2015下半年軟件設計師考點，難點3

數據庫三級模式

　　包括：外模式、模式和內模式。用戶級對應外模式，概念級對應模式，物理級對應內模式

　　

　　在一個數據庫系統中，只有惟一的數據庫， 於是做爲定義 、描述數據庫存儲結構的內模式和定義、描述數據庫邏輯結構的模式，也是惟一的，但創建在數據庫系統之上的應用則是很是普遍、多樣的，因此對應的外模式不是惟一的，也不多是惟一的。

　　應用視圖根據外模式進行數據操做，經過外模式一模式映射，定義和創建某個外模式與模式間的對應關係，將外模式與模式聯繫起來，當模式發生改變時，只要改變其映射，就可使外模式保持不變，對應的應用程序也可保持不變；（邏輯性）

　　經過模式一內模式映射，定義創建數據的邏輯結構(模式)與存儲結構(內模式)間的對應關係，當數據的存儲結構發生變化時，只需改變模式一內模式映射，就能保持模式不變，所以應用程序也能夠保持不變。（物理性）

 

數據庫規範化：

1.第一範式（1NF）：最起碼的要求。不知足，則不能稱爲關係數據庫

　　屬性不可分。是對屬性的原子性約束，要求屬性具備原子性，不可再分解

2.第二範式（2NF）：符合1NF，而且非主屬性徹底依賴於碼（能夠惟一肯定一個元組的某個屬性或者屬性組）。對記錄的唯一性約束，要求記錄有唯一標識，即實體的唯一性，更通俗說有主鍵ID

3.第三範式（3NF）：符合2NF，而且，消除傳遞依賴。是對字段冗餘性的約束，即任何字段不能由其餘字段派生出來，它要求字段沒有冗餘。

　　沒有數據冗餘的數據庫並不必定是最好的數據庫，因此有沒有冗餘的設計，要綜合來考慮。

4.BC範式（BCNF）：符合3NF，而且，主屬性不依賴於主屬性。若關係模式屬於第三範式，且每一個屬性都不傳遞依賴於鍵碼，則R屬於BC範式。

　　每一個非平凡依賴的左邊必須包含鍵碼；每一個決定因素必須包含鍵碼。

　　既檢查非主屬性，又檢查主屬性。當只檢查非主屬性時，就成了第三範式。知足BC範式的關係都必然知足第三範式。

　　若一個關係達到了第三範式，而且它只有一個候選碼，或者它的每一個候選碼都是單屬性，則該關係天然達到BC範式。

　　通常，一個數據庫設計符合3NF或BCNF就能夠了。

5.第四範式（4NF）：要求把同一表內的多對多關係刪除。

　　在BCNF的基礎上增長一些邏輯，以確保每個多值依賴均依賴於超鍵(superkey)

6.第五範式（5NF）：從最終結構從新創建原始結構。

　　在4NF的基礎上，表的每一個鏈接依賴是候選鍵的結果

總結：

　　

 

數據庫系統的體系結構

1.集中式數據庫系統：　　

　　數據集中，數據管理集中。數據庫系統的全部功能，從形式的用戶接口到DBMS核心都集中在DBMS所在的計算機上。

2.客戶端/服務器體系結構

　　客戶端與服務器CPU之間的職責明確，客戶端主要負責數據表示服務，而服務器主要負責數據庫服務。包括：事務服務器（查詢服務器）、數據服務器

3.並行數據庫系統

　　多個物理上連在一塊兒的CPU。包括：共享內存式多處理器、無共享式並行體系結構

　　

4.分佈式數據庫系統:DDBMS，distributed database management system

　　多個地理上分開的CPU。包括：物理上分佈、邏輯上集中的分佈式結構；物理上分佈、邏輯上分佈的分佈式數據庫結構

　　數據透明性：對於用戶而言，不須要知道數據的存儲狀況、分片狀況、位置狀況

　　（1）分片透明性：是分佈透明性的最高層次，徹底分佈透明。不考慮數據的邏輯分片（全局視圖、分片視圖之間）

　　　　不考慮關係是如何分片及具體的分片狀況，就能夠對全局關係進行操做

　　　　只對全局關係進行操做而沒必要考慮數據的分片。當分片模式改變時，只要改變全局模式到分片模式的映像（圖11-1中的映像2），而不影響全局模式和應用程序。全局模式不變，應用程序沒必要改寫，這就是分片透明性

　　　　在分佈式數據庫中，全局數據庫是由各個局部數據庫邏輯組合而成，反之，各個局部數據庫是由全局數據庫的某種邏輯分割而得.

