软考笔记 - 软件设计师中级

软考低空飘过～保留一份笔记

1 计算机组成与体系结构

层次化存储结构

Cache 概念

• 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。

如果以代表对Cache的访问命中率，表示 Cache 的周期时间，表示主存储器周期时间，以读操作为例，使用“Cache+主存储器”的系统的平均周期为，则:

$$ t_3= h * t_1+(1-h)*t_2 $$

其中，(1-)又称为失效率(未命中率)。

局部性原理

• 时间局部性，刚刚访问完的东西，再次访问
• 空间局部性，比如数组，访问一个空间，再次访问临近空间
• 工作集理论：工作集是进程运行时被频繁访问的页面集合

主存

分类

• 随机存取存储器， RAM
• 只读存储器，ROM

编址

8*4位存储，000 ~ 111为地址单元，每一个单元有4位存储单元

8*8位存储，000 ~ 111为地址单元，每一个单元有8位存储单元

16*4位存储，0000 ~ 1111为地址单元，每一个单元有4位存储单元

题目：

答案：

地址单元： $C7FFFH - AC000H + 1= 17000H$

地址单元K： $17000H/2^{10}=112K

$

总存储位数： $2816Kx=112K16, x = 11216/(28*16)=4$

(1)B (2) A

磁盘结构与参数

存取时间=寻道时间+等待时间（平均定位时间+转动延迟）

寻道时间：刺头移动到磁道所需的时间

等待时间：等待读写的扇区转到磁头下方所用的时间

总线

flowchart LR
总线 --> 内部总线
总线 --> 系统总线
总线 --> 外部总线

系统总线 --> 数据总线
系统总线 --> 地址总线
系统总线 --> 控制总线

系统可靠性分析与设计

串联系统与并联系统

串联系统

可靠度 $R = R_1 \times R_2 \times ... \times R_n$

失效率（近似） $\lambda = \lambda_1 + \lambda_2 + ... + \lambda_n$

并联系统

可靠度 $R = 1- (1 - R_1) \times (1 - R_2) \times ... \times (1 - R_n)$

失效率 $\mu = \frac{1}{\frac{1}{\lambda}\sum\limits_{j=1}^{n}\frac{1}{j}}$ ，一般使用 $\mu = 1 - R$

n模冗余系统与混合系统(不重要)

$R = \sum\limits_{i = n+1}^{m}C_{m}^{j}\times R_{0}^{i}(1-R_0)^{m-1}$

差错控制 - CRC与海明威校验码

检错与纠错

什么是码距?一个编码系统的码距是整个编码系统中任意(所有) 两个码字的最小距离。

例: 若用1位长度的二进制编码。若A=1，B-0。这样A，B之间的最小码距为1。 若用2位长度的二进制编码，若以A=11，B-00为例，A、B之间的最小码距为2。 若用3位长度的二进制编码，可选用111，000作为合法编码。A，B之间的最小码距为3。

纠错与最小码距

1. 一个码组内为了检测e个误码，最小码距满足: d ≥ e+1
2. 一个码组内为了纠正t个误码，最小码距满足: d ≥ 2t+1

循环校验码CRC

功能：是一种可以检错，无法纠错的一种校验码；结果与生成多项式做模2除法的计算结果不为0

模2除法：在做除法运算的过程中不计其进位的除法；不是计算差，而是对位进行异或运算；

1. 在原始报文后加 生成多项式位数-1 个0
2. 进行模2除法 ，求余
3. CRC编码 = 原始报文+余

2 操作系统基本原理

**操作系统： **

• 管理系统的硬件，软件，数据资源
• 控制程序运行
• 人机之间的接口
• 应用软件与硬件之间的接口

操作系统的管理职能：

• 进程管理
  • 进程的状态
  • 前驱图
  • PV操作
  • 死锁问题
• 存储管理
• 文件管理
• 作业管理
• 设备管理
• 微内核操作系統

进程管理

进程的状态

三态模型

五态模型

前驱图

一种用于表示一组操作间先后顺序关系的有向图

主要用途之一是在事务调度和并发控制中检测冲突。

graph TD;
    A --> B;
    A --> C;
    B --> D;
    C --> D;

