通常用E-R图表示
逻辑设计
逻辑设计也称为逻辑结构设计,其任务是将概念模型转化为某个特定的DBMS上的逻辑模型。
物理设计
物理设计也称为物理结构设计,其任务是对给定的逻辑模型选取一个最适合应用环境的物理结构
(1)指令数量众多。指令系统拥有大量的指令,通常有100~250条左右。
(2)指令使用频率相差悬殊。最常使用的是一些比较简单的指令,仅占指令总数的20%,但在
程序中出现的频率却占80%.而大部分复杂指令却很少使用。
(3)支持很多种寻址方式。支持的寻址方式通常为5~20种。
(4)变长的指令。指令长度不是固定的,变长的指令增加指令译码电路的复杂性。
(5)指令可以对主存单元中的数据直接进行处理。典型的CISC通常都有指令能够直接对主存单
元中的数据进行处理,其执行速度较慢。
(6)以微程序控制为主。CISC的指令系统很复杂,难以用硬布线逻辑(组合逻辑)电路实现控
制器,通常采用微程序控制。
**(1)80-20规律。**在CISC中,各种指令的使用频率相差很悬殊,大量的统计数字表明,大约有
20%的指令使用频率比较大,占据了80%的处理机时间。换句话说,有80%的指令只在20%的处理
机运行时间内才被用到。
(2)超大规模(甚大规模、极大规模)集成电路技术的发展引起的问题。超大规模集成电路工
艺要求规整性,而在CISC中,为了实现大量的复杂指令,控制逻辑极不规整,给超大规模集成电路
工艺造成很大困难。在CISC中,大量使用微程序技术以实现复杂的指令系统。由于超大规模集成电
路的集成度迅速提高,使得生产单芯片处理机成为可能。在单芯片处理机内,希望采用规整的硬布
线控制逻辑,不希望用微程序。
(3)软硬件的功能分配问题。在CISC中,为了支持目标程序的优化,支持高级语言和编译程
序,增加了许多复杂的指令,用一条指令来代替一串指令。这些复杂指令简化了目标程序,缩小了
高级语言与机器指令之间的语义差距。然而,为了实现这些复杂的指令,不仅增加了硬件的复杂程
度,而且使指令的执行周期大大加长。例如,为了支持编译程序的对称性要求,一般的运算类指令
都能直接访问主存,从而使指令的执行周期数增加,数据的重复利用率降低。
(1)指令数量少。优先选取使用频率最高的一些简单指令和一些常用指令,避免使用复杂指
令。只提供了LOAD(从存储器中读数)和STORE(把数据写入存储器)两条指令对存储器操作,
其余所有的操作都在CPU的寄存器之间进行。
(2)指令的寻址方式少。通常只支持寄存器寻址方式、立即数寻址方式合相对寻址方式。
(3)指令长度固定,指令格式种类少。因为RISC指令数量少、格式少、相对简单,其指令长度
固定,指令之间各字段的划分比较一致,译码相对容易。
(4)以硬布线逻辑控制为主。为了提高操作的执行速度,通常采用硬布线逻辑(组合逻辑)来
构建控制器。
(5)单周期指令执行,采用流水线技术。因为简化了指令系统,很容易利用流水线技术,使得
大部分指令都能在一个机器周期内完成。少数指令可能会需要多周期,例如,LOAD/STORE指令因
为需要访问存储器,其执行时间就会长一些。
(6)优化的编译器:RISC的精简指令集使编译工作简单化。因为指令长度固定、格式少、寻址
方式少,编译时不必在具有相似功能的许多指令中进行选择,也不必为寻址方式的选择而费心,同
时易于实现优化,从而可以生成高效率执行的机器代码。
(7)CPU中的通用寄存器数量多,一般在32个以上,有的可达上千个。
大多数RISC采用了Cache方案,使用Cache来提高取指令的速度。而且,有的RISC使用两个独
立的Cache来改善性能。一个称为指令Cache,另一个称为数据Cache.这样,取指令和取数据可以同
时进行,互不干扰。
分为六个子系统:
可分为以下五个阶段:
设置系统调用方式有2种方式:
(1)直接将参数送入相应的寄存器中,这是最简单的一种方式。这种方式的主要问题时由于寄
