2020—2021—1学期20202402毕辰成《网络空间安全导论》第二周学习总结

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学习内容：《计算机科学概论》第4、5章

第四章主要讲述门和电路的种类与构造。第五章主要讲述计算机各计算部件。

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第四章

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门

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概念：对电信号执行基本运算的设备，接受一个或多个输入信号，生成一个输出信号。

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种类：非门 与门 或门 异或门 与非门 或非门

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非门（逆变器）：接受一个输入值，生成一个输出值。

与门：接受两个输入值，生成一个输出值。

或门：接受两个输入值，生成一个输出值。

异或门：接受两个输入值，生成一个输出值。

与非门与或非门：接受两个输入值，生成一个输出值。

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构造

门使用晶体管建立输入值和输出值之间的映射。晶体管的角色有两种，一种是传导电流的电线，另一种是阻止电流的电阻器。晶体管由半导体材料制成。
晶体管具有三个接线端，即源极、基极和发射极。

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电路

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组合电路

输出仅有输入值决定。
一个门的输出做为另一个门的输入。
电路等价：对应每个输入值组合，两个电路都生成完全相同的输出。

加法器

加法器：对二进制执行加法运算的电路。
半加器：计算两个数位的和并生成正确进位的电路。
全加器：计算两个数位的和，并考虑进位输入的电路。

多路复用器

多路复用器：使用一些输入控制信号决定用哪条输入数据线发送输出信号的电路。
多路分配器：执行相反操作的电路。

存储器电路

S-R锁存器

集成电路

集成电路：又称芯片，是嵌入了多个门的硅片。
种类：SSI MSI LSI VLSI

CPU芯片

计算部件

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第五章

冯诺伊曼体系结构

内存

内存是存储单位的集合，每个存储单元有一个唯一的物理地址。
可编址性：内存中每个可编址位置存储的数。

算术/逻辑单元

算术/逻辑单元:执行算术运算(加法,减法,乘法和除法)和逻辑运算(两个值的比较)的计算机部件。
寄存器:CPU中的一小块存储区域,用于存储中间值或特殊数据。

输入/输出单元

输入单元:接收要存储在内存中的数据的设备。
输出单元:一种设备,用于把存储在内存中的数据打印或显示出来,或者把存储在内存或其他设备中的信息制成一个永久副本。

控制单元

控制单元:控制其他部件的动作,从而执行指令序列的计算机部件。
指令寄存器:存放当前正在执行的指令的寄存器。
程序计数器:存放下一条要执行的指令的地址的寄存器。
中央处理器:算术/逻辑单元和控制单元的组合,是计算机用于解释和执行指令的“大脑”。
总线宽度:可以在总线上并行传输的位数。
缓存:一种用于存储数据的小型高速存储器。
流水线:一种将指令分解为可以重叠执行的小步骤的技术。
主板:个人计算机的主电路板。

读取-执行周期

步骤
1.读取下一条指令
2.译解指令
3.如果需要,获取数据
4.执行指令

RAM和ROM

RAM是Random-Access Memory(随机存取存储器)的缩写,ROM是Read Only Memory(只读存储器)的缩写。
RAM具有易失性,也就是说关闭电源后,RAM不再保留它的位配置,但是ROM仍保留。

二级存储设备

磁带
磁盘
磁道:磁盘表面的同心圆。
扇区:磁道的每个区。
块:存储在扇区中的信息。
寻道时间:读/写头定位到指定的磁道所花费的时间。
等待时间:把指顶的扇区定位到读/写头之下所花费的时间。
存取时间:开始读取第一个数据块之前花费的时间,即寻道时间和等待时间之和。
传送速率:数据从磁盘传输到内存的速率。
柱面:所有磁盘表面的同心磁道的集合。
CD和DVD
闪存

触摸屏

电阻式触摸屏,电容式触摸屏,红外触摸屏,表面声波触摸屏

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嵌入式系统

嵌入式系统作为大型系统的一部分，是为完成小范围功能而专门设计的计算机。

并行体系结构

并行计算

同步处理:多处理器将同一个程序应用于多个数据集。
共享内存并行处理器:多个处理器共享整体内存的情况。

并行硬件分类

对称多处理器(SMP)包含多个核心。它们共享内存,并且通过一个总线相连。