软件设计技巧与心得

综合知识

校验码

• 循环校验码(CRC) 方法中采用模 2 运算来构造校验位
• 海明校验码
  海明不等式: 校验码个数为 k,2^k个校验信息,1 个校验信息用来指出"没有错误", m 位数据, 满足2^k - 1 >= m+k;
  比如: 下面海明码表示为,D 表示数据位,P 表示校验位。数据位 由 进行校验(从右至左的位序为 14,即 8+4+2)

流水线

• 流水线周期为执行时间最长的一段
• 流水线的计算公式为: 1 条指令执行时间+(指令条数-1)流水线周期
• 流水线吞吐率: 指令条数/流水线执行时间,即
• 流水线最大吞吐率: n / (k+n-1)*t ,当 n 趋于无穷大时 为 1/t
• 流水线加速比: 不使用流水线执行时间 / 使用流水线执行时间

层次化存储结构

• Cache 的功能: 提高 CPU 数据输入输出的速率,突破冯诺依曼瓶颈,即 CPU 与存储系统间数据传送带宽限制。在计算机的存储系统体系中,Cache 是访问速度最快的层次。使用 Cache 改善系统性能的依据是程序的局部性原理
• 在程序的执行过程中,Cache 与主存的地址映射是由专门的硬件自动完成

• 磁盘结构与参数

总线

• 根据总线所处位置不同,总线通常被分为三种类型
  1、内部总线
  2、系统总线: 又被分为数据总线、地址总线、控制总线
  3、外部总线

重放攻击

• 是指攻击者发送一个目的主机已接收过的包,来达到欺骗系统的目的,主要用于身份认证,破坏认证的正确性,重放攻击可以由发起者也可以由拦截并重发该数据的敌方进行.

CISC 与 RISC

• CISC: 复杂指令系统,数量多,使用频率差别大,可变长格式,支持多种寻址方式,研制周期长,使用微程序控制技术实现,
• RISC: 精简指令系统,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,寻址方式单一,多寄存器寻址,增加了通用寄存器,硬布线逻辑控制为主,适合流水线,优化编译,有效支持高级语言

CPU

• CPU 是计算机的控制中心:主要有运算器、控制器、寄存器、内部总线等部件组成
• 控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成,是发布命令的决策机构,即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。主要功能有,从内存中取一条指令,并指出下一条指令在内存中的位置;对指令进行译码或测试,并产生相应的操作控制信号,以便启动规定的动作;指挥并控制 CPU、内存和输入输出设备之间数据的流动。
• 程序计数器(PC): 又称指令计数器,是专用寄存器,具有寄存信息和技术两种功能,在程序开始执行前,将程序的起始地址送入 PC,该地址在程序加载到内存是确定,因为 PC 的初始内容即是程序第一条指令的地址,执行指令时,CPU 将自动修改 PC 的内容,以便使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址

计算机体系结构分类--Flynn

• 助记: S: single 、I: instruct、D:data、M:more

ROM 和 RAM

病毒

• 特洛伊木马: 特洛伊木马是一种通过网络传播的病毒,分为客户端和服务端两部分,服务器端位于被感染的计算机,特洛伊木马服务器端运行后会试图尝试建立网络连接

编译和解释

• 编译过程包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成、代码优化、目标代码生成阶段,以及符号表管理与出错处理模块
• 解释过程在词法、语法、语义分析方面与编译程序的工作原理基本相同,但是在运行用户程序时,它直接执行源程序或源程序的内部形式
• 区别是: 编译方式下机器上运行的是与源码程序等价的目标程序,源程序和编译程序都不再参与目标程序的执行过程;而在解释方式下,解释程序和源程序(或其某种等价表示)要参与到程序的运行过程中,运行程序的控制权在解释程序。在编译方式下,词法、语法 、语义分析是必须要进行的工作,而生产中间代码和优化则是可以进行也可以不进行,
• 编译常用的中间代码有 树、后缀式、四元式。
• 编译可以消除词法及语法错误,但是不能完全消除语义错误。语义错误分为两类,静态语义错误可以通过编译程序检查发现,而动态语义错误需要运行时才能被发现。
• 高级语言程序进行编译的过程中,为源程序中变量所分配的存储单元的地址属于逻辑地址。在编译时产生的目标文件都是从地址 0 开始的,连接时将各个目标文件进行符号替换,这是会修改相应的地址,最后产生一个地址为 0 开始的可执行文件,在该可执行文件中的地址称为逻辑地址