存器数量有限,从而限制了设置参数的数目。
(2)参数表方式。将系统调用所需要的参数,放入一张参数表中,再将只想该参数表的指针放
在某个规定的寄存器中
PV操作是对信号量进行处理的操作过程,而且信号量只能由PV操作来改变。
常用的文件物理结构有顺序结构、链接结构和索引结构。
完整性约束条件的作用对象可以是关系、元组或属性三种
数据分割和数据复制是数据分布的两种重要方式。数据分割是指将数据库中的表智能地分布在
多个磁盘(或服务器)上,即可以将一个表的数据分布在不同的磁盘空间上,从而有效地提高并行
处理的性能和高可用性。数据分割可以分为水平分割和垂直分割两种。
水平分割是将表中不同行的数据存储到不同的磁盘上。例如,当多个事务频繁访问数据表的不
同行时,水平分割表,并消除新表中的冗余数据列。若个别事务要访问整个数据,则要用连接操
作。水平分割会给应用增加复杂度,它通常在查询时需要多个表名,查询所有数据需要并操作。在
许多数据库应用中,这种复杂性会超过它带来的优点,因为只要索引关键字不大,则在索引用于查
询时,表中增加两到三倍数据量,查询时也就增加读一个索引层的磁盘次数。
垂直分割是将表中不同字段的数据存储到不同的磁盘上。例如,当多个事务频繁访问表的不同
列时,可将该表垂直分成多个表。垂直分割可以使得数据行变小(因为列少了,一行数据就变
小),一个数据页就能存放更多的数据,在查询时就会减少I/O 次数。其缺点是需要管理冗余列,查
询所有数据时需要连接操作。
数据分割增加了维护数据完整性的代价。
数据复制是为了提升数据访问效率而采用的一种增加数据冗余的方法,它将数据的多个副本存
储到不同的服务器上,由RDBMS负责维护数据的一致性。
在数据库设计的逻辑设计阶段将E-R模型转换成关系模式,并使用规范化理论对关系模式进行优化处理,一般需要达到第三范式或BC范式。
企业战略数据模型可分为两种类型: 数据库模型 描述日常事务处理中的数据及其关系;
数据仓库模型 描述企业管理决策者所需信息及其关系。
在数据库设计的需求分析阶段应当形成 需求说明文档、数据字典和数据流图 ,这些文档可以作为 概念结构设计 阶段的设计依据。
嵌入式系统中采用中断方式实现输入/输出的主要原因是 能对突发事件做出快速响应。在中断时,CPU断电信息一般保存到 栈 中。
系统间进行异步串行通信时,数据的串/并和并/串转换一般是通过 接口中的移位寄存器 实现的。
计算机执行程序时,在一个指令周期的过程中,为了能够从内存中读指令操作码,首先是将 程序计数器PC 的内容送到地址总线上。
计算机系统中,在 I/O接口与打印机交换信息 的情况下一般采用异步传输方式。
CPU访问内存通常是同步方式,
CPU与I/O接口交换信息通常是同步方式,
CPU与PCI总线交换信息通常是同步方式,
I/O接口与打印机交换信息则通常采用基于缓存池的异步方式。
在CISC中,复杂指令都采用硬布线逻辑来执行
操作一级的接口包括操作控制命令、菜单命令等;程序控制一级的接口包括系统调用
软件评审是软件质量保证的主要活动之一。
客户需求向前追溯到软件需求
需求定义的过程也就是形成需求规格说明书的过程,通常有两种需求定义的方法: 严格定义方法和原型方法。
①所有需求都能够被预先定义。这意味着在没有实际系统运行经验的情况下,全部的系统需求均可通过逻辑推断得到。但这种假设在许多场合是不能成立的。
②开发人员与用户之间能够准确而清晰地交流。
③采用图形(或文字)可以充分体现最终系统。在使用严格定义需求的开发过程中,开发人员与用户之间交流与沟通的主要工具是定义报告,包括文字、图形、逻辑规则和数据字典等技术工具。
①并非所有的需求都能在系统开发前被准确地说明。
②项目干系人之间通常都存在交流上的困难。
③需要实际的、可供用户参与的系统模型。
④有合适的系统开发环境。
