五本计算机必读书籍总结

一、计算机组成原理

思维导图：

 

1、计算机系统概述
主要讲授信息的数字化表示、存储程序与冯诺依曼体制；计算机的诞生和发展；计算机系统的层次结构和硬件系统组织；计算机的主要性能指标。
2、数据的表示、运算与校验
主要讲授数值型和字符型数据的表示，数据的运算方法，奇偶校验等常用的数据校验方法。
3、CPU
主要讲授CPU的结构和发展历程，指令系统，MIPS32指令集，单周期和多周期MIPS32处理器设计，提升CPU性能的一些高级技术，如多核技术等。
4、存储系统
主要讲授存储系统的层次和存储器的类型及技术指标，半导体存储原理及存储器，磁表面存储原理及磁盘，光存储原理及器件，存储系统性能的改进措施。
5、总线与I/O系统
主要讲授总线与接口，以及直接程序传送模式PIO、中断、DMA、IOP与PPU等。
6、I/O设备及接口
主要讲授I/O设备的功能、类型及与主机之间的信息交互，键盘工作原理，显示器件，打印设备等。

二、操作系统概论

思维导图：

 

1、操作系统的概念
<1>操作系统是管理计算机硬件与软件资源的程序，是计算机的基石。
<2>操作系统本质是一个运行在计算机上的软件程序，用于管理计算机硬件和软件资源。举例：运行在你电脑上的所有应用程序都通过操作系统来调用系统内存以及磁盘等等硬件。
<3>操作系统屏蔽了硬件层的复杂性。操作系统就像是硬件使用的负责人，统筹各种相关事项。
<4>操作系统的内核是操作系统的核心部分，负责系统的进程管理（应用程序）、内存管理、文件管理和设备管理。内核是连接应用程序和硬件的桥梁，决定着系统的性能和稳定性。
2、进程管理
进程控制、进程同步、进程通信、死锁处理等。
3、内存管理
虚拟内存、地址映射、内存分配、内存保护与共享等。
4、设备管理
缓冲管理、设备分配、设备处理、虛拟设备。处理用户的 I/O 请求，方便用户使用各种设备，并提高设备的利用率。
5、文件管理
文件存储空间的管理、目录管理、文件读写管理和保护等。

三、编译原理

思维导图：

 

编译可以分为五个基本步骤:词法分析、语法分析、语义分析及中间代码的生成、优化、目标代码的生成。这是每个编译器都必须的基本步骤和流程, 从源头输入高级语言源程序输出目标语言代码。
1、词法分析
词法分析器是通过词法分析程序对构成源程序的字符串从左到右的扫描, 逐个字符地读, 识别出每个单词符号, 识别出的符号一般以二元式形式输出, 即包含符号种类的编码和该符号的值。词法分析器一般以函数的形式存在, 供语法分析器调用。当然也可以一个独立的词法分析器程序存在。完成词法分析任务的程序称为词法分析程序或词法分析器或扫描器。
2 、语法分析
语法分析是编译过程的第二个阶段。这阶段的任务是在词法分析的基础上将识别出的单词符号序列组合成各类语法短语, 如“语句”, “表达式”等.语法分析程序的主要步骤是判断源程序语句是否符合定义的语法规则, 在语法结构上是否正确。而一个语法规则又称为文法, 乔姆斯基将文法根据施加不同的限制分为0型、1型、2型、3型文法, 0型文法又称短语文法, 1型称为上下文有关文法, 2型称为上下文无关文法, 3型文法称为正规文法, 限制条件依次递增。
3、 语义分析
词法分析注重的是每个单词是否合法, 以及这个单词属于语言中的哪些部分。语法分析的上下文无关文法注重的是输入语句是否可以依据文法匹配产生式。那么, 语义分析就是要了解各个语法单位之间的关系是否合法。实际应用中就是对结构上正确的源程序进行上下文有关性质的审查, 进行类型审查等。
4 、中间代码生成与优化
在进行了语法分析和语义分析阶段的工作之后, 有的编译程序将源程序变成一种内部表示形式, 这种内部表示形式叫做中间语言或中间表示或中间代码。所谓“中间代码”是一种结构简单、含义明确的记号系统, 这种记号系统复杂性介于源程序语言和机器语言之间, 容易将它翻译成目标代码。另外, 还可以在中间代码一级进行与机器无关的优化。
5 、目标代码的生成
根据优化后的中间代码, 可生成有效的目标代码。而通常编译器将其翻译为汇编代码, 此时还需要将汇编代码经汇编器汇编为目标机器的机器语言。
6 、出错处理
编译的各个阶段都有可能发现源码中的错误, 尤其是语法分析阶段可能会发现大量的错误, 因此编译器需要做出错处理, 报告错误类型及错误位置等信息。

