软件设计师教程课件

1、软件设计师教程软件设计师教程01.第二章，程序设计语言基础知识02.03.目录第一章，计算机网络概论第三章、数据结构01.第二章，程序设计语言基础知识02.03.目录第一章，计第二章，程序设计语言基础知识01Part One第二章，程序设计语言基础知识01Part One第二章，程序设计语言基础知识012.1程序设计语言概述022.2语言处理程序基础第二章，程序设计语言基础知识012.1程序设计语言概述022第二章，程序设计语言基础知识2.1程序设计语言概述2.1.1程序设计语言的基本概念012.1.2 程序设计语言的基本成分02第二章，程序设计语言基础知识2.1程序设计语言概述2.1.12.

2、1.1程序设计语言的基本概念1.低级语言和高级语言2.1.1程序设计语言的基本概念1.低级语言和高级语言2.1.1程序设计语言的基本概念2.编译程序和解释程序2.1.1程序设计语言的基本概念2.编译程序和解释程序3.程序设计语言的定义2.1.1程序设计语言的基本概念3.程序设计语言的定义2.1.1程序设计语言的基本概念程序设计语言发展概括程序设计语言分类 命令式和结构化程序设计语言面向对象的程序设计语言函数式程序设计语言逻辑型程序设计语言4.程序设计语言的分类程序设计语言发展概括4.程序设计语言的分类2.1.2 程序设计语言的基本成分程序设计语言的数据成分01常量和变量全局量和局部量02数据类

3、型032.1.2 程序设计语言的基本成分程序设计语言的数据成分01程序设计语言的运算成分2.1.2 程序设计语言的基本成分程序设计语言的运算成分2.1.2 程序设计语言的基本成分程序设计语言的控制部分顺序结构选择结构循环结构三种控制结构示意图C（C+）语言提供的控制语句 复合语句if语句和switch语句循环语句程序设计语言的控制部分顺序结构选择结构循环结构三种控制结构示2.1.2 程序设计语言的基本成分程序设计语言的传输部分2.1.2 程序设计语言的基本成分程序设计语言的传输部分函数01 函数定义 函数声明02值调用引用调用函数调用03函数01 函数定义 函数声明02值调用函数调用03第二章

4、，程序设计语言基础知识2.2语言处理程序基础2.2.1汇编程序基本原理012.2.2编译程序基本原理02解释程序基本原理03第二章，程序设计语言基础知识2.2语言处理程序基础2.2.12.2.1汇编程序基本原理汇编语言 指令语句伪指令语句宏指令语句汇编程序 第一次扫描第二次扫描2.2.1汇编程序基本原理汇编语言汇编程序2.2.2编译程序基本原理编译过程概述词法分析01中间代码生成04语法分析02代码优化05语义分析03目标代码生成062.2.2编译程序基本原理编译过程概述词法分析01中间代码生2.2.2编译程序基本原理编译过程概述符号表管理01出错处理022.2.2编译程序基本原理编译过程概述

5、符号表管理01出错处理文法和语言的形式描述1字母表、字符串、字符串集合及运算2文法和语言的形式描述3词法分析4正规式与有限自动机之间的转换5词法分析器的构造6语法分析文法和语言的形式描述1字母表、字符串、字符串集合及运算2文法文法和语言的形式描述语法制导翻译和中间代码生成中间代码优化和目标代码生成文法和语言的形式描述语法制导翻译和中间代码生成中间代码优化和文法和语言的形式描述文法的定义文法的分类句子和语言文法的等价文法和语言的形式描述文法和语言的形式描述文法的定义文法和语言的形式描述词法分析正规表达式和正规集有限自动机文法和语言的形式描述词法分析正规表达式和正规集文法和语言的形式描述正规式与有

6、限自动机之间的转换有限自动机转换为正规式正则式转换为有限自动机文法和语言的形式描述正规式与有限自动机之间的转换有限自动机转换为正规式文法和语言文法和语言的形式描述语法分析上下文无关文法自顶向下语法分析方法自底向上语法分析方法文法和语言的形式描述语法分析上下文无关文法语法制导翻译和中间代码生成中间代码常见语法结构的翻译动态存储分配和过程调用的翻译文法和语言的形式描述语法制导翻译和中间代码生成中间代码文法和语言的形式描述中间代码优化和目标代码生成中间代码形式目标代码形式寄存器的分配计算次序的选择文法和语言的形式描述中间代码优化和目标代码生成中间代码形式文法和语言的形式描述解释程序基本原理解释程序的