⑤反复是完全需要和值得提倡的。需求一旦确定,就应该遵从严格定义的方法。
常见的软件开发阶段划分:
软件危机具体表现为:
定义:在一个特定应用领域中为一组应用提供组织结构参考的标准软件体系结构。
软件架构设计是降低成本、改进质量、按时和按需交付产品的关键因素。
上述技术体系可以分为四大核心技术要素即“一硬”(感知和自动控制)、“一软”(工业软件)、“一网”(工业网络)、“一平台”(工业云和智能服务平台)。其中感知和自动控制是CPS实现的硬件支撑;工业软件固化了CPS计算和数据流程的规则,是CPS的核心;工业网络是互联互通和数据传输的网络载体;工业云和智能服务平台是CPS数据汇聚和支撑上层解决方案的基础,对外提供资源管控和能力服务。
分为以下几个阶段:
按照应用行业分类:
(1)Digital Twin这一现象背后所包含的技术体系、所代表的跨学科工程领域,以及作为通
用目的技术引发的商业、经济和社会影响体系,如数字孪生体时代。
(2)物理实体对象的某种数字化孪生模型的抽象类型或实例,如数字孪生体可分为数字孪
生原型体、数字孪生实例体和数字孪生聚合体。
(3)具体应用场景下物理实体对象的数字化孪生模型,如某个或某类产品、工厂、城市、
产业、战场等的数字孪生体。此时,如果是强调物理实体对象或者物理实体与数字孪生体并重,
也可将数字孪生作为形容词定语,放在物理实体对象之前,而不用“体”字,相当于英文的
digitally twinned。例如,数字孪生制造、数字孪生城市等。
(4)在某些物理实体与数字孪生体并重的场合,如架构设计或实现等,可将数字孪生体与
对应物理实体对象及相关使能实体对象所构成的系统称为数字孪生系统。
定义1:软件或计算机系统的信息系统架构是该系统的一个(或多个)结构,而结构由软
件元素、元素的外部可见属性及它们之间的关系组成。
定义2:信息系统架构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象,由构成系统
元素的描述、这些元素的相互作用、指导元素集成的模式及这些模式的约束组成。
定义3:信息系统架构是指一个系统的基础组织,它具体体现在:系统的构件,构件之间、
构件与环境之间的关系,以及指导其设计和演化的原则上。
为了更好地理解信息系统架构的定义,特作如下说明
(1)架构是对系统的抽象,它通过描述元素、元素的外部可见属性及元素之间的关系来反
映这种抽象。因此,仅与内部具体实现有关的细节是不属于架构的,即定义强调元素的“外部
可见”属性。
(2)架构由多个结构组成,结构是从功能角度来描述元素之间的关系的,具体的结构传达
了架构某方面的信息,但是个别结构一般不能代表大型信息系统架构。
(3)任何软件都存在架构,但不一定有对该架构的具体表述文档。即架构可以独立于架构
的描述而存在。如文档已过时,则该文档不能反映架构。
(4)元素及其行为的集合构成架构的内容。体现系统由哪些元素组成,这些元素各有哪些
功能(外部可见),以及这些元素间如何连接与互动。即在两个方面进行抽象:在静态方面,关
注系统的大粒度(宏观)总体结构(如分层);在动态方面,关注系统内关键行为的共同特征。
(5)架构具有“基础”性:它通常涉及解决各类关键重复问题的通用方案(复用性),以及
系统设计中影响深远(架构敏感)的各项重要决策(一旦贯彻,更改的代价昂贵)。
(6)架构隐含有“决策”,即架构是由架构设计师根据关键的功能和非功能性需求(质量属
性及项目相关的约束)进行设计与决策的结果。不同的架构设计师设计出来的架构是不一样的,
为避免架构设计师考虑不周,重大决策应经过评审。特别是架构设计师自身的水平是一种约束,
不断学习和积累经验才是摆脱这种约束走向优秀架构师的必经之路。
Copyright © 2003-2013 www.wpsshop.cn 版权所有,并保留所有权利。