一、数据结构
折半查找与二叉搜索树
【例题】 下列二叉树中,可能成为折半查找判定树的是 A
【分析】 ★折半查找判定树本质上是二叉搜索树,故满足中序遍历元素有序的性质★
将所有结点按照中序遍历标号,结果如下图所示。
A:共有10个元素,存于一维数组范围为a[1]~a[10]。
① ⌈ ( 1 + 10 ) / 2 ⌉ = 6\lceil(1+10)/2\rceil=6⌈(1+10)/2⌉=6可知,采用向上取整方式进行折半查找。
②对根节点6:
左子树: ⌈ ( 1 + 5 ) / 2 ⌉ = 3\lceil(1+5)/2\rceil=3⌈(1+5)/2⌉=3,满足。
右子树: ⌈ ( 7 + 10 ) / 2 ⌉ = 9\lceil(7+10)/2\rceil=9⌈(7+10)/2⌉=9,满足。
③对非叶结点3:
左子树: ⌈ ( 1 + 2 ) / 2 ⌉ = 2\lceil(1+2)/2\rceil=2⌈(1+2)/2⌉=2,满足。
无右子树。
④对非叶结点9:
左子树: ⌈ ( 7 + 8 ) / 2 ⌉ = 8\lceil(7+8)/2\rceil=8⌈(7+8)/2⌉=8,满足。
右子树:叶子节点,满足。
⑤对非叶结点2、5、8:
左子树:叶子节点,满足。
无右子树。
综上,A满足折半查找判定树的性质。
B:① ( 1 + 11 ) / 2 = 6(1+11)/2=6(1+11)/2=6,根结点满足,无法判定向上取整或向下取整。
对非叶结点3的左子树: ⌈ ( 1 + 2 ) / 2 ⌉ = 2\lceil(1+2)/2\rceil=2⌈(1+2)/2⌉=2,采用向上取整方式。
对非叶结点9的左子树: ⌊ ( 7 + 8 ) / 2 ⌋ = 8\lfloor(7+8)/2\rfloor=8⌊(7+8)/2⌋=8,采用向下取整方式。
判定方式不同,B不满足。
C:① ( 1 + 9 ) / 2 = 5(1+9)/2=5(1+9)/2=5,根结点满足,无法判定向上取整或向下取整。
对根节点5的左子树: ⌊ ( 1 + 4 ) / 2 ⌋ = 2\lfloor(1+4)/2\rfloor=2⌊(1+4)/2⌋=2,采用向下取整方式。
对根节点5的右子树: ⌈ ( 6 + 9 ) / 2 ⌉ = 8\lceil(6+9)/2\rceil=8⌈(6+9)/2⌉=8,采用向上取整方式。
判定方式不同,C不满足。
D:① ⌊ ( 1 + 10 ) / 2 ⌋ = 5\lfloor(1+10)/2\rfloor=5⌊(1+10)/2⌋=5,可知,采用向下取整方式进行折半查找。
对根节点5的左子树: ⌈ ( 1 + 4 ) / 2 ⌉ = 3\lceil(1+4)/2\rceil=3⌈(1+4)/2⌉=3,采用向上取整方式。
判定方式不同,D不满足。
排序
堆排序和希尔排序利用了顺序存储方式随机访问的特性优化算法,而链式存储不支持这种性质,所以堆排序和希尔排序用链式方式存储会增大时间复杂度。
快速排序基于交换,枢轴最终位置的选择以及交换过程也与随机访问无关,故用快速排序使用链式方式存储不会增大时间复杂度。
二、计算机组成原理
存储器的组成和设计—-继2010
多模块存储器—-多体并行存储器
高位交叉编址(顺序方式)
地址格式如下
体号 | 体内地址 |
---|
该编址方式只是单纯扩容,各模块不能并行访问。通常在对存储器芯片的字扩展(扩容)中使用该种编制方式。
低位交叉编址(交叉方式)
地址格式如下
体内地址 | 体号 |
---|
该编址方式可实现流水线存取,高效、高灵活,各模块间可以并行访问。
设模块数为m,r为启动下一个模块的延迟(总线传送周期),T为模块存取一个字的存取周期。