• 局部性原理: 分为时间局部性、空间局部性
• 总线复用方式指的是数据和地址在同一个总线上传输的方式,这种方式可以减少总线中信号线的数量
• 对于n位的整数补码,其取值范围是-2^(n - 1)~2^(n-1) -1
• 相联存储器是按内容访问的存储器
• 强类型语言和弱类型语言:
  强、弱类型语言有两种划分方法,一种是从内存上来说:允许将一块内存看做多种类型,比如直接将整型变量与字符变量相加。另一种是语法上来说,在变量或者对象使用前,需要声明类型的语言就是强类型语言。
• 互斥信号量的初始值为 1
• 系统设计为系统制定蓝图,软件系统设计模型关注: 三总体结构、代码设计、处理过程、数据结构、界面模型
• 软件维护的内容包括正确性维护、适应性维护、完善性维护、预防性维护。
  正确性维护: 是指改正系统开发阶段已发生而系统测试阶段尚未发现的错误。
  适应性维护:是指使应用软件适应信息技术变化和管理需求变化而进行的修改。
  完善性维护: 主要是指对已有的软件系统增加一些在系统分析和设计阶段中没有规定的功能与性能特征。
  预防性维护: 是指为了适应未来的软硬件环境的变化,主动增加预防性的新功能,以使应用系统适应各类变化而不淘汰。
• 软件系统的可维护性指标包括: 可理解性、可测试性、可修改性。
• 软件测试只能说明软件中存在的错误,不能说明软件中不存在的错误
• 测试中存在一种集群现象,即在被测程序段中,若发现的错误说目越多,则残存的错误数目也比较多
• 黑盒测试技术: 黑盒测试也称功能测试,包括等价类划分、边界值分析、错误猜测、因果图的报告
• 白盒测试也称结构性测试,根据程序的内部结构和逻辑来设计测试用例,对程序的执行路径和过程进行测试,检查是否满足设计的需要,常用白盒测试技术包括:逻辑覆盖、基本路径测试。语句覆盖是一种很弱的覆盖标准
• 利用结构化分析模型进行接口设计时应以数据流图为依据
• 顶层数据流图描述的是系统的输入输出
• 位图与矢量图相比,位图占用空间较大,处理侧重于获取和复制,显示速度快。
  矢量图形是用一系列计算机指令来描述和记录一副图的内容,即通过指令描述构成一幅图的所有直线、曲线、圆、圆弧、矩形等图元的位置、维数和形状,也可以用更为复杂的形式表示图像中曲面、光照和材质等效果。矢量图法实质上是用数学的方式(算法和特征)来描述一幅图形图象,在处理图形图像时根据图元对应的数学表达式进行编辑和处理。在屏幕上显示一幅图形图像时,首先要解释这些指令,然后将描述图形图像的指令转换成屏幕上显示的形状和颜色。编辑矢量图的软件通常称为绘图软件,如适于绘制机械制图、电路图的 AutoCAD 软件等。这种软件可以产生和操作矢量图的各个成分,并对矢量图形进行移动、缩放、叠加、旋转和扭曲等变换。编辑图形时将指令转变成屏幕上锁显示的形状和颜色,显示时也往往能看到绘图的过程。由于所有的矢量图形部分都可以用数学的方法加以描述,从而使得计算机可以对其进行任意放大、缩小、旋转、变形、扭曲、移动和叠加等变换,而不会破坏图像的画面。但是,用矢量图形格式表示复杂图像(如人物、风景照片),并且要求很高时,将需要花费大量的时间进行变换、着色和处理光照效果等。因此,矢量图形主要用于表示线框型的图画,工程制图和美术字等。
  位图图像是指用像素点来描述的图。图像一般是用摄像机或扫描仪等输入设备捕捉实际场景画面,离散化为空间、亮度、颜色(灰度)的序列值,即把一幅彩色图或灰度图分成许许多多的像素(点),每个像素用若干二进制位来指定该像素的颜色、亮度和属性。位图图像在计算机内存中由一组二进制位组成,这些位定义图像中每个像素点的颜色和亮度。图像适合于表现比较细腻,层次较多,色彩较丰富,包含大量细节的图像,并且可直接、快速地在屏幕上显示出来。但占用存储空间较大,一般需要进行数据压缩。
• 多媒体
  1、感觉媒体: 指直接作用于人的感觉器官,使人产生直接感觉的媒体,如声音、图形、图像、动画等
  2、表示媒体: 指为了加工、处理和传输感觉媒体而人为研究、构造出阿里的一种媒体,常见的有各种编码方式,如文本编码、图像编码和声音编码等
  3、显示媒体(表现媒体):表现和获取信息的物理设备。如:输入显示媒体,键盘、鼠标、麦克风等,输出显示媒体显示器、打印机和音箱等。输入输出设备
  4、存储媒体:存储数据的物理设备,如磁盘、光盘和内存
  5、传输媒体:传输数据的物理载体,如电缆、光缆和交换器

