计算机系统与软件设计：深入解析与实践

"《软件设计师笔记》是一份深入探讨计算机技术和软件开发的专业文档，主要针对软件设计师所需的关键知识点进行讲解。首先，章节一介绍了计算机系统的基础知识，包括中央处理器(CPU)的四大功能——程序控制、操作控制、时间控制和数据处理，以及详细的计算机系统组成示意图，涉及数据的不同表示方法如原码、反码、补码和移码，以及IEEE 754标准对浮点数的精确处理。 接着，文档涵盖了计算机体系结构的不同分类，如单处理系统、并行处理与多处理系统、分布式处理系统，以及指令集的发展趋势，如CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）的区别和各自的优缺点。RISC中的流水线技术，如超流水线、超标量和超长指令字技术，被用来提高处理器性能。 并发性问题的解决方案，如阵列处理机、并行处理机和多处理机的设计，也在文中有所阐述。关于主存与Cache的地址映射方式，全相联、直接映射和组相联映射各有特点，以及虚拟存储器的页式、段式和段页式管理方法，这些都直接影响了系统的效率和灵活性。 数据在计算机与外设间的交换方式，如无条件、查询、中断和DMA（直接内存访问）方式，详细地解释了每种方式的工作原理和适用场景。此外，文档还讨论了多中断处理方法，包括多中断信号线法、中断软件查询法、菊花链法、总线仲裁法和中断向量表法，确保了系统能有效地处理多个中断事件。 最后，文档触及了信息安全的核心要素，包括机密性、完整性、可用性、可控性和可审查性，以及对称加密（私钥加密）这一关键的加密技术，展示了如何在设计软件系统时考虑数据的安全保护。 《软件设计师笔记》提供了一个全面且深入的视角，帮助读者理解和掌握软件设计过程中所需的计算机科学理论和技术实践，对于提升软件设计人员的专业素养具有重要意义。"