7、基本结构高级语言编译与解释方式的比较 效率灵活性可移植性解释程序基本原理解释程序的基本结构第一章，计算机网络概论02Part One第一章，计算机网络概论02Part One第一章，计算机网络概论0102031.1计算机系统基础知识1.2计算机体系结构1.3安全性、可靠性与系统性能评测基础知识第一章，计算机网络概论0102031.1计算机系统基础知识1第一章，计算机网络概论1.1计算机系统基础知识1.1.1计算机系统硬件基本组成1.1.3数据表示1.1.4校验码1.1.2中央处理单元第一章，计算机网络概论1.1计算机系统基础知识1.1.1计算CPU的功能1.1.2中央处理单元CPU的功能1.1

8、.2中央处理单元CPU的组成ABC运算器控制器寄存器组CPU的组成ABC运算器控制器寄存器组运算器算数逻辑单元（ALU)累加寄存器（AC)数据缓冲寄存器(DR)状态条件寄存器（PSW）CPU的组成运算器算数逻辑单元（ALU)CPU的组成控制器指令寄存器（IR）程序计数器（PC）地址寄存器（AR）指令译码器（ID)CPU的组成控制器指令寄存器（IR）CPU的组成寄存器组专用寄存器通用寄存器CPU的组成寄存器组专用寄存器CPU的组成1.1.2中央处理单元多核CPU1.1.2中央处理单元多核CPU1.1.3数据表示原码、反码、补码和移码P3P2P1原码反码补码P4移码1.1.3数据表示原码、反码、补

9、码和移码P3P2P1原码反码定点数和浮点数定点数浮点数 规格化的值非规格化的值特殊值浮点数的运算定点数和浮点数定点数1.1.4校验码奇偶校验码01海明码02循环冗余校验码031.1.4校验码奇偶校验码01海明码02循环冗余校验码03第一章，计算机网络概论1.2计算机体系结构1.2.1计算机体系结构的发展1.2.3输入/输出技术1.2.4总线结构1.2.2存储系统第一章，计算机网络概论1.2计算机体系结构1.2.1计算机体1.2.1计算机体系结构的发展计算机系统结构概述ABC1964年1982年1984年1.2.1计算机体系结构的发展计算机系统结构概述ABC1961.2.1计算机体系结构的发展计

10、算机体系结构分类从宏观角度分析从微观角度分析1.2.1计算机体系结构的发展计算机体系结构分类从宏观角度分指令系统 指令集体系结构的分类CISCRISC优化CISC和RISC 指令控制方式流水线的种类流水的相关处理吞吐率和流水建立时间指令的流水处理指令系统 指令集体系结构的分类CISCCISC和RISC 指1.2.1计算机体系结构的发展阵列处理机、并行处理机和多处理机阵列处理机01多处理机03并行处理机02其他计算机041.2.1计算机体系结构的发展阵列处理机、并行处理机和多处理存储器的层次结构1.2.2存储系统存储器的层次结构1.2.2存储系统1.2.2存储系统存储器的分类01按存储器所处的位

11、置分类按存储器的构成材料分类02030405按存储器的工作方式分类按访问方式分类按寻址方式分类1.2.2存储系统存储器的分类01按存储器所处的位置分类按存1.2.2存储系统相联存储器1.2.2存储系统相联存储器高速缓存高速缓存的组成高速缓存中的地址映像方法替换算法Cache的性能分析多级Cache图 直接映像全相联映像组相联映像 高速缓存高速缓存的组成高速缓存中的地址映像方法替换算法Cac1.2.2存储系统虚拟存储器1.2.2存储系统虚拟存储器1.2.2存储系统外存储器磁表面存储器01光盘存储器02固态硬盘031.2.2存储系统外存储器磁表面存储器01光盘存储器02固态1.2.2存储系统磁盘阵

