MySql数据库等级考试学习分享3（Day5）

题目：机器周期的同步标准是（）。
选项：
A. CPU执行指令所占用的时间
B. CPU访问存储器一次所需要的时间
C. CPU分析指令所需要的时间
D. CPU访问寄存器一次所需要的时间

知识点总结（0基础必看）

1. 计算机时序的基本单位

单位	定义	关系
时钟周期（Clock Cycle）	CPU主频的倒数，即一个时钟脉冲的时间（如4GHz CPU的时钟周期为0.25纳秒）。	多个时钟周期组成一个机器周期。
机器周期（Machine Cycle）	CPU完成一个基本操作（如取指令、读内存）的时间。	通常包含多个时钟周期。
指令周期（Instruction Cycle）	CPU执行一条完整指令所需的时间（取指、解码、执行等阶段）。	由1个或多个机器周期组成。

2. 机器周期的典型阶段

取指周期（Fetch Cycle）：
- 从内存中读取指令，是机器周期的核心阶段。
- 耗时主要由存储器访问时间决定（同步标准）。
解码周期（Decode Cycle）：
- 解析指令的操作码和操作数，耗时较短。
执行周期（Execute Cycle）：
- 执行指令（如算术运算、数据传输），时间因指令复杂度而异。

3. 存储器访问时间的关键性

速度差距：
- 寄存器访问：约0.1-1纳秒（CPU内部）。
- 内存（DRAM）访问：约50-100纳秒。
- 硬盘访问：约5-20毫秒。
瓶颈效应：存储器访问是CPU操作中最慢的环节，因此成为机器周期的同步基准。

4. 实际应用中的优化

缓存（Cache）技术：
- 通过高速缓存减少CPU访问内存的频率，缩短等效机器周期。
流水线（Pipeline）技术：
- 将指令分解为多个阶段并行执行，隐藏存储器访问延迟。

题目

(2) 一个正在运行的进程由于所申请的资源得不到满足要调用（）
A、创建进程原语
B、撤销进程原语
C、唤醒进程原语
D、阻塞进程原语

知识点总结（适合0基础初学者）

1. 进程管理原语的核心概念

原语类型	作用	触发场景
阻塞进程原语	将进程从运行状态转为阻塞状态（等待资源），释放CPU资源	进程请求资源失败（如申请内存、I/O设备未就绪）
创建进程原语	新建一个进程（分配PCB、初始化资源）	用户启动程序或父进程创建子进程
撤销进程原语	终止进程运行，回收其占用的资源	进程正常结束、异常终止或被强制杀死
唤醒进程原语	将进程从阻塞状态转为就绪状态（等待CPU调度）	其他进程释放资源后，系统通知等待该资源的进程

2. 题目分析

进程状态转换逻辑：
1. 运行态 → 阻塞态：当进程请求资源失败时，调用阻塞原语，主动放弃CPU。
2. 阻塞态 → 就绪态：资源可用后，由系统或其他进程调用唤醒原语，使其重新参与CPU竞争。
选项排除：
- A（创建）：与资源请求无关，用于新建进程。
- B（撤销）：直接终止进程，不符合“资源等待”场景。
- C（唤醒）：资源释放后触发，与题目中“资源得不到满足”矛盾。
- D（阻塞）：资源不可用时主动进入等待状态，符合题意。

3. 扩展：进程状态机模型

状态	含义
运行态	进程正在占用CPU执行指令
就绪态	进程已获得除CPU外的所有资源，等待调度
阻塞态	进程因等待资源（如I/O完成、信号量释放）而暂停运行
终止态	进程执行完毕或被强制终止，资源待回收

4. 实际应用场景

场景1：文件读取阻塞
- 进程请求读取磁盘文件，若文件未加载到内存，调用阻塞原语进入阻塞态。
- 磁盘I/O完成后，系统调用唤醒原语将其转为就绪态。
场景2：互斥锁竞争
- 进程请求已被占用的互斥锁时，调用阻塞原语等待锁释放。
- 锁持有者释放锁后，唤醒原语通知等待进程。

题目

设顺序表的长度为n。下列算法中，最坏情况下比较次数等于n(n-1)/2的是（）。
A、堆排序
B、快速排序
C、顺序查找
D、寻找最大项

知识点总结（适合0基础初学者）

1. 各算法最坏情况比较次数分析

算法	最坏情况比较次数	触发条件	公式推导
快速排序	n(n-1)/2	每次划分基准元素为极值（如数组已正序或逆序）。	每次划分比较次数为`k-1`（`k`为当前子数组长度），总次数为`(n-1)+(n-2)+...+1 = n(n-1)/2`。
堆排序	O(n log n)	建堆与调整堆的固定流程。	建堆比较次数为`O(n)`，调整堆每次比较次数为`O(log n)`，总次数为`O(n log n)`。
顺序查找	n	目标元素在末尾或不存在。	逐元素遍历，最多比较`n`次。
寻找最大项	n-1	所有元素降序排列。	需逐个比较`n-1`次（如`n=5`时比较4次）。