在这个前驱图示例中，有四个操作：A、B、C、和D。图中的箭头表示一个操作必须在另一个操作之前执行的顺序。具体来说：

• 操作A是操作B和操作C的前驱，意味着操作A必须在操作B和操作C之前执行。
• 操作B和操作C都是操作D的前驱，这表示操作D必须在操作B和操作C之后执行，但操作B和操作C之间的执行顺序并未指定。

同步与互斥

同步（Synchronization）

• 通常涉及到一组进程或线程在特定点上相互等待，以确保某些操作按照正确的顺序发生
• 主要目的：协调需要按照特定顺序访问共享资源或执行操作的进程或线程

互斥（Mutual Exclusion）

• 并发控制的一种形式
• 同一时间只允许一个进程或线程访问共享资源
• 主要目的是防止多个进程或线程同时对同一共享资源进行读写操作

同步与互斥的关系

• 互斥是实现同步的一种手段
• 同步不仅包括了互斥控制，还涵盖了进程和线程之间的协调和通信

PV操作！！

• 临界资源：进程间需要互斥方式对其进行共享的资源，比如打印机，磁带机等
• 临界区：进程中访问临界资源的那段代码被称为临界区
• 信号量：一种特殊的变量

P操作（Proberen，尝试），用于申请资源，是一个阻塞操作。

• 如果信号量的值大于0，表示资源可用，进程会将信号量的值减1，然后继续执行。
• 如果信号量的值为0，表示没有可用资源

V操作（Verhogen，增加），用于释放资源，是一个非阻塞操作

• V操作会将指定的信号量的值加1，表示释放了一个资源单位。
• 如果有其他进程因为P操作而被阻塞在该信号量上，增加信号量的值可能会导致一个或多个等待的进程被解除阻塞

PV操作通常用于实现互斥锁（Mutex）和信号量（Semaphore）：

• 互斥锁：通过一个初始值为1的信号量实现，确保同一时间只有一个进程可以进入临界区。进入临界区前执行P操作，退出临界区后执行V操作。
• 信号量：可以是一个初始值大于1的信号量，允许多个进程同时访问资源或执行任务，但总数受信号量的初始值限制。进程在访问共享资源前执行P操作，在访问完成后执行V操作。

死锁问题

基本计算

$$ min = k\times(n - 1) + 1 $$

k个进程，每个进程需要n个资源，则至少需要min个资源才不会发生死锁。

例题：

系统有3个进程:A、B、C。这3个进程都需要5个系统资源。如果系统至少有多少个资源，则不可能发生死锁。

min = 3 * (5 - 1) + 1 = 13

死锁预防

• 有序资源分配：资源利用率较低
• 银行家算法
  • 一个进程对资源的最大需求量不超过系统资源数时，可以接纳该进程
  • 进程可以分期请求资源，但总数不能超过最大需求
  • 现有资源不能满足进程所需，对进程的请求可以推迟，但总能使进程在有限时间内得到资源

存储管理

分区存储组织

• 首次适应法
• 最佳适应法：空闲区块，按照大小顺序先连成链，然后按照空间进行比较分配；缺点：存储空间会产生很多小的碎块
• 最差适应法：与最佳相反，按照相反顺序连成链，再分配
• 循环首次适应法：将区块连成链，不分大小，再循环分配，尽量平均