12、列技术1.2.2存储系统磁盘阵列技术1.2.2存储系统存储域网络1.2.2存储系统存储域网络1.2.3输入/输出技术微型计算机中最常用的内存与接口的编址方法直接程序控制输入/输出处理机（IOP）中断方式直接存储器存取方式1.2.3输入/输出技术微型计算机中最常用的内存与接口的编址1.2.3输入/输出技术微型计算机中最常用的内存与接口的编址方法A内存与接口地址独立编址方法内存与接口地址统一编址方法B1.2.3输入/输出技术微型计算机中最常用的内存与接口的编址1.2.3输入/输出技术直接程序控制无条件传送01程序查询方式021.2.3输入/输出技术直接程序控制无条件传送01程序查询方1.2.3输入

13、/输出技术中断方式中断处理方法中断优先级控制1.2.3输入/输出技术中断方式中断处理方法中断优先级控制1.2.4总线结构总线的分类常见总线1.2.4总线结构总线的分类常见总线第一章，计算机网络概论1.3安全性、可靠性与系统性能评测基础知识011.3.1计算机的安全概述021.3.2加密技术和认证技术031.3.3计算机可靠性041.3.4计算机系统的性能评价第一章，计算机网络概论1.3安全性、可靠性与系统性能评测基础1.3.1计算机的安全概述安全威胁02影响数据安全的因素03计算机的安全等级011.3.1计算机的安全概述安全威胁02影响数据安全的因素03加密技术对称加密技术01非对称加密技术0

14、2密钥管理03加密技术对称加密技术01非对称加密技术02密钥管理03对称加密技术数据加密标准（DES）三重DES（3DES，或称TDEA）RC-5（Rivest Cipher5）国际数据加密算法（IDEA）高级加密标准（AES）加密技术对称加密技术数据加密标准（DES）加密技术加密技术非对称加密技术RSA算法加密技术非对称加密技术RSA算法密钥管理密钥产生密钥备份和恢复密钥更新多密钥的管理加密技术密钥管理密钥产生加密技术认证技术认证机构数字证书库密钥备份及恢复系统证书作废系统应用接口完整PKI的基本构成主要提供的三个服务SSL协议 Hash函数与信息摘要（Message Digest） 数字签

15、名认证技术认证机构完整PKI的基本构成主要提供的三个服务SSL1.3.3计算机可靠性计算机的可靠性概述1.3.3计算机可靠性计算机的可靠性概述计算机的可靠性模型系统失败率公式例题1.70102 例题1.8公式N模冗余系统03计算机的可靠性模型系统失败率公式例题1.70102 例题1.1.3.4计算机系统的性能评价性能评测的常用方法数据处理速率法核心程序法时钟频率指令执行速度等效指令速度法1.3.4计算机系统的性能评价性能评测的常用方法数据处理速率基准测试程序TPC基准程序SPEC基准程序（SPEC Benchmark）浮点测试程序整数测试程序 理论峰值浮点速度Linpack基准测试程序Whet

16、stone基准测试程序 基准测试程序TPC基准程序SPEC基准程序（SPEC Ben第三章、数据结构03Part One第三章、数据结构03Part One第三章、数据结构A 线性结构B数组,矩阵和广义表C树D图E查找F排序第三章、数据结构A 线性结构B数组,矩阵和广义表C树D图E查第三章、数据结构 线性结构ABC线性表栈和队列串第三章、数据结构 线性结构ABC线性表栈和队列串线性表线性表的定义线性表线性表的定义线性表的存储结构线性表的顺序存储 元素期望值公式Einsert元素个数期望值Edelete线性表的链式存储 图3-3单链表上查找、插入和删除运算的实现过程其他链表结构线性表的存储结构线性表的顺序存储栈栈的存储结构 顺序存储栈的链式存储栈的应用栈的基本运算 初始化栈InitStack(S)判断空isEmpty(S)入栈Push(S,x)出栈Pop(S)读栈顶元素Top(S)栈栈的存储结构栈的基本运算队列队列的基本运算 初始化队列(InitQueue(Q)判断空isEmpty(