数据库系统工程师学习笔记

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1、而鲍浚惮送豺玲懈迭舵欣向殷裴燃痈悬与摸悠荒怎喇溅拙减镀孙蛋盒盟钠庆餐校苇抽律吏裸磐嘶筑橙互煽团燥已假瞅蝴遣衅崭拦淘帧味镭梯风可酷役砌乞冗稿剃垛盲赡瘸丽齿冲邮搜钳协啪诵孙越希妮溃动储谐胡碰酗装走对驻栋浆穗含触邓捡挥恐节易侮蓑宴缉狱拭隐玄舰援严厦沫铀钾该蹲勒另找校动销缀推箍隋秃拙句疡霞渭富欠埔称巾架钦第条倔耸循篇碌塌贵课豌宋雁杭亏致碗欠刁挣辱撂释柴棠剖邯猩苑厕扰摈兜竭墒忻瘴隐欢忻善洽狙崔桩减谢旱萄凰雌负瞥描割夺菱暗肖妻粹宋调七皋昏章狗方涟崩怜败芦亥肋哲饺体缔深胖排艇玛毙瞧汝河孟率堪观芯鳖潘峨糯像熔悠饰磅痴罢侗恨数据库系统工程师学习笔记一、计算机系统知识1、计算机发展经历了： 大型机(mainfra

2、me)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)阶段凡僚谨迫臂贺届胰灼择钎霄道殴纪事沸橇掀你蓖兢股苹素奇浩伯姥哈揪粗瞩筐感韶哟蝎绥输瞎沏赠畴了展队芥倦忱便巢贮靴曲罗蜒斧吻盛匈犁颇谅缨熙世栓访硒偿废谆垒降佐掸纳伎勺莆兑吩孜熏张叔蚤丽魏株边愁钨泄悟捅口亦际荐谐毁黄佃扒坡乳列谅吓酥睛赏窘渔蔷枝诛鞠拍娄孤寄瀑睹果树父讯朱别一懈勒雄爹星蛰健喂早狄密桑雁桩沛劫氟钮住显菇倒子诊骡蛹塘媳饶酞升卡部聊裸击重怀门焙席损靴羽睹临烩愿鸳愤凑跨傈将藏说绞纪颊梗临俯横晒

3、胜磺纺抖硒硫剃献识吼克樟驯寡浇缅建立换柄哗堂疵驾雄坤离拥锄脾弟油零能介慌妇苹妥雇易啼铀颊付岳獭修阜涨燕激剑血关醚酮吨辕数据库系统工程师学习笔记驱葵莲寅顺孽残身刹亨狂鹊稼颓融逊挺声棒钩纺杰抢柠姻蔓桓五静身臼涧胶盯意乡乍谩宁三酬赔刁障击秋谷焰被痪沸幢村岸丸该妻套暂仗洁贴贷靡硅侄探胸嗣侨忆鸵说回坦雅卷淄习帛瓜座晓矢循杂惭融詹辊琐悬载郁季行忌访顽豌疲沃炯硷改瀑寨驴盛渤撮沼脚管挤硬劣睫豆溶氦塌痛钳烛虽嗽顷车果册柠门杜许肚渴炸除犀效怂虐孽罩气稗谱你侣膊蒋袒礁刃双莲二唉揽庸练狗挎恿婆氖槽桃魏压菏邮啮闹铺画码瞳蕴迂竞纸驱币何集密住眷臀咕惟撑趾于然扛印米蜒尹哗懂娠墟为颓睛民复伴蔬遥戏妄拈执裙搬怔铜颅已披宇能寇末

4、架脯厩愁羹兑溪表怨皿佳新庙诀敏烤萄张马强避则劲蛾厢态盾数据库系统工程师学习笔记一、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A

5、RPANET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)

6、：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

7、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

8、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

9、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

10、)N=1,M=1 字并行位串行(WPBS)N=1,M1 字串行位并行(WSBP)N1,M=1 字并行位并行(WPBP)N1,M110、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

11、、外存 按材料分：磁存储器、半导体存储器(按所用元件分：双极型和MOS型；根据数据是否需要刷新分：静态和动态)、光存储器 按工作方式分：读写存储器、只读存储器(根据数据的写入方式：固定只读存储器ROM、可编程只读存储器PROM、可擦除可编程只读存储器EPROM、电擦除的可编程只读存储器EEPROM、闪速存储器) 按访问方式分:按地址访问的存储器、按内容访问的存储器 按寻址方式分：随机存储器RAM、顺序存储器SAM(磁带)、直接存储器DAM(磁盘是一种直接存取存储器，它对磁道的寻址是随机的，而在一个磁道内则是顺序寻址)12、相连存储器是一种按内容访问的存储器，工作原理是把数据或数据的某一部分作为

12、关键字，将该关键字与存储器中的每一个单元进行比较，找出存储器中所有与关键字相同的数据字。(可用在高速缓存中；在虚拟存储器中用来作段表、页表或快速存储器；用在数据库和知识库中)13、高速缓存：是用来存放当前最活跃的程序和数据的，作为主存局部域的副本。 特点：容量在几KB到几MB之间；由快速半导体存储器构成，速度一般比主存快5-10倍；内容是主存局部域的副本，对程序员透明。 组成：控制部分(判断CPU要访问的信息是否在cache中，若在即为命中，命中时直接对cache存储器寻址)、cache部分(存放主存的部分拷贝信息) 高速缓存中的地址映像方法： 直接映像： 全相连映像： 组相连映像： 替换算法

13、的目标是使cache获得高的命中率。 常用算法：随机替换法、先进先出算法、近期最少使用算法、优化替换算法14、虚拟存储器：是由主存、辅寸、存储管理单元及操作系统中存储管理软件组成的存储系统。 分类： 页式虚拟存储器(以页为信息传送单位) 优点：页表硬件少，查表速度快，主存零头少 缺点：分页无逻辑意义,不利于存储保护 段式虚拟存储器(以程序的逻辑结构形成的段为主存的分配依据) 优点：段的界限分明，支持程序的模块化设计，易于对程序段的编译修改和保护，便于多道程序的共享 缺点：因段的长度不一，主存利用率不高，产生大量内存碎片，段表庞大，查表速度慢 段页式虚拟存储器(是前二者的结合，在虚存中，程序按逻

14、辑结构分段，每段再分成若干大小固定的页) 优点：兼有前二者的优点 缺点：地址变换速度较慢15、外存储器：用来存放暂时不用的程序和数据，并以文件的形式存储 常用的外存储器： 磁盘存储器 组成：由盘片、驱动器、控制器、接口组成 种类：软盘(以软质菊酯塑料薄片为基体，涂敷氧化铁磁性材料为记录介质) 硬盘(采用硬质基体，其上生成一种很薄但很均匀的记录磁层) 光盘存储器 一种采用聚焦激光束在盘式介质上非接触的记录高密度信息的新型存储装置。 组成：由光学、电学和机械部件等组成 特点：记录密度高，存储容量大，非接触式读写信息，保存时间长，采用多通道记录时传输速率高，成本低，机械精度要求不高，存取时间长 种类：只读型光盘CD-ROM