2. 快速排序最坏情况详解

示例：
若数组[1, 2, 3, 4, 5]以第一个元素为基准划分：
1. 第一次划分：比较4次（基准1与其他元素），结果为[1]和[2,3,4,5]。
2. 第二次划分：比较3次（基准2与剩余元素），结果为[2]和[3,4,5]。
3. 以此类推，总比较次数为4+3+2+1=10，即5×4/2=10。
优化避免最坏情况：
- 随机选择基准（如三数取中法）。
- 对小数组切换为插入排序。

3. 常见误区与避坑指南

误区1：认为堆排序时间复杂度为O(n²)，因此比较次数与快速排序最坏情况相同。
- 纠正：堆排序时间复杂度为O(n log n)，比较次数远低于n(n-1)/2。
误区2：混淆比较次数与时间复杂度。
- 比较次数是算法实际执行的比较操作次数（本题核心）。
- 时间复杂度是算法执行时间的增长趋势（如快速排序最坏时间复杂度为O(n²)）。

4. 扩展：其他算法的最坏场景

归并排序：比较次数为O(n log n)，稳定但需额外空间。
冒泡排序：比较次数为n(n-1)/2（与快速排序最坏情况相同），但实际性能较差。

总结

核心结论：快速排序在最坏情况下（如数组已有序）的比较次数为n(n-1)/2，选项B正确。
实践意义：
- 理解算法最坏情况有助于优化实际应用（如避免选择固定基准）。
- 在数据特征未知时，优先选择平均性能更优的算法（如随机化快速排序）。
举一反三：
- 若题目改为“比较次数为n-1”，则答案为“寻找最大项”（选项D）。

题目

设栈的存储空间为 S(1:50)，初始状态为 top=0。现经过一系列正常的入栈与退栈操作后，top=51，则栈中的元素个数为（）。
O A、0
O B、1
O C、50
O D、不可能

知识点总结（适合0基础初学者）

1. 栈的基本结构与操作规则

存储空间定义：题目中栈的空间为 S(1:50)，即数组下标从 1 到 50，共 50个存储单元。
栈顶指针 top 的含义：
- 初始状态：top=0 表示栈为空。
- 入栈操作：top 先 +1，再将数据存入 S[top]。
- 退栈操作：先取出 S[top] 的数据，再将 top -1。

2. 栈的合法状态范围

空栈：top=0（无元素）。
满栈：top=50（最后一个元素存储在 S[50]）。
合法范围：top 的取值应为 0 ≤ top ≤ 50。

3. 题目中 `top=51` 的非法性分析

越界操作：
- 当栈已满（top=50）时，继续执行入栈操作会导致 top=51，但此时已超出数组边界（S[51] 不存在）。
- 在正常操作下，栈顶指针不可能达到 51，此状态违反栈的物理存储限制。
结论：题目描述的 top=51 是 不可能存在的状态，因此无法计算栈中元素个数。

4. 验证选项合理性

A. 0：若 top=0 时栈为空，但题目中 top=51 与空栈无关。
B. 1 & C. 50：需基于合法 top 值计算（如 top=1 对应1个元素，top=50 对应50个元素），但 top=51 非法。
D. 不可能：唯一符合逻辑的答案。

5. 扩展：栈的溢出与保护机制

上溢（Overflow）：栈已满时继续入栈导致越界（如本题 top=51）。
下溢（Underflow）：栈已空时继续退栈导致错误（如 top=0 时退栈）。
实际应用中的防护：
- 在代码中需检查 top 范围（如入栈前判断 if top < 50）。
- 数据库事务或编程语言（如Java的 Stack 类）会抛出异常（如 StackOverflowError）。

总结图示

栈顶指针范围：  
空栈 → top=0  
满栈 → top=50  
非法操作 → top=51（越界，不存在）

题目

设一棵树的度为3，其中没有度为2的结点，且叶子结点数为6。该树中度为3的结点数为（）。
OA、不可能有这样的树
OB、1
OC、2
OD、3

零基础知识点总结

1. 树的基本性质

度的定义：
- 结点的度：结点拥有的子结点数量。
- 树的度：树中所有结点的最大度数（本题中为3）。
结点数与边数的关系：
- 树中总边数 = 结点总数 n−1n−1（每条边连接一个父结点和一个子结点）。
- 总边数 = 所有结点的度数之和（每个结点的度数等于其子结点数）。

