并发的核心特征可以概括为宏观上同时执行微观上交替执行。在多任务操作系统中多个程序在同一时间段内同时推进从宏观角度看用户感知到多个任务在同时运行但在微观层面单个CPU核心在任意时刻只能执行一个程序指令不同程序的指令通过时间片轮转的方式交替执行实现了“同时”运行的效果。五、数据库系统数据库系统是按照数据结构来组织、存储和管理数据的软件系统是计算机系统的核心组成部分其核心知识点如下1. 基础概念数据库三要素数据结构、数据操作、完整性约束。数据结构定义了数据的组织形式数据操作规定了对数据可执行的操作类型完整性约束则保证了数据的正确性和一致性。三级模式结构外模式也称为用户模式是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述模式也称为逻辑模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的统一描述内模式也称为存储模式是数据物理结构和存储方式的描述两级映像机制外模式/模式映像保证了数据的逻辑独立性当模式改变时通过调整映像可以保持外模式不变从而应用程序无需修改模式/内模式映像保证了数据的物理独立性当数据的物理存储结构改变时通过调整映像可以保持模式不变应用程序也无需修改2. 数据模型与操作主要数据模型层次模型用树形结构表示实体及实体间联系网状模型用网状结构表示实体及实体间联系关系模型用二维表结构表示实体及实体间联系是当前主流的数据模型关系代数基本操作选择从关系中选取满足条件的元组、投影从关系中选取指定的属性列、连接将两个关系按一定条件拼接成一个新的关系、并、交、差。SQL核心语法SELECT选择要查询的字段、FROM指定查询的表、WHERE指定查询条件、GROUP BY对结果进行分组、HAVING对分组结果进行筛选、ORDER BY对结果进行排序。3. 数据库设计与约束主键Primary Key用于唯一标识表中的每一条记录元组主键值不能为空且不能重复。外键Foreign Key用于引用另一个表的主键建立表与表之间的关联关系保证数据的参照完整性。索引是一种特殊的数据结构能够显著加速数据查询速度但会增加数据增、删、改操作的开销需要根据业务场景合理创建。视图是从一个或多个基本表中导出的虚表本身不存储数据主要作用是简化复杂查询、提供数据安全隔离。4. 事务与并发控制事务ACID特性原子性Atomicity事务中的操作要么全部执行要么全部不执行一致性Consistency事务执行前后数据库的完整性约束保持一致隔离性Isolation多个事务并发执行时相互之间不受干扰持久性Durability事务一旦提交对数据的修改就是永久的常见并发问题丢失修改两个事务同时修改同一数据一个事务的修改被另一个事务覆盖脏读一个事务读取了另一个事务未提交的修改数据不可重复读同一事务内多次读取同一数据由于其他事务的修改导致前后读取结果不一致幻读同一事务内多次执行相同查询由于其他事务的插入或删除操作导致返回的记录数不同范式Normal Form通过规范化设计逐步消除数据冗余从第一范式1NF、第二范式2NF、第三范式3NF到BC范式BCNF规范化程度越高数据冗余越低但查询复杂度可能随之增加。5. 数据库设计方法E-R实体-联系模型转关系模型的核心规则实体转换为独立的关系表实体的属性转换为表的字段实体之间的联系一对一或一对多联系可以通过外键实现多对多联系需要创建独立的关联表来存储两个实体的主键关联。六、计算机网络与安全计算机网络是将地理位置不同的具有独立功能的多台计算机及其外部设备通过通信线路连接起来在网络操作系统、网络管理软件及网络通信协议的管理和协调下实现资源共享和信息传递的系统。1. 网络体系结构OSI七层参考模型从下到上物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。该模型是理论上的网络分层标准定义了各层的功能和接口规范。TCP/IP四层实际模型从下到上网络接口层、网际层、传输层、应用层。是当前互联网实际采用的协议栈模型。2. 