　　（2）位置透明性：中級分佈透明。不考慮邏輯片斷存儲在哪一個具體的位置。用戶沒法判別資源在系統中的物理位置，這是經過命名來實現的；（分片視圖、分佈視圖之間）

　　　　全局關係分割爲分片後，要把分片定位到各個節點上，使每一分片至少有一個節點地址。若是應用程序中沒必要包括數據的節點地址，稱爲系統的位置透明性，應用程序中只提供要訪問的關係名或分片名，節點地址由系統從數據字典中查出。具備位置透明性的系統，分片在節點間有移動時只要改變數據字典中的登陸數據，不影響應用程序的可用性。

　　（3）本地透明性（局部數據模型透明性）：低級分佈透明。向用戶屏蔽的只是本站點的具體數據庫存儲及其管理狀況。（分配視圖、局部概念視圖之間）

　　　　在異構的狀況下，這種透明性避免了用戶對不一樣數據模型轉換的實現

　　　　不關心數據的具體組織形式。3中透明方式中最低的

　　

 

 

　　（4）複製透明性：不考慮數據的副本存放在哪兒及那幾個具體的節點

　　（5）訪問透明性：對不一樣的數據表示形式以及資源訪問方式的隱藏；

 　  （6）遷移透明性：資源的移動不會影響該資源的訪問方式；

　　（7）重定位透明性：資源在接受訪問的同時進行重定位，而不引發用戶和應用程序的注意；

　　（8）併發透明性：訪問共享資源的時候，讓任何一個用戶都不會感受到他人也在使用本身正使用的資源；

　　（9）故障透明性：用戶不會注意到某個資源沒法正常工做，以及系統隨後從故障中恢復的過程。

 

算法時間複雜度

　　這真的是2個很牛叉的算法分析方法，你能夠用主方法瞬間估算出算法的複雜度

　　Master Method 

　　T(n) = aT(n/b)+h(n)

　　a >=1 ; b >1 ; h(n) : 不參與遞歸的複雜度函數

　　判斷n^log b (a)與h(n)的大小關係

　　= Θ(h(n)) ：該方法的複雜度爲   Θ(h(n)*lg(n))

　　> Θ(h(n)) ：該方法的複雜度爲   Θ(n^(log a/log b))

　　< Θ(h(n)) ：該方法複雜度爲 Θ(h(n))

　　這樣能夠幫助你快速的分析出你得算法的複雜度是否符合要求。

 

算法

　　

 

集線器、網橋、交換機

　　集線器（HUB）：物理層的設備。

　　　　因設備轉發數據包引發的廣播

　　　　HUB只能看懂物理層上的東西（好比一段物理信號），工做在局域網(LAN)環境

　　　　所起的做用至關於多端口的中繼器。其實，集線器實際上就是中繼器的一種，其區別僅在於集線器可以提供更多的端口服務，因此集線器又叫多口中繼器。

　　　　工做過程：首先是節點發信號到線路，集線器接收該信號，因信號在電纜傳輸中有衰減，集線器接收信號後將衰減的信號整形放大，最後集線器將放大的信號廣播轉發給其餘全部端口。

　　網橋，即橋接器（Network Bridge）：數據鏈路層設備。

　　　　能夠對MAC 地址進行分區，隔離不一樣物理網段之間的碰撞（也就是隔離「衝突域」）。能從發來的數據包中提取MAC信息，而且根據MAC信息對數據包進行有目的的轉發，而不採用廣播的方式，這樣就能減小廣播風暴的出現，提高整個網絡的效率

　　　　網橋卻能看懂一些幀的信息

　　　　網橋的天性應該是：鏈接兩個同構網絡

　　　　一個端口能夠鏈接一個網段（這裏的網段是物理網段，並非咱們平時說的IP網段，是指IP 地址屬於同一網絡地址段（也就是IP 地址中的網絡ID同樣），位於不一樣地理位置的不一樣LAN 分段，是基於物理意義上的地理區域進行劃分的）

　　　　網橋只有兩個端口，因此所鏈接的兩個物理網段的主機一般就是由當時的集線器進行集中鏈接的（網橋端口一般不是直接鏈接主機的）。軟件中一般所說的橋接（如VMware中的橋接工做模式）也就是網橋的做用，它鏈接的也是同一網絡或子網中的兩個網段。