3. 选项验证

选项	结论	验证逻辑
OA	✅	通过方程推导发现 kk 必须为小数，矛盾。
OB/OC/OD	❌	任何整数值的 kk 均无法满足方程 2k=52k=5。

题目与选项

题目：某系统结构图如下图所示，该系统结构图的最大扇入数是（）。
结构图描述：

某系统  
├── 功能1  
├── 功能2  
├── ...  
├── 功能n  
│   ├── 功能n.1  
│   └── 功能n.2

选项：
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4

答案分析

正确答案：A. 1
解析：

扇入数的定义：
- 扇入数（Fan-In）：指一个模块被直接调用它的上级模块数量。例如，若模块X被模块A、B、C调用，则X的扇入数为3。
- 与扇出数（Fan-Out）的区别：扇出数指一个模块直接调用的下级模块数量。
结构图分析：
- 主模块“某系统”：调用功能1到功能n，扇出数为n，但扇入数为0（无上级调用）。
- 功能1到功能n-1：仅被主模块调用，扇入数均为1。
- 功能n：被主模块调用，扇入数为1；其子模块功能n.1和n.2仅被功能n调用，扇入数均为1。
结论：
- 所有模块的扇入数最大为1，对应选项A。

知识点总结（0基础必看）

1. 软件结构图的核心概念

概念	定义	示例
模块	系统中独立的功能单元（如函数、类、组件）。	主模块、功能1、功能n.1
扇入数	调用某模块的直接上级模块数量。	若模块A被B、C调用，扇入数为2
扇出数	某模块直接调用的下级模块数量。	若模块A调用B、C、D，扇出数为3

2. 扇入数与系统设计的关系

高扇入的意义：
- 模块复用性高：多个模块调用同一模块（如日志模块、工具类），减少代码冗余。
- 维护成本低：修改高扇入模块时，影响范围集中。
低扇入的风险：
- 冗余代码：若多个模块实现相似功能，可能导致重复逻辑。
- 耦合性高：模块独立性差，修改可能引发连锁问题。

3. 典型考题扩展

计算最大扇出数：
- 若主模块调用10个子模块，则其扇出数为10。
扇入与扇出的平衡：
- 一般建议模块扇出数控制在7±2范围内，避免过度复杂或过于简单。

题目

7. 软件测试的实施步骤是（）
A、单元测试，集成测试，确认测试
B、集成测试，确认测试，系统测试
C、确认测试，集成测试，单元测试
D、元测试，集成测试，回归测试

正确答案：A、单元测试，集成测试，确认测试

知识点总结（适合0基础初学者）

1. 软件测试的核心阶段

软件测试遵循自底向上、逐步集成的逻辑，分为以下三个阶段（以选项A为例）：

单元测试：
- 目标：验证单个模块（如函数、类）的功能正确性。
- 示例：测试一个计算器程序的加法函数是否返回正确结果。
- 工具：JUnit（Java）、PyTest（Python）。
集成测试：
- 目标：验证多个模块组合后的接口和交互是否正常。
- 示例：测试用户登录模块与数据库模块的数据传递是否正确。
- 方法：自顶向下、自底向上、增量式集成。
确认测试（系统测试）：
- 目标：验证整个系统是否符合需求规格（功能、性能、安全性等）。
- 示例：测试电商平台是否能支持1000人同时下单。
- 类型：功能测试、压力测试、兼容性测试等。

2. 选项分析

选项	正误	解析
A	正确	符合“模块→接口→系统”的递进测试逻辑。
B	错误	系统测试应在确认测试之前（确认测试是系统测试后的用户验收环节）。
C	错误	顺序颠倒，确认测试需在集成测试完成后进行。
D	错误	“元测试”术语不成立；回归测试是维护阶段行为，非核心步骤。

3. 测试阶段扩展说明

阶段	关键活动	参与角色
单元测试	编写测试用例，覆盖代码分支和边界条件。	开发工程师
集成测试	模拟模块间调用，检测接口协议、数据格式、异常处理。	测试工程师
确认测试	根据需求文档设计测试场景，验证端到端业务流程。	测试团队、产品经理

4. 常见误区

误区1：跳过单元测试直接进行系统测试。
- 后果：底层缺陷在后期暴露，修复成本剧增。
误区2：混淆确认测试与验收测试。
- 区别：确认测试由开发团队执行（验证需求），验收测试由用户执行（验证业务目标）。

题目

下面选项中不是关系数据库基本特征的是（）。
A、与行的次序无关
B、与列的次序无关
C、不同的列应有不同的数据类型
D、不同的列应有不同的列名

答案：C（不同的列应有不同的数据类型）

知识点总结（适合0基础初学者）

1. 关系数据库的核心特征

特征	说明	示例与扩展
行的无序性（A）	行的存储和查询顺序无关，数据逻辑上无固定排列顺序。	查询`SELECT * FROM users`时，结果行的顺序不固定。
列的无序性（B）	列的物理存储顺序不影响逻辑定义，通过列名而非位置访问数据。	表定义`(id, name)`与`(name, id)`逻辑等价。
列名的唯一性（D）	同一表中不同列必须具有唯一名称，用于唯一标识数据属性。	若存在同名列，数据库会报错（如`CREATE TABLE t (a INT, a VARCHAR)`）。
允许同类型列（C非特征）	不同列的数据类型可以相同，只需列名不同即可（如两列均为`INT`）。	例如，`age INT`和`score INT`在表中允许共存。