— Study Notes —

系统架构设计师

Chapter Ⅱ · 计算机系统基础知识

第二章·三大主题·复习版

Ⅰ

— Hour One —

计算机系统基础知识

对应第二章内容 · 必考核心

计算机系统概述

从整体上掌握计算机系统由硬件与软件两大部分构成，二者协同工作。

计算机硬件基础知识

① 冯诺依曼计算机结构

奠定现代计算机基础架构。核心思想为存储程序与程序控制，由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成。

② 专用处理器

GPU图形处理器

擅长并行计算，常用于图像渲染、AI 计算、深度学习训练等高并行场景。

DSP数字信号处理器

Digital Signal Processor

采用哈佛体系结构（指令与数据存储分离），用于实时的数字信号处理。

FPGA可编程门阵列

现场可编程逻辑门阵列，硬件电路可由用户重新配置，灵活度高。

计算机软件基础知识

本节涵盖软件生态全景，从单机到分布、从存储到通信。

① 计算机软件

包括系统软件与应用软件，分别服务于硬件管理与具体业务。

② 操作系统

管理硬件资源、提供运行环境与用户接口。

③ 数据库

按照数据结构组织、存储和管理数据的系统。

④ 分布式数据库

数据分布在多个节点上，但对用户呈现为统一的逻辑数据库。

⑤ 文件系统

负责文件的存储、检索、共享与保护。

⑥ 网络协议

为网络通信制定的规则与标准。

⑦ 中间件

位于操作系统与应用之间的通用服务层，屏蔽底层差异。

⑧ 软件构建

软件开发与构建过程涉及的技术与流程。

计算机语言 · UML 建模语言

备考策略

先确认是否有对应题目；若没有出题则可略过。

① UML 2.0 提供的 14 种图 Diagram

类图对象图用例图序列图通信图状态图活动图构件图部署图制品图组合结构图包图交互概览图计时图

② 提供的 5 种视图 View

用例视图逻辑视图进程视图实现视图部署视图

多媒体技术

了解音视频、图像等多媒体数据的表示、压缩与处理基础。

Ⅱ

— Hour Two —

嵌入式技术

对应第二章 · 考的不多，案例部分为选答 · 简单学习即可

嵌入式系统的组成及特点

① 定义

Definition

以特定应用为中心、以计算机技术为基础的软、硬件集成于一体的专用计算机系统。

② 嵌入式系统的七大特点

1. 专业性强

面向特定应用领域，针对性设计。

2. 技术融合

多学科、多技术交叉融合。

3. 软硬一体、软件为主

软硬件紧密结合，软件起主导作用。

4. 资源受限

CPU、内存、存储、功耗均有严格限制。

5. 程序代码固化在 ROM 中

程序通常烧录至只读存储器，启动稳定可靠。

6. 体积小、价格低

工艺先进、性能价格比高。

7. 对安全和可靠性的要求高

常用于工业控制、医疗、航空航天等场景，对安全性、可靠性有严苛要求。

嵌入式系统的分类

从应用领域、实时性、复杂度等多个维度对嵌入式系统进行分类。

嵌入式软件的组成及特点

通常包括引导程序（BootLoader）、操作系统、设备驱动、应用程序四个层次。

嵌入式系统硬件体系结构

包括处理器、存储器、I/O 接口、总线等部分。

安全性设计

从硬件冗余、软件容错、安全启动等角度保证系统的可靠运行。

Ⅲ

— Hour Three —

计算机网络基础知识

对应第二章 · 必考且分值占比较高

网络的基本概念

① 性能指标

速率带宽吞吐量时延

② 非性能指标

费用质量标准化可靠性可扩展性可升级性易管理性可维护性

通信技术

① 数据与信道

数据在信道上以信号形式传输，需理解模拟/数字、基带/频带等基本概念。

② 复用技术 Multiplexing

在一条信道上同时传输多路数据的技术：

简称	全称	核心原理
TDM	时分复用 Time-Division Multiplexing	按时间片轮流占用信道
FDM	频分复用 Frequency-Division Multiplexing	按频率划分子信道
CDM	码分复用 Code-Division Multiplexing	使用不同编码区分信号

③ 多址技术 Multiple Access

在一条线上同时传输多个用户数据的技术：

简称	全称	核心原理
TDMA	时分多址	按时间片分配给不同用户
FDMA	频分多址	按频率分配给不同用户
CDMA	码分多址	按编码区分不同用户

④ 5G 通信网络

第五代移动通信，特征：高带宽、低时延、海量连接、网络切片。

网络技术

① 局域网 LAN

拓扑结构：

总线型星型树型环型网状

② 以太网 Ethernet

易考数字

帧长度：最小不小于 64 字节，最大 1518 字节。

③ 无线局域网 WLAN

· IEEE 802.11 标准对比

标准	最大传输速率
802.11n	200 Mb/s
802.11ac	1 Gb/s

· WLAN 拓扑结构

点对点型Hub 型

④ 广域网 WAN

跨城市、跨国家的远距离网络。

⑤ 城域网 MAN

覆盖范围介于局域网与广域网之间，通常覆盖一座城市。

⑥ 移动通信网

模拟信号

数字信号

扩展频谱

快速发展繁荣

服务化结构 / 网络切片

组网技术

① 网络设备及其工作层级

工作层级	典型设备
物理层	集线器（Hub）、中继器（Repeater）
数据链路层	网桥（Bridge）、交换机（Switch）
网络层	路由器（Router）、防火墙（Firewall）

② 网络协议模型对照

OSI / RM 七层模型 7 layers

7.应用层Application

6.表示层Presentation

5.会话层Session

4.传输层Transport

3.网络层Network

2.数据链路层Data Link

1.物理层Physical

TCP / IP 模型 4 layers

4.应用层

FTPTelNetSMTPHTTP HTTPSNFSSNMP DHCPDNS

DHCP·动态主机配置协议 / DNS·域名系统

3.传输层

TCPUDP

2.网际层

IPICMP

1.硬件层

Ethernet IEEE 802.3

网络工程

① 网络建设工程

涵盖需求分析、规划设计、实施部署、运维管理等阶段。

② 分层设计 · 经典三层架构

1 接入层

直接连接终端用户与设备，提供网络接入入口。

2 汇聚层

聚合接入层的流量，承担策略控制、路由汇聚等功能。

3 核心层

高速骨干，负责整个网络的核心交换与转发。