核心网络协议与概念IP地址IPv4由32位二进制数组成通常表示为点分十进制格式地址总数约43亿个IPv6由128位二进制数组成采用冒分十六进制表示解决了IPv4地址不足的问题子网掩码用于划分IP地址中的网络位和主机位判断两个IP地址是否属于同一子网。传输层协议对比特性TCP传输控制协议UDP用户数据报协议连接特性面向连接通信前需要三次握手建立连接无连接通信前无需建立连接可靠性可靠通过确认、重传机制保证数据不丢失、不重复、有序到达不可靠不保证数据送达也不保证顺序传输方式流式传输数据无边界数据报传输每个数据报独立适用场景对数据准确性要求高的场景如文件传输、网页浏览对实时性要求高的场景如视频会议、直播、游戏3. 常见网络端口HTTP超文本传输协议默认端口80用于未加密的网页访问HTTPS安全超文本传输协议默认端口443用于加密的网页访问FTP文件传输协议默认端口21用于文件上传下载DNS域名系统默认端口53用于域名与IP地址的解析SMTP简单邮件传输协议默认端口25用于发送邮件POP3邮局协议第3版默认端口110用于接收邮件4. 网络安全网络安全四大核心目标机密性保证数据不被未授权的用户访问完整性保证数据在传输和存储过程中不被篡改可用性保证合法用户能够正常访问系统和数据不可否认性保证用户无法否认其已经执行的操作主要加密技术对称加密加密和解密使用相同密钥加密速度快适合加密大量数据常见算法有AES、DES非对称加密加密和解密使用不同的公钥和私钥安全性高加密速度慢适合加密少量数据或密钥交换常见算法有RSA、ECC哈希算法也称为摘要算法将任意长度的数据转换为固定长度的摘要值具有不可逆性用于数据完整性校验常见算法有MD5、SHA-256防火墙技术包过滤防火墙工作在网络层根据IP地址、端口等信息过滤数据包应用网关防火墙也称为代理防火墙工作在应用层对特定应用协议进行过滤状态检测防火墙结合了包过滤和应用网关的优点能够跟踪TCP连接状态过滤效率和安全性更高常见恶意程序病毒具有自我复制能力能够感染其他文件破坏系统或数据木马伪装成正常软件主要功能是实现远程控制窃取用户信息通常不具备自我复制能力数字签名基于非对称加密技术实现能够防止数据被伪造和篡改同时可以实现不可否认性广泛应用于电子合同、身份认证等场景。七、法律法规、标准化、项目管理1. 知识产权主要知识产权类型著作权也称为版权保护文学、艺术、科学作品的作者对其作品享有的权利专利权保护发明创造人或其权利受让人对特定的发明创造在一定期限内依法享有的独占实施权商标权保护商标注册人对其注册商标享有的专有使用权商业秘密保护不为公众所知悉、具有商业价值并经权利人采取相应保密措施的技术信息、经营信息等商业信息著作权保护期限自然人的作品其著作权保护期为作者终生及其死亡后50年截止于作者死亡后第50年的12月31日。2. 标准化体系标准层级国家标准GB由国家标准化行政主管部门制定在全国范围内适用行业标准由行业主管部门制定在某个行业范围内适用地方标准由地方标准化行政主管部门制定在本行政区域内适用企业标准由企业自行制定在企业内部适用国际标准由国际标准化组织ISO等国际组织制定在全球范围内适用3. 项目管理软件项目管理的核心领域包括范围管理定义和控制项目应该包含和不应该包含的内容时间管理确保项目按时完成包括活动定义、排序、历时估算、进度计划制定和进度控制成本管理确保项目在批准的预算内完成包括资源规划、成本估算、成本预算和成本控制质量管理确保项目满足预期的质量要求包括质量规划、质量保证和质量控制风险管理识别、分析和应对项目风险降低风险对项目的负面影响沟通管理确保项目信息及时、准确地生成、收集、分发、存储和最终处置4. 软件维护软件维护是软件生命周期中持续时间最长的阶段主要分为四类改正性维护修复软件交付后发现的错误和缺陷适应性维护为了适应新的硬件、操作系统或其他环境变化而进行的修改完善性维护为了增加新功能、优化性能、改进用户体验等进行的修改是软件维护的主要类型预防性维护为了提高软件的可维护性和可靠性为未来的进一步改进打下基础而进行的修改通常也称为软件再工程。