页式存储组织

• 高级程序语言使用逻辑地址
• 运行状态，内存中使用物理地址

实现

• 将用户程序分成等分大小的页 → 页号
• 把内存中的存储区也分成等分大小的块 → 块号、页帧号
• 使用页表来进行关联：页号→块号

特点

• 优点：利用率高，碎片小，分配及管理简单
• 缺点：增加了系统开销；可能产生抖动现象

段式存储组织

按照逻辑结构划分，每一段地址空间大小不一定

特点

• 优点：多道程序共享内存，各段程序修改互不影响
• 缺点：内存利用率低，内存碎片浪费大

段页式存储组织

先分段，再分页

特点

• 优点：空间浪费小，存储共享容易，存储保护容易，能动态连接
• 缺点：复杂性和开销随之增加，需要的硬件以及占用的内容也有所增加，执行速度大大下降

快表

快表是一块小容量的相联存储器（Associative Memory），也由高速缓存器（Cache）组成，速度快，且可以从硬件保证内容并行查找，一般用于存放当前访问最频繁的少数活动页面的页号

页面置换算法

• 最优算法（Optimal， OPT），通常作为对比方案
• 随机算法（RAND）
• 先进先出（FIFO）：有可能产生抖动（抖动：刚换出的页面又马上回入，刚换入的页面又换出，的频繁调度行为）
• 最近最少使用（LRU）不会抖动

如下：先进先出的贝拉迪异常（Belady），分配的块数增多，但缺页率却在上升

PS: 行首为访问页序列，

• 若内存空间中没有页，则标记缺页，并将页加载到内存空间中；
• 先进先出，总共有3页内存空间，内存空间加载满之后，最先加载的页先出

如下对比FIFO与LRU

例题

7/7

指令的缺页异常

当一个指令跨越多个页时，如果其中一个页不在内存中，就会触发缺页异常。在处理这个缺页异常时，操作系统可能会一次性加载所有缺失的页面，而不是每个页面触发一次缺页异常。因此，即使指令跨越多个页，也可能只触发一次缺页异常。

sequenceDiagram
    participant CPU
    participant OS
    
    CPU->>OS: 发生缺页异常
    OS-->>CPU: 确定缺失的页面位置
    
    OS->>Disk: 从磁盘加载缺失的页面
    Disk-->>OS: 返回加载结果
    
    OS-->>CPU: 更新页表
    CPU->>OS: 继续执行指令

文件管理

索引文件结构

• 一个索引节点，对应物理盘块(磁盘数据块)或磁盘索引块
• 索引盘块与物理盘块一般都有大小限制
• 索引盘块可以存放的索引/地址项数量，与索引盘块的大小，和每个地址项的大小有关；

最大索引文件大小 = （直接索引物理盘块+ 一级索引的物理盘块 +...+ N级索引物理盘块）* 物理盘块大小

例题

C, D

文件和树形目录结构

• 绝对路径：从盘符开始的路径
• 相对路径：从当前路径开始的路径

空闲存储空间管理

• 空闲区表法（空闲文件目录）
• 空闲链表法
• 位示图法
• 成组链接法

位示图法

• 位示图中，每一个单元为一个物理块、数据块
• 每一行为一个索引对应的磁盘数据块

例题：

D、B

设备管理

数据传输控制方式

• 程序控制方式/程序查询方式，CPU介入最多的方式
• 程序中断方式
• DMA方式
• 通道
• 输入输出处理机

虚设备与SPOOLING技术

SPOOLING技术开辟了缓冲区

SPOOLING（Simultaneous Peripheral Operation On-Line）技术是一种通过在内存中缓冲数据来提高I/O设备效率的技术。

在使用SPOOLING技术时，数据首先被缓冲到输入输出缓冲区中，然后再由虚拟设备统一管理和处理，最终传输到物理设备中进行实际的I/O操作。

这样可以提高设备的利用率和性能，并且能够实现并行处理多个设备上的数据。

微内核操作系统

主要了解用户态与核心态的区分

• 户态的故障一般不会影响系统使用
• 核心态与用户态存在交互

内核类型	定义	优点	缺点
微内核	将核心功能模块化，只实现基本功能 图形系统、文件系统、设备驱动及通信功能以服务的方式运行在用户空间。 通过消息传递机制进行通信和协同工作。	内核精炼，便于剪裁和移植 系统服务程序运行在用户地址空间，可靠性，稳定性，安全性高 可用于分布式系统	- 性能损耗 - 复杂性高 - 资源消耗多
单体内核	将图形、设备驱动、文件系统功能集成在一个内核空间中 运行在内核状态和同一个地址空间	减少进程间通信和状态切换的系统开销，运行效率高	内核庞大，占用资源多，不易剪裁 稳定性和安全性较差

