实习笔试计算机知识大纲

网络分层模型
- OSI七层模型 vs TCP/IP四层模型：各层功能（如传输层负责端到端通信，网络层负责路由）。
- 游戏数据包在协议栈中的封装与解封装流程。
传输层协议
- TCP：三次握手/四次挥手、可靠性机制（超时重传、滑动窗口）、流量控制、拥塞控制（慢启动、拥塞避免）。
- UDP：无连接、低延迟、适用场景（实时游戏、音视频流）。
- 对比：TCP的可靠性与UDP的高效性，游戏开发中如何选择（如MOBA用UDP+自定义可靠性逻辑）。
HTTP/HTTPS与WebSocket
- HTTP请求方法（GET/POST）、状态码（200、404、502）。
- HTTPS加密流程（SSL/TLS握手）。
- WebSocket：全双工通信，适用于游戏实时交互（如聊天系统、状态同步）。
网络延迟与优化
- 延迟来源：带宽、路由跳数、物理距离。
- 优化手段：CDN加速、数据压缩、预测插值（Dead Reckoning）、客户端渲染补偿。
常见攻击与防护
- DDoS攻击、中间人攻击（MITM）、数据包篡改。
- 防护措施：加密（AES、RSA）、心跳包检测、服务器端校验。
Socket编程
- 基础API（send()/recv()）、非阻塞IO、多路复用（select/epoll）。

计算机体系结构
- 冯·诺依曼架构：五大部件（运算器、控制器、存储器、输入/输出）。
- CPU工作流程：取指、译码、执行、访存、写回。
存储系统
- 存储器层次：寄存器 > 缓存（Cache） > 内存 > 磁盘，访问速度与成本权衡。
- Cache映射方式：直接映射、组相联，缓存命中率对游戏性能的影响。
- 虚拟内存：分页机制、缺页中断。
数据表示与运算
- 浮点数存储（IEEE 754）、精度问题（游戏物理引擎中需注意）。
- 位运算优化（如掩码处理状态标志）。
性能优化相关
- CPU流水线：指令级并行、流水线冲突（数据冒险、控制冒险）。
- 多核与多线程：线程同步（锁、信号量）、避免竞态条件（游戏逻辑线程 vs 渲染线程）。
输入/输出系统
- DMA（直接内存访问）：减少CPU干预，提升数据传输效率（如加载游戏资源）。
- 中断处理流程：外设触发→保存现场→执行ISR→恢复现场。

TCP如何保证可靠性？游戏为何有时选择UDP？

答案：

TCP的可靠性机制：
- 确认应答（ACK）：接收方收到数据后返回确认信号。
- 超时重传：发送方未收到ACK时重发数据包。
- 数据排序：通过序列号（Sequence Number）保证数据按序到达。
- 流量控制：滑动窗口机制动态调整发送速率，避免接收方缓冲区溢出。
- 拥塞控制：慢启动、拥塞避免算法防止网络过载。
游戏选择UDP的原因：
- 低延迟：TCP的重传和排序机制可能增加延迟（如FPS游戏中射击指令需实时响应）。
- 灵活性：UDP允许自定义可靠性逻辑（如只重传关键数据包，丢弃过时位置信息）。
- 无连接开销：无需三次握手，适合高频小数据包（如MOBA游戏的技能同步）。

解释游戏中“延迟”和“卡顿”的可能原因及优化方案。

答案：

延迟（高Ping）：
- 原因：网络往返时间（RTT）高、路由跳数多、物理距离远（如跨国服务器）。
- 优化：
  - 使用CDN或边缘服务器减少物理距离。
  - 数据压缩减少传输量（如Protobuf替代JSON）。
  - 预测算法（Dead Reckoning）：客户端预测玩家移动，服务器后续校正。
卡顿（帧率波动）：
- 原因：
  - CPU/GPU瓶颈：复杂场景渲染或物理计算超负荷。
  - 内存瓶颈：频繁GC（垃圾回收）或资源加载阻塞主线程。
  - 网络抖动：突发丢包导致同步等待。
- 优化：
  - 多线程渲染：分离逻辑线程与渲染线程。
  - 对象池技术：避免运行时动态内存分配。
  - 插值同步：网络波动时平滑过渡角色位置。

Cache失效对游戏性能的影响及避免方法。

答案：

Cache失效的影响：
- 缓存命中率下降导致CPU频繁访问内存（内存延迟是Cache的10~100倍），引发帧率下降或卡顿。
- 常见于数据局部性差的代码（如随机访问大数组）。
优化方法：
- 数据布局优化：
  - 使用紧凑数据结构（如Struct of Arrays代替Array of Structs）。
  - 热数据分离：高频访问数据（如玩家位置）单独存储。
- 算法优化：
  - 避免随机访问（如用空间换时间的哈希表替代链表）。
  - 循环分块（Loop Tiling）：提升矩阵运算的Cache利用率。
- 预取指令：手动预加载可能访问的数据（如__builtin_prefetch）。

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