连续存取m个字所需的时间 t1= T + ( m − 1 ) rt_1=T+(m-1)rt1=T+(m−1)r
三、操作系统
多道程序系统
通过组织作业使CPU总有一个作业可执行,提高了CPU利用率、系统吞吐量和I/O设备利用率。
磁盘管理
磁盘初始化
物理格式化(低级格式化):分扇区使得磁盘控制器可以读和写。
分区—-柱面为单位
第一步:将磁盘分为由一个或多个柱面组成的分区。
☆分区操作在逻辑格式化之前完成☆
第二步:进行逻辑格式化(创建文件系统)
①建立文件系统的根目录
②对保存空闲磁盘块信息的数据结构进行初始化
I/O控制方式—-DMA控制方式
DMA控制方式由DMA控制器代替CPU控制中断过程。
CPU仅做出数据处理。故DMA控制器发出中断请求时已完成了数据的传输。
处理顺序:初始化DMA控制器并启动磁盘→从磁盘传输一块数据到内存缓冲区→DMA控制器发出中断请求→执行“DMA结束”中断服务程序。
四、计算机网络
路由协议
路由信息协议(RIP)—-应用层协议(使用UDP)
RIP协议是内部网关协议(IGP) 中最先得到广泛应用的协议。维护从它自身到其他每个目的网络的距离记录。
①选择最小距离路由。
②距离为16时表示网络不可达。
③动态维护路由表(每30s广播一次RIP路由更新信息)。
④RIP不支持子网掩码的RIP广播,RIP中每个网络的子网掩码必须相同
开放最短路径优先协议(OSPF)—-网络层协议(使用IP数据报)
OSPF协议是使用分布式链路状态路由算法的典型代表。也是内部网关协议(IGP) 的一种。
①使用洪范法向自治系统中所有路由器发送信息
②仅当链路状态发生变化时更新
③可根据不同类型业务计算出不同路由
④有多条相同代价的路径时,可以将通讯两分配给这几条路径。(多路径间的负载平衡)
⑤分组具有鉴别功能,仅在可信赖的路由器之间交换链路信息。
⑥每个链路状态都带有一个32位的序号,序号越大状态越新。
五种分组类型
①问候分组(HELLO):发现、维持与邻站的可达性、
②数据库描述分组(DD):向邻站给出自己的所有链路状态项目的摘要信息。
③链路状态请求分组(LSR):请求对方发送链路状态项目的详细信息。
④链路状态更新分组(LSU):用洪范法对全网更新链路状态。
⑤链路状态确认分组(LSAck):对链路更新分组进行确认。
边界网关协议(BGP)—-应用层协议(使用TCP)
BGP协议是不同自治系统的路由器之间交换路由信息的协议,是外部网关协议。只要求找到可达且比较好的路由。
首次运行时,BGP邻站交换整个BGP路由表,后续只在发生变化时更新有变化的部分。
每个自治系统至少有一个BGP发言人(边界路由器),由BGP发言人负责与其他自治系统通信。
BGP-4使用的四种报文
①打开报文(Open):与相邻的另一个BGP发言人建立关系。
②更新报文(Update):发送某一路由的信息。
③保活报文(Keepalive):确认打开报文并周期性证实邻站关系。
④通知报文(Notification):发送检测到的差错。
三种路由协议的比较
协议 | RIP | OSPF | BGP | |
---|---|---|---|---|
路由算法 | 距离-向量 | 链路状态 | 路径-向量 | |
传递协议 | UDP | IP | TCP | |
路径选择 | 跳数最少 | 代价最低 | 较好,非最佳 | |
交换节点 | 本结点相邻路由器 | 网络中所有路由器 | 本结点相邻路由器 | |
交换内容 | 自己的路由表 | 本结点相邻的所有路由器的链路状态 | 首次 | 整个路由表 |
非首次 | 有变化的部分 |