3 数据库系统

• 数据库模式
• ER模型
• 关系代数与元组演算
• 规范化理论
• 并发控制
• 数据库完整约束
• 分布式数据库
• 数据仓库与数据挖掘

三级模式 - 两级映射

三级模式

• 内模式：物理数据库层次
• 概念模式：概念层级
• 外模式：用户应用程序

两级映射：

• 外模式-概念模式映射：用户试图→概念级数据库
• 概念模式-内模式映射：DBA视图→物理级数据库

数据库设计过程

需求分析：产出数据流图，数据字典，需求说明书

概念结构设计：产出ER模型（规范化理论）

逻辑结构设计：产出关系模式

物理设计

E-R模型

集成的方法：

• 多个局部E-R图一次集成
• 逐步集成，用累加的方式一次集成两个局部E-R。

一般都是逐步集成

集成产生的冲突及解决办法：

• 属性冲突：包括属性域冲突和属性取值冲突
• 命名冲突：包括同名异义和异名同义
• 结构冲突：包括同一对象在不同应用中有不同的抽象，以及同一实体在不同局部ER图中所包含的属性个数和属性排列次序不完全相同

关系模式

一个实体转成一个关系模式：

• 1:1联系，转成两个关系模式
• 1:n联系，
• m:n联系

Q: 关系模式到底是什么？

关系代数

• 并
• 交
• 差
• 笛卡尔积，两个表做积操作，取两个表所有字段
• 投影，选列的操作
• 选择，选行的操作
• 联接，两个表相同字段做等值比较，取所有字段，去掉相同字段

规范化设计

函数依赖

价值和用途

非规范化的关系模式，可能存在的问题包括：数据冗余、更新异常、插入异常、删除异常

规范化与逆规范化

键

(学号，姓名，身份证）→性别

• 学号和姓名，身份证的组合键，可以称之为超键
• 移除姓名（冗余键），可以作为候选键
• 身份证、学号，任选一个，可以作为主键
• 外键，关联查询所用的键，比如班级号，可以确认班主任ID

求候选键

• 将关系模式的函数依赖关系用“有向图”的方式表示
• 找入度为0的属性，并以该属性集合为起点，尝试遍历有向图，若能正常遍历所有结点，则该属性集为关系模式的候选键
• 若入度为0的属性集不能遍历所有结点，则尝试性的将一些中间节点并入入度为0 的属性集中，直至集合能遍历所有结点，集合为候选键

例题：

A, ABCD, B

范式

规范化程度越高，数据密度越低。范式提高一般需要拆表

• 第一范式，属性值都是不可分的原子值
• 第二范式，笑出了第一范式非主属性对候选键的部分依赖.
• 第三范式，消除了第二范式非主属性对候选键的传递依赖
• BCNF，消除主属性对候选键的传递依赖

C,D,A

模式分解

• 保持函数依赖分解：分解之前有哪些函数依赖，分解后依然存在
• 无损分解：有损：不能还原；无损：可以还原
  • 无损联接分解：将一个关系模式分解成若干个关系模式后，通过自然联接和投影等可以还原到原来的关系模式

