1 SRAM、DRAM

SRAM（静态随机存取存储器）和 DRAM（动态随机存取存储器）是两种常见的半导体存储器类型，它们在计算机和其他电子设备中用于存储数据，但它们的工作原理和特性有显著区别。

SRAM（静态随机存取存储器）

1. 工作原理：

   • SRAM 使用双稳态触发器（通常由六个晶体管组成）来存储每一位数据。这种结构使得数据在电源保持的情况下能够一直存在，不需要周期性刷新。

2. 速度：

   • SRAM 的访问速度非常快，通常用于需要快速存取数据的场合，比如 CPU 缓存。

3. 功耗：

   • 在保持数据时，SRAM 的功耗较低，因为不需要刷新。但由于其复杂的电路设计，静态功耗较高。

4. 密度和成本：

   • SRAM 的晶体管数量多，导致其密度较低、成本较高。因此，SRAM 通常只用于需要小容量高速存储的地方。

5. 应用：

   • 主要用于 CPU 缓存（如 L1、L2 缓存）和其他需要快速访问的存储区域。

DRAM（动态随机存取存储器）

1. 工作原理：

   • DRAM 使用电容和一个晶体管来存储每一位数据。电容存储电荷表示位信息，但电荷会随时间泄漏，因此需要定期刷新以保持数据。

2. 速度：

   • DRAM 的访问速度相对较慢，因为需要刷新和复杂的控制电路。

3. 功耗：

   • DRAM 在刷新时消耗更多功率，但由于其结构简单，静态功耗较低。

4. 密度和成本：

   • DRAM 的结构简单，晶体管和电容的数量较少，因此密度较高、成本较低，适合大容量存储。

5. 应用：

   • 广泛用于计算机的主存（如系统内存）、显存等需要大容量存储的地方。

总结

• SRAM 优势在于速度快和无需刷新，适合高速缓存；劣势是成本高、密度低。
• DRAM 优势在于成本低、密度高，适合大容量存储；劣势是速度相对较慢，需要周期性刷新。

这两种存储器各自发挥其优点，在现代计算机系统中共同作用，以实现性能和成本的平衡。

2 RISC、CISC

RISC（精简指令集计算机）和 CISC（复杂指令集计算机）是两种不同的计算机处理器架构设计理念。它们在指令集设计、处理器实现和性能优化等方面有显著区别。

RISC（精简指令集计算机）

1. 设计理念：

   • RISC 的设计理念是简化指令集，使用少量的简单指令。每条指令通常在一个时钟周期内完成，这使得指令执行速度更快。

2. 指令集：

   • 指令集较小且简单，通常包括固定长度的指令，减少了指令解码的复杂性。由于指令集简单且每条指令通常在一个时钟周期内完成，RISC 处理器更适合使用硬布线控制器。

3. 性能优化：

   • 通过硬件流水线技术提高处理器的执行效率。由于指令简单且执行时间固定，流水线设计更容易实现。

4. 编译器角色：

   • 编译器需要承担更多的优化工作，将高级语言代码转换为高效的 RISC 指令序列。

5. 应用：

   • 常用于需要高性能和低功耗的场合，如嵌入式系统、移动设备等。典型的 RISC 处理器包括 ARM、MIPS 和 RISC-V。

CISC（复杂指令集计算机）

1. 设计理念：

   • CISC 的设计理念是提供丰富的指令集，每条指令可以执行多个低级操作（如内存访问、算术运算）。

2. 指令集：

   • 指令集复杂且多样化，指令长度不固定，允许直接对内存进行操作。CISC 处理器常常使用微程序控制器。微程序控制器通过一组微指令来解释和执行复杂的机器指令，这种方法提供了灵活性和可扩展性，使得处理器可以支持更多的指令和功能。