　　　　基本網橋只有兩個端口，還有一種網橋叫作多口網橋，多口網橋有多個端口

　　　　網橋經常使用於將共享帶寬的計算機結點數較多的大局域網分紅既相對獨立又能相互通訊的兩個局域網網段，從而改善各個子網段的性能和安全性。

　　　　　　

　　交換機（Switch）：數據鏈路層設備　

　　　　做用是轉發數據包。和網橋同樣它也是經過識別幀中的MAC地址，而後對特定的端口進行轉發的。

　　　　能看懂一些幀的信息

　　　　

　　總結：

　　　　網橋和交換機用戶分割衝突域，就是網橋和交換機能夠較少被逼的廣播(hub致使的)，但不能分割廣播域。不嚴格地說，交換機能夠看做網橋的高度集成。

　　　　HUB 全部端口都在同一個廣播域，衝突域內。
　　　　Switch全部端口都在同一個廣播域內，而每個端口就是一個衝突域。
　　　　Router的每一個端口屬於不一樣的廣播域。

 

郵件協議

　　SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）,簡單郵件傳輸協議:

　　　　SMTP協議屬於TCP/IP協議族，它幫助每臺計算機在發送或中轉信件時找到下一個目的地，端口爲25。

　　　　建模在 FTP 文件傳輸服務上的一種郵件服務，主要用於傳輸系統之間的郵件信息並提供來信有關的通知，它是一組用於由源地址到目的地址傳送郵件的規則，由它來控制信件的中轉方式。

　　POP（Post Office Protocol）： 是一種電子郵局傳輸協議，而 POP3 是它的第三個版本

　　　　規定了怎樣將我的計算機鏈接到 Internet 的郵件服務器和下載電子郵件的電子協議，端口爲110

　　IMAP:交互式郵件存取協議：主要做用是郵件客戶端（例如MS Outlook Express)能夠經過這種協議從郵件服務器上獲取郵件的信息，下載郵件等。　　　　

　　　　運行在TCP/IP協議之上，使用的端口是143。

　　總結：

　　　　1.用戶在發送郵件時，會先按照SMTP協議，將郵件發送到發送者的SMTP服務器上，接着再由發送者SMTP服務器將郵件發送到接收者的SMTP郵件服務器上，最後由接收者經過pop3協議從接收服務器上將郵件下載下來

　　　　舉個例子，用戶A( aaa@126.com)要向用戶B( bbb@qq.com)發送一封郵件，那麼郵件會先發送到發送SMTP服務器上即smtp.126.com,而後由smtp.126.com投送到smtp.qq.com,最後再到bbb@qq.com上。

　　　　2.POP容許電子郵件客戶端下載服務器上的郵件，可是您在電子郵件客戶端的操做（如：移動郵件、標記已讀等），這是不會反饋到服務器上的，好比：您經過電子郵件客戶端收取了QQ郵箱中的3封郵件並移動到了其餘文件夾，這些移動動做是不會反饋到服務器上的，也就是說，QQ郵箱服務器上的這些郵件是沒有同時被移動的 。可是IMAP就不一樣了，電子郵件客戶端的操做都會反饋到服務器上，您對郵件進行的操做（如：移動郵件、標記已讀等），服務器上的郵件也會作相應的動做。也就是說，IMAP是「雙向」的。同時，IMAP能夠只下載郵件的主題，只有當您真正須要的時候，纔會下載郵件的全部內容。

 

TCP流量控制、擁塞控制

流量控制：

　　讓發送發送速率不要過快，讓接收方來得及接收。利用滑動窗口機制就能夠實施流量控制。

      原理這就是運用TCP報文段中的窗口大小字段來控制，發送方的發送窗口不能夠大於接收方發回的窗口大小。

　　TCP的兩端都有發送/接收緩存和發送/接收窗口。TCP的緩存是一個循環隊列，其中發送窗口能夠用3個指針表示。而發送窗口的大小受TCP數據報中窗口大小的影響，TCP數據報中的窗口大小是接收端通知發送端其還能夠接收多少數據，因此發送窗口根據接收的的窗口大小的值動態變化。