并发控制

基本概念

• 事务：原子性、一致性、隔离性、持续性
• 并发产生的问题→封锁协议→死锁问题

存在的问题

丢失更新： T1、T2都先读出了数据，然后分别更新，最后写入一个结果，其中一个更新丢失

不可重复读： T1读第二次时，数据已经被T2更新，导致T1验算失败

读脏数据： T1执行中缓存数据，T2读取值，T1再进行Rollback，T2读取的实际是脏数据

封锁协议

• 一级封锁协议：事务在修改数据R之前，必须对其加X锁（写锁），直到事务结束才释放。可防止丢失修改
• 二级封锁协议：一级封锁协议基础上，事务T在读取数据R之前先对其加S锁，读完后即可释放S锁 （读锁）。可防止丢失修改，和读脏数据
• 二级封锁协议：二级封锁协议基础上，事务T在读取数据R之前先对其加S锁，事务结束后才释放。可防止丢失修改，读脏数据，与防止数据重复读
• 两端锁协议。可串行化的，可能产生死锁

数据完整性约束

简单约束

• 实体完整性约束：主键
• 参照完整性：外键
• 用户自定义完整性约束

复杂约束

• 触发器：脚本约束

数据库安全

数据备份

数据库故障与恢复

数据仓库与数据挖掘

目前主要场景如BI

• 面向主题
• 集成的
• 相对稳定的（非易失的）
• 反映历史变化（随着时间变化）

数据挖掘方法分类

• 决策树
• 神经网络
• 遗传算法
• 关联规则挖掘算法

分类：

• 关联分析
• 序列模式分析
• 分类分析
• 聚类分析

反规范设计

规范化会使表不断地拆分，从而导致数据表过多。虽然减少了数据冗余，提高了增删改的速度，但会增加查询的工作量。系统需要进行多次连接，才能进行查询操作，使得系统效率大大下降

目的： 提高查询速度。

技术手段

• 增加派生性冗余列
• 增加冗余列
• 重新组表
• 分割表

大数据

• 数据量大：Volume
• 速度：Velocity
• 多样性：Variety
• 值：Value

4 计算机网络

七层模型

• 计算机网络七层模型
  • 7 应用层
    • 应用协议
      • HTTP
      • FTP
      • SMTP
      • POP3
      • IMAP
      • DNS
    • 应用功能
      • 网络应用
      • 信息传递
      • 网络通信
  • 6 表示层
    • 协议
      • 同应用层
    • 功能
      • 数据的格式与表达
      • 数据加密
      • 数据压缩
  • 5 会话层
    • 协议
      • 同应用层
    • 功能
      • 建立会话
      • 管理会话
      • 终止会话
  • 4 传输层
    • 端口
      • 端到端的连接
      • TCP
      • UDP
    • 传输功能
      • 数据可靠传输
      • 网络分割
      • 数据复制
  • 3 网络层
    • IP地址
      • IPv4
      • IPv6
    • 网络功能
      • 寻址
      • 路由选择
      • 流量控制
  • 2 数据链路层
    • MAC地址
      • MACv4
      • MACv6
    • 链路功能
      • 帧同步
      • 数据交换
      • 差错控制
  • 1 物理层
    • 传输介质
      • 电缆
      • 光缆
      • 无线
    • 传输速率
      • 10Mb/s
      • 100Mb/s
      • 1Gb/s
      • 10Gb/s

例题：

网络技术标准与协议

• TCP/IP协议：Internet，可扩展，可靠，应用最广，牺牲速度和效率
• IPX/SPX协议：NOVELL，路由，大型企业网
• NETBEUI协议：IBM，非路由，快速

DHCP协议

• 客户机/服务器模型
• 租约默认8天
• 租约过半时，客户机需要向DHCP服务器申请续租
• 租约超过87.5%时，如果仍没有和提供IP的DHCP服务器联系上，则开始联系其他DHCP服务器
• 固定分配、动态分配、自动分配
• 169.254.x.x和0.0.0.0 假地址