3. 性能优化：

   • 通过微代码和复杂的控制单元来实现复杂指令的执行。虽然单条指令可以完成更多工作，但执行时间不固定，可能需要多个时钟周期。

4. 编译器角色：

   • 编译器的负担相对较轻，因为复杂指令可以直接实现许多高级语言的功能。

5. 应用：

   • 主要用于通用计算机系统，如个人电脑和服务器。典型的 CISC 处理器包括 x86 架构的处理器（如英特尔和 AMD 处理器）。

总结

• RISC 的优势在于简单的指令集和高效的流水线设计，适合高性能和低功耗应用。
• CISC 的优势在于丰富的指令集和对复杂操作的支持，适合通用计算和复杂应用。

现代处理器设计中，RISC 和 CISC 的界限变得越来越模糊。例如，许多现代 CISC 处理器（如 x86）在内部使用 RISC 风格的微架构来提高性能。相反，RISC 处理器也逐渐增加了一些复杂指令来支持更多的功能。

3 计算系统可靠度

可靠度的计算

计算机系统的可靠度可以通过以下几种方法来估算：

a. 串联系统

在串联系统中，所有组件必须都正常工作，系统才能正常工作。系统的可靠度是各个组件可靠度的乘积：

$$ R system ​ =R 1 ​ ×R 2 ​ ×⋯×R n $$

其中 RiRi 是第 ii 个组件的可靠度。

b. 并联系统

在并联系统中，只要有一个组件正常工作，系统就能正常工作。系统的可靠度计算公式为：

$$ R system ​ =1−(1−R 1 ​ )×(1−R 2 ​ )×⋯×(1−R n ​ ) $$

4 异步传输、同步传输

在信息交换过程中，异步传输和同步传输是两种常见的数据传输方式，它们在数据的发送和接收机制上有所不同。以下是对这两种传输方式的详细解释：

异步传输

特点：

• 字符为单位：异步传输通常以字符为单位进行传输。每个字符由起始位、数据位、可选的奇偶校验位和停止位组成。
• 无需时钟同步：发送方和接收方不需要共享一个时钟信号。数据传输是基于字符的开始和结束标志来进行的。
• 起始和停止位：每个字符的传输以一个起始位开始，以一个或多个停止位结束。这些位用于标识字符的开始和结束。
• 适用于低速传输：由于不需要同步时钟，异步传输适用于低速和间歇性的数据传输，如计算机键盘输入和串行端口通信。

优点：

• 简单且成本低。
• 不需要复杂的时钟同步机制。

缺点：

• 由于每个字符都需要额外的起始和停止位，传输效率较低。
• 不适合高速、大量数据的传输。

同步传输

特点：

• 块为单位：同步传输通常以数据块或帧为单位进行传输，而不是单个字符。
• 时钟同步：发送方和接收方必须共享一个时钟信号来保持同步。同步可以通过外部时钟信号或嵌入在数据流中的时钟信息实现。
• 无起始和停止位：由于数据是以块为单位传输，通常不需要每个字符的起始和停止位。
• 适用于高速传输：同步传输适用于高速和连续的数据传输，如网络通信和高速串行接口。

优点：

• 高传输效率，因为没有额外的起始和停止位。
• 适合大数据量和高速传输。

缺点：

• 需要复杂的时钟同步机制。
• 实现成本较高。

应用场景

• 异步传输：常用于简单的串行通信接口，如RS-232、UART，以及一些低速设备的通信。
• 同步传输：常用于网络通信协议，如以太网、USB、SPI，以及其他需要高传输速率的场景。

总结来说，异步传输和同步传输各有其适用的场景和优缺点，选择哪种传输方式取决于具体的应用需求和系统设计要求。

在计算机系统中，信息的传输方式可以是异步的或同步的，具体取决于传输的场景和技术实现。以下是对你提到的几种信息交换方式的具体分析：

A. CPU与内存储器之间交换信息

• 传输类型：同步传输
• 解释：CPU与内存之间的通信通常是通过系统总线（如前端总线）进行的，这种通信需要严格的时钟同步。内存访问必须在时钟周期内完成，以确保数据的正确性和系统的稳定性。因此，这种信息交换通常是同步的。

B. CPU与PCI总线交换信息

• 传输类型：同步传输
• 解释：PCI（Peripheral Component Interconnect）总线是一种同步总线。它使用时钟信号来协调数据传输。所有设备都在一个共享的时钟信号下工作，以确保数据的正确传输。因此，CPU与PCI总线之间的通信是同步的。