四、数据库原理

思维导图：

 

1、数据库概念
熟悉数据库、数据库管理系统、数据库系统等术语；了解数据库系统和数据库管理系统结构；了解大数据的概念，以及数据管理技术发展趋势。
2、关系数据库
了解关系数据库概述、关系数据模型、关系数据库的规范化理论。
3、数据库设计
了解数据库设计概述、数据库设计的基本步骤：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理设计、数据库实施、数据库运行和维护。关系数据库的设计方法。
4、SQL与关系数据库基本操作
SQL概述：发展特点与组成、Mysql的预备知识：使用基础和SQL、数据定义：表和索引的定义、数据更新：插入数据、删除数据、修改数据。数据查询：各种语句的使用。视图的概念。
5、数据库编程
存储过程的基本概念和如何使用：存储过程是在大型数据库系统中，一组为了完成特定功能的SQL 语句集，它存储在数据库中，一次编译后永久有效，用户通过指定存储过程的名字并给出参数（如果该存储过程带有参数）来执行它。存储过程是数据库中的一个重要对象。在数据量特别庞大的情况下利用存储过程能达到倍速的效率提升。
6、数据库安全与保护
数据库的完整性、触发器的使用、用户的安全性和访问控制、事务的概念特征以及并发控制的并发操作问题、备份与恢复技术。
7、数据库应用设计与开发实例
功能性需求和非功能性需求的描述与分析、系统设计（功能模块和数据库设计）、系统的实现、系统的测试与维护。
8、数据管理技术的发展
数据库技术发展的概述：第一、二、三代数据库系统、数据仓库和数据挖掘技术、大数据管咯技术的概念和典型代表。

五、计算机网络原理

思维导图：

1.计算机网络概述
计算机网络的定义、功能与分类、计算机网络结构、数据交换技术（电路交换、报文交换、分组交换）计算机网络性能、计算机网络结构。
2.网络应用
网络应用体系结构、特点以及网络应用通信基本原理;理解网络应用层协议以及与传输层协议的关系:掌握域名结构以及域名解析过程:掌握 Web应用及HTTP，电子邮件应用及 SMTP、POP、文件传输应用 FTP;理解 P2P 应用及 P2P 实现文件分发的优势;了解 Socket 编程技术。
3.传输层
传输层是整个网络体系结构中的关键层次之一，主要负责向两个主机中进程之间的通信提供服务。由于一个主机同时运行多个进程，因此运输层具有复用和分用功能。传输层在终端用户之间提供透明的数据传输，向上层提供可靠的数据传输服务。传输层在给定的链路上通过流量控制、分段/重组和差错控制来保证数据传输的可靠性。传输层的一些协议是面向链接的，这就意味着传输层能保持对分段的跟踪，并且重传那些失败的分段。
4.网络层
网络层作为纽带连接着感知层和应用层，它由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息，安全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。
5、数据链路层
数据链路层是OSI参考模型中的第二层，介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自物理层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层
6、物理层
物理层（或称物理层，Physical Layer）是计算机网络OSI模型中最低的一层。物理层规定:为传输数据所需要的物理链路创建、维持、拆除，而提供具有机械的，电子的，功能的和规范的特性。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。局域网与广域网皆属第1、2层