DNS协议

主要区分迭代和递归查询的区别。

• 迭代查询：请求-回复 的结构
• 递归查询：直到查到目标IP为止

例题：

网络分类

拓扑结构

按分布范围：

• 局域网
• 城域网
• 广域网
• 因特网

按拓扑结构分：

• 总线型
• 星型：本地组网，一般是星型结构
• 环形

网络规划与设计

逻辑网络设计

利用需求分析和现有网络体系分析的结果来设计逻辑网络结构，最后得到一份逻辑网络设计文档，包含：

• 逻辑网络设计图
• IP地址方案
• 安全方案
• 软硬件、广域网连接设备和基本服务
• 招聘和培训网络员工的具体说明
• 对软硬件、服务、员工和培训的费用估计

物理网络设计

对逻辑网络设计的物理实现，通过对设备的具体物理分布、运行环境等确定，确保网络的物理连接符合逻辑连接要求

• 网络物理结构图和布线方案
• 设备和部件的详细列表清单
• 软硬件安装费用估算
• 排期
• 测试
• 培训

分层设计

• 核心层：数据交换、转发，设备性能和可靠性高，要有冗余设计
• 汇聚层
• 接入层

IP地址

第一阶段，地址分类

• 地址进行了分类，A、B、C、D类组播，E类保留；
• 主机号全0为网络地址，全1为网播地址
• A类地址，首位为0，前一段(8位)为网络号，后3(段)24位为主机号，主机数量 2 ^24 - 2
• B类地址，第2位为0，前二段(16位)为网络号，后二段(16位)为主机号，主机数量 2 ^16 - 2
• C类地址，第3位为0，前三段(24位)为网络号，后一段(8位)为主机号，主机数量 2 ^8 - 2

第二阶段，子网划分

将A\B\C类地址，拆分为更小的批次，比如1000台为一组，前n位为子网号，后m位为主机号

第三阶段，无分类编址

172.18.129.0/24，代表了前24位为网络号，后8位为主机号，主机数量为 2^8 - 2 = 254

例题1：将B类IP地址168.195.0.0划分为27个子网，子网掩码为多少？

• 27个子网，2^5 = 32 > 27⇒ 需要5个子网号
• B类地址，前2段为网络号
• 前21为1，255.255.248.0

例题2：将B类IP地址 168.195.0.0划分为若干个子网，每个子网内有主机700台，子网掩码为多少？

• 2^10→1024 > 700 ⇒ 需要10个子网号
• B类地址，前2段为网络号
• 前24为1，255.255.252.0

例题3：分配给某公司网络的地址块是210.115.192.0/20，该网络可以被划分为（ ）个C类子网。

A. 4 B. 8 C. 16 D. 32

前20位为子网，C类网络取前24位，则21-24 4个位可以用于划分为2^4=16个

特殊IP地址

IP	说明
127网段	回拨地址
网络号全0地址	当前子网中的主机
全1地址	本地子网的广播
主机号全1地址	特定子网的广播 192.168.255.255
10.0.0.0/8	10.0.0.1至10.255.255.254
172.16.0.0/12	172.16.0.1至172.31.255.254
192.168.0.0/16	192.168.0.1至192.168.255.254
169.254.0.0	保留地址，用于DHCP失效（Win）
0.0.0.0	保留地址，用于DHCP失效（Linux）

计算机网络与信息安全

HTML

略

无线网

优势：

• 移动性
• 灵活性
• 成本低
• 容易扩充

接入方式：

• 有接入点模式
• 无接入点模式

分类

• 无线局域网，802.11，Wi-Fi
• 无线局域网，802.16，WiMax
• 无线局域网，3G/4G
• 无线局域网，802.15，蓝牙，zigbee

5 系统安全分析与设计

信息系统安全属性

• 保密性：最小授权原则、防暴露、信息加密、物理加密
• 完整性：安全协议、校验码、密码校验、数字签名、公证
• 可用性：综合保障（IP过滤、业务流控制、路由选择控制、审计跟踪）
• 不可抵赖性：数字签名