C. CPU与I/O接口交换信息

• 传输类型：可能是异步传输或同步传输
• 解释：CPU与I/O接口之间的通信方式可以是异步的或同步的，取决于具体的接口和设备。例如，传统串行接口（如RS-232）通常是异步的，而现代的高速接口（如USB、SATA）通常是同步的。因此，需要根据具体的I/O接口类型来判断。

D. I/O接口与打印设备间交换

• 传输类型：可能是异步传输或同步传输
• 解释：I/O接口与打印设备之间的通信方式也可以是异步的或同步的，取决于使用的协议和接口。例如，早期的并行接口（如Centronics接口）可能是同步的，而现代的USB接口通常是同步的，但也支持异步传输模式。串行接口（如RS-232）则通常是异步的。

总结

• 同步传输：通常用于需要高精度和高速的数据传输场景，如CPU与内存、PCI总线等。
• 异步传输：通常用于较低速、间歇性的数据传输场景，如某些I/O接口和传统串行通信。

具体的传输方式还可能受到硬件设计和协议标准的影响，因此在实际应用中需要根据具体情况进行判断。

5 文件传输协议

• FTP (File Transfer Protocol)：FTP是一种用于在网络上进行文件传输的协议，但它本身不提供安全机制，传输的数据（包括用户名和密码）是明文的，容易被截获。
• SFTP (SSH File Transfer Protocol)：SFTP是基于SSH（Secure Shell）协议的文件传输协议，提供了一种安全的文件传输方式。它在传输过程中对数据进行加密，确保数据的机密性和完整性。
• TFTP (Trivial File Transfer Protocol)：TFTP是一种简单的文件传输协议，设计用于局域网环境中。它不提供任何加密或安全机制，因此不适合用于需要安全传输的场景。
• ICMP (Internet Control Message Protocol)：ICMP用于网络设备之间发送错误消息和操作信息，不用于文件传输。

因此，SFTP是用于文件安全传输的协议。

6 计算机病毒

DDoS（分布式拒绝服务攻击）不是计算机病毒。它是一种网络攻击方式，旨在通过大量的请求淹没目标服务器或网络资源，使其无法正常提供服务。

7 防火墙

在出口防火墙上配置以阻止外部未授权用户访问内部网络的功能是 A. ACL（访问控制列表）。

ACL（访问控制列表） 是一种用于网络安全的机制，它通过定义允许或拒绝的数据包的规则来控制网络流量。通过在防火墙上配置ACL，可以指定哪些流量可以进入或离开网络，从而有效地阻止未授权的访问。

B. SNAT（源网络地址转换）：

• SNAT 是一种网络地址转换（NAT）技术，用于修改数据包的源IP地址。通常用于将内部网络的私有IP地址转换为公共IP地址，以便在Internet上进行通信。SNAT主要用于出站连接的地址转换，而不是直接用于访问控制。

C. 入侵检测（Intrusion Detection System, IDS）：

• 入侵检测系统是一种用于监控网络或系统活动的安全技术，旨在检测可能的恶意活动或违反安全策略的行为。IDS可以识别和报告可疑活动，但通常不主动阻止流量，需要与其他系统（如防火墙）配合使用来阻止未授权访问。

D. 防病毒（Antivirus）：

• 防病毒软件是一种用于检测、阻止和删除计算机病毒及其他恶意软件的程序。它主要用于保护计算机系统免受恶意软件的侵害，而不是用于控制网络访问或阻止未授权用户的访问。

总结来说，ACL是直接用于控制网络流量和访问权限的功能，而其他选项则用于不同的网络安全目的。

8 进程PV操作(3分必拿)

9 关键路径(2分必拿)

10 树考点

前序：12457836 根左右
中序：左根右 42785136
后序：左右根 48752631
层次：1 23 456 7 8

11 图

深度遍历：

广度遍历：

12 UML(上午3分 下午15分)

13 算法策略

14 查找算法

15 排序算法

插入排序：

选择排序：

交换排序：

归并排序：