　　流量控制每每指點對點通訊量的控制，是個端到端的問題。流量控制所要作的就是抑制發送端發送數據的速率，以便接收端來得及接收。

擁塞控制：

　　防止過多的數據注入到網絡中，這樣可使網絡中的路由器或鏈路不致過載。

　　擁塞控制所要作的都有一個前提，就是網絡可以承受現有的網絡負荷。它是一個全局性的過程，涉及到全部的主機、全部的路由器，以及下降網絡傳輸性能有關的全部因素。

 

路由：

主機路由：

　　也就是到單一設備的路由，那麼確定要使用255.255.255.255來限定單一ip地址。

　　目的地址是一個完整的主機地址

　　當爲某個目的I P地址搜索路由表時，主機地址項必須與目的地址徹底匹配

網絡路由：

　　目的地址是一個網絡地址（主機號部分爲0）。

　　網絡地址項只須要匹配目的地址的網絡號和子網號就能夠了

默認路由，缺省路由：

　　網絡比較大的時候，用靜態路由就比較不合適了。用缺省路由能夠減小管理員的工做量

　　這個路由將匹配全部的包. 能幫助減小路由條目

　　目的地ip和子網掩碼爲0.0.0.0和0.0.0.0

　　在RIP協議中，特殊地址0.0.0.0表示默認路徑路由。當RIP更新報文中不便於羅列出全部的網絡，或者當一個路由器要處理全部未明確列出的網絡通訊時可使用默認路徑路由。一般，每一個自治系統都有本身首選的默認路由，0.0.0.0項不會經過自治系統的邊界。　　

　　是一種特殊的靜態路由，指的是當路由表中與包的目的地址之間沒有匹配的表項時路由器可以作出的選擇。若是沒有默認路由，那麼目的地址在路由表中沒有匹配表項的包將被丟棄· 默認路由在某些時候很是有效，當存在末梢網絡時，默認路由會大大簡化路由器的配置，減輕管理員的工做負擔，提升網絡性能。

　　 默認路由器是相對於固定路由而言的。對路由器來說，每個須要路由的IP地址，他須要知道下一站的路徑，這個路徑就是下一站路由了。當路由器找不到準確的下一站路徑的時候，也就是說路由器不能找到須要路由的IP地址的下一站在哪裏，這時他會選擇 默認路由，把數據包轉發過去，再讓默認的下一站去處理數據轉發。每一個能夠正常聯網的路由器都必須有 默認路由存在，不然路由器沒有識別路由的IP地址，路由器將會丟棄，致使沒法訪問。

靜態路由：

　　通常是由管理員手工設置的路由。路由選擇器不共享路由信息（單方向路由）

　　通常中小型的網絡，網絡拓撲比較簡單，不存在線路冗餘等因素，因此一般採用靜態路由的方式來配置

動態路由：

　　路由器中的動態路由協議根據網絡拓撲狀況和特定的要求自動生成的路由條目。須要一個路由協議，如RIP或OSPF

　　大型網絡網絡拓撲復雜，路由器數量大，線路冗餘多，管理人員相對較少，要求管理效率要高等緣由，一般都會使用動態路由協議，適當的輔以靜態路由的方式。

默認網關：

　　咱們在咱們PC機上配的默認網關就是默認路由，好比說咱們的內網爲192.168.1.0網段，出口路由器的內網端口地址爲192.168.1.1（假設爲末梢網絡，路由器配置爲默認路由），那樣咱們PC機的默認網關或者默認路由的下一條地址就是192.168.1.1

　　意思是若是要跟外網通訊的話全部的包都發往192.168.1.1這個地址，也就是路由器的內網端口地址！這時路由器的默認路由再起做用，把全部的包發往路由器的WAN口或者下一跳！ip default gateway通常是在交換機上設置默認網關的命令！

直連路由：

　　發往直連路由的設備中不但具備指明目的端的I P地址，還具備其mac地址

網關路由，間接路由：

　　當報文被髮往一個間接路由時，I P地址指明的是最終的目的地，可是mac地址指明的是網關（即下一跳路由器）。

總結：

　　默認路由與靜態路由的區別

　　直連路由和網關路由是由下一跳區分的，而主機路由和網絡路由是由目的地址的完整度區分的；

　　

層次化局域網模型，局域網分層模型：

　　簡化設計過程，提升組網效率

　　中小型、小型局域網通常可採用核心/接入層 ；大型、大中型局域網絡通常可採用核心/匯聚/接入層