加密

对称加密技术和非对称加密技术

对称加密技术

常见加密算法

• DES：替换+移位、56位密钥、64位数据块、速度快、密钥易产生；

  3DES（三重DES）：两个56位密钥K1、K2 。

  • 加密：K1加密→K2解密→K1加密
  • 解密：K1解密→K2加密→K1解密

• AES：高级加密标准Rijndael加密法，美联邦采用的一种区块加密标准。要求“至少与3DES一样安全”

• RC-5：RSA数据安全公司的很多产品都是用了RC-5

• IDEA：128密钥、64位数据块，比DES加密性好、对计算机功能要求相对低，PGP

缺点：加密强度不高，密钥分发困难

非对称加密技术

常见加密算法：

• RSA：512位（或1024位）密钥、计算量极大、难破解
• Elgamal：基础是Diffie-Hellman密钥交换算法
• ECC：椭圆曲线算法
• 其它非对称算法包括：背包算法、Rabin、D-H

缺点：加密速度慢

信息摘要

常用的信息摘要算法：

• MD5，128位
• SHA，160位

SHA密钥长度长，所以安全性高于Md5

信息摘要，主要用于数据验证

数字签名

防抵赖的方式，可以确定"发送者"的身份。

用私钥进行加密，并发布，则可以使用公钥进行解密。使用公钥进行解密的过程一般称为数字签名的验证，用私钥加密的过程称之为数字签名

数字信封与PGP

• 发送方将原文用对称密钥加密传输，而将对称密钥用接收公钥加密发送给对方
• 接收方收到电子信封，用自己的私钥解密信封，去除对称密钥解密得原文

PGP数字证书：

一般携带了身份信息。

• PGP可用于电子邮件，也可以用于文件存储。采用了杂合算法， 包括IDEA、RSA、MD5、ZIP数据压缩算法
• PGP承认两种不同的证书格式：PGP证书和X.509证书
• PGP证书包含PGP版本号、证书持有者的公钥、证书的有效期、密钥首选的对称加密算法
• X.509证书包含证书版本、序列号、签名算法表示、证书有效期、证书发行商名字、证书主体名、主体公钥信息、发布者的数字签名

例题：设计邮件加密系统

要求邮件以加密方式传输，邮件最大附件内容可达500MB，发送者不可抵赖，若被第三方截获，第三方无法篡改

1. 发送文件较大，需要使用对称加密技术
2. 发送者不可抵赖，则需用私钥进行数字签名→摘要
3. 第三方无法篡改，则可使用对方的私钥进行加密，第三方无法进行解密。接收方收到后，使用私钥进行解密

解析：分析一下以上几个问题1、对称加密，2、数字签名，3、信息摘要。

上述答案中，第二点的问题在于，数字签名并不是用私钥进行加密，而是使用公钥，且实际上并不需要说明是公钥还是私钥；数字签名的过程也许会和摘要有关，但是这个不是数字签名的目的。第三点，使用对方的私钥进行加密，实际是无法获取对方私钥。

正确的情况是：

1. 对称加密，使用随机密钥K，对邮件正文进行加密，将正文密文法给接收方
2. 数字签名，发送方对邮件摘要进行数字签名，将摘要密文发送给接收方；接收方接收密文，验证签名，获取解密后的摘要
3. 随机密钥K，使用对方公钥进行加密，发送给接收方；接收方收到后，使用私钥解密，获取密钥K
4. 使用密钥K，解密正文；获取邮件摘要，与解密后的摘要进行对比，保证没有被篡改

网络安全

各个网络层次的安全保障

网络威胁与攻击

防火墙

• 网络级
• 应用级

6 数据结构与算法

• 数组与矩阵
• 线性表
• 广义表
• 树与二叉树
• 图
• 排序与查找
• 算法基础及常见的算法

7 程序设计语言基础

flowchart TD
      A([源程序])-->B[词法分析]
      B-->C[语法分析]
      C-->D[语义分析]
      D-.->G
      D-->E[中间代码生成]
      E-->F([代码优化])
      F-->G([目标代码生成])
      G-->H(目标程序)

文法定义

• 有序四元祖G=(V, T, S, P)

语法推到树