网络基础知识

七层模型

• 物理层: 二级制传输,
• 数据链路层: 传递以帧为单位的信息
• 网络层: 分组传输和路由选择
• 传输层: 端到端的连接
• 会话层: 建立、管理和终止会话
• 表示层: 数据的格式与表达、加密、压缩
• 应用层: 实现具体的应用功能

1、 松弛度是最晚开始时间与最早开始时间的差值
2、软件维护工具不包括配置管理
3、COCOMO II层次结构中,用例数不能用来估计工作量
4、覆盖测试就是要使测试用例走完所有的路,也就是每个语句都执行一遍
5、归纳法是指从测试暴露的问题出发,手机所有正确或不正确的数据,分析他们之间的关系,指出假想错误的原因,用这些数据来证明或反驳,从而查出错误所在
6、对象的状态一般都是指属性,对象的行为一般是指操作方法
7、循环单链表入队和出队都不需要遍历链表,入队的时候我们将原尾结点的指向的next赋值给新节点的 next,将原尾结点的 next 指向新的节点,出队的时候我们将尾结点指向的 next 的 next赋值给尾结点的 next 就好了,所以都不需要遍历
8、系统在将目录文件修改的结果写会磁盘时发生崩溃时,对系统的影响想对比较大
9、McCabe度量法计算环路复杂度公式为 总条数 - 总节点数 + 2

• IP 地址与子网划分
  A 类网络前 8 位是网络号,后 24 位是主机号,所容纳主机数是 个
  B 类网络前 16 位是网络号,后 16 位是主机号,所容纳主机数是 个
  C 类网络前 24 位是网络号,后 8 位是主机号,所容纳主机数是 个
• 无分类网络概念
  172.18.129.0/24 表示前 24 位是网络号,剩下的 8 位是主机号
  子网掩码中为 1 的部分是网络号,为 0 的部分是主机号
  将 B类 IP 地址 168.195.0.0 划分成 27 个子网,子网掩码是多少?
  168.195.0.0 转换成二级制就是 1010 1000 1100 0011 0000 0000 0000 0000
  由于是 B 类网络,所以前 16 位是网路号,现在要分成 27 个子网,就是要从主机号中再拿出来 5 位来做子网号,因为,
  将网络号和子网号全部置为 1,也就是 1111 1111 1111 1111 1111 1000 0000 0000, 转换为十进制也就是 255.255.248.0

瀑布模型: 适合需求明确,或是二次开发
原型模型:先构造一个简易的原型或初步的系统让用户先看看用用,不满足需求的地方再调整,
增量模型:先做核心,然后再增加
螺旋模型:有多个模型的特点,每个增量均发布一个可操作的产品,引入了风险分析
V 模型:体现测试的重要性,测试分布到软件开发的每个阶段
喷泉模型:是面向对象的模型

适配器模式: 将一个类的接口转换成用户希望得到的另一种接口。它使原本不相容的接口得以协同工作 助记词: 转换接口
桥接模式: 将类的抽象部分和它的实现部分分离出来,使它们可以独立的变化 助记词: 继承树拆分
组合模式: 将对象组合成树型结构以表示 "整体-部分"的层次结构,使得用户对单个对象和组合对象的使用具有一致性 助记词: 树型目录结构
装饰器模式:动态地给一个对象添加一些额外的职责.它提供了用子类扩展功能的一个灵活替代,比派生一个子类更加灵活 助记词: 附加职责
外观模式:定义一个高层接口,为子系统中的一组接口提供一个一致的外观,从而简化了该子系统的使用 助记词:对外统一接口

• 重构是以中重新组织的技术,可以简化构件的设计而无需改变其功能或行为
• 软件风险一般包括不确定性和损失两个特性
• 先来先服务和最短寻找时间优先算法可能会随时改变移动臂的运动方向
• CMM第3级（已定义级）是许多组织努力的目标，该级的核心是建立基本的项目管理和实践来跟踪项目费用、进度和功能特性
• 面向对象分析主要强调理解问题是什么，不考虑问题的解决方案,面向对象设计侧重问题的解决方案，并且需要考虑实现细节问题
• 动态规划是以获取问题最优解为目标
• 相联存储器是按照内容访问的存储器
• 软件著作权属于软件开发者,软件著作权自软件开发完成之日起产生
• 人耳分辨音频的范围 20Hz~20KHz

UML 中菱形一边表示整体一方,另一边表示组成部分
多重度就是一对一、一对多、多对多这种

文法

案例分析

• java 创建新对象要使用 new 关键字,不用 new 关键字创建的对象没有实例化,是不能取值和赋值的