计算机导论知识点总结.docx

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1、精品名师归纳总结运算机导论学问点总结指令系统：一台运算机中全部指令的的集合,它是表征一台运算 机性能的重要指标。微型运算机中,掌握器的基本功能是指令的操作数。USB总线是以串行方式传输数据。运算机网络： 运算机网络是利用通信线路连接起来相互独立的计 算机的集合,其主要目的是实现数据通信和资源共享。运算机病毒：破坏运算机功能或数据,影响运算机使用,并能自我复制的一组运算机指令或程序。操作系统：操作系统是由程序和数据结构组成的大型系统软件, 它负责运算机的全部软硬件的资源安排,调度和治理,掌握各类程序 的正常执行, 并为用户使用运算机供应良好的环境。髙速缓冲储存器 （Cache）：位于 cpu 和

2、存之间的储存器, 其特点 是速度快,目的是是储存器的速度与cpu 的速度相匹配。总线：如干信号线的集合,是运算机各部分之间实现信息传递的 通道。数据结构：数据结构是指具有肯定的结构（关系）的数据元素的 集合,主要讨论数据的各种规律结构和物理结构,以及对数据的各种操作。进程：一个程序（或者程序段）在给定的工作空间和数据集合上的一次执行过程,它是操作系统进行资源安排和调度的一个独立单位。程序计数器：由如干位触发器和规律电路组成,用来存放将要执. .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结行的指令在储存器中存放的址。机器指令：运算机执行某种操作的命令,可由CPU直接执行。 cpu 主要的技术

3、指标：1. 字长： CPU 次处理的二进制数的位数。2. 主频： cpu 部工作的时钟频率,是 cpu 运算时的工作频率。3. 的址总线宽度：打算了cpu 可以拜访储存器的容量,不同型号cpu的总线宽度不同,因而可使用的存的最大容量也不同。4. 数据总线宽度：打算了cpu 与存, I/O 设备之间一次数据传输的信息量。5. 髙度缓冲：可以进行髙速数据交换的储备器,它先于存,与cpu 交换数据。6. 指令系统：指令的寻址方式越敏捷,运算机的处理能越强。7. 机器牢靠性：平均无故障时间越短,机器性能月好。运算机硬件主要由运算器,掌握器,储存器,输入设备,输出设备和（总线）组成1 .运算器：主要完成

4、算数运算和规律运算。2. 掌握器：实现取指令,分析指令和执行指令操作的掌握,实现对整个运算过程的有规律的掌握。3. 储存器：是用来存放数据和程序的部件,可以分为主储备器（也称储备器）,和帮助储备器。4. 输入设备,输出设备：是实现运算机系统与人（或者其他系统） 之间进行信息交换的设备。输入设备将外界信息转化为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结运算机能接收和识别的信息,输入到运算机中,而输出设备是将运算机处理后的信息转为人或者其它设备可以接受和识别的信息。操作系统是由程序和数据结构组成的大型系统软件,它负责运算机全部软硬件资源的安排,调度,治理,掌握各类程序的正常执行,并为用户使用

5、运算机供应良好的环境。1. 处理器治理：实现多道程序运行下对处理器的安排和调度,使一个处理器为多个程序交替服务,最大限度提髙CPU的利用率。2. 储备治理：对运算机的主储备器进行治理,包括主存的安排与回收,主存的爱护,主存的扩充。3. 设备治理：对运算机的各类外部设备（输入,输出及外储备器）的治理。详细包括设备的安排和回收,启动外设工作,进行故障处理等。4. 文件治理：是面对用户实现按名（文件名）存取,支持对文件的存取,检索,插入,修改和删除,解决文件的共享,爱护,等问题。5. 作业治理：向用户供应实现作业掌握的手段,并且按肯定的策略实现作业调度。机器语言,汇编语言,髙级语言的特点1. 机器语

6、言：是用二进制代码表示的运算机语言,可直接执行。运算机可以直接识别和执行用机器语言编写的程序,效率很高指令的二进制代码难以记住,因此人工编写机器语言程序很繁琐,易出错。不同的运算机有不同的机器语言,因此通用性很差。2. 汇编语言：汇编语言程序不能为运算机硬件直接识别和执行, 必需通可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结过汇编器 汇编程序 的系统软件 汇编”,将汇编语言程序翻 译为机器语言程序才能被硬件执行。通常,将汇编语言程序称为源程 序,汇编后得到的机器语言程序称为目标程序。3. 髙级语言：髙级语言是以接近于人的自然语言编写程序的运算机语言。高级语言编写的程序可以在不同的运算机上运

7、行, 通用性强。 编程便利, 简洁。所编写的源程序必需通过 编译”或者 说明 生成目 标程序,才能在运算机上执行。掌握器由指令部件,时序部件和微操作掌握部件等组成的。1.指令部件：包括程序计数器 PC, 指令寄存器 IR,指令译码 器ID O(1) 程序计数器由如干位触发器和规律门电路组成,用来存放将要执行的指令在储备器中存放的址。(2) 指令寄存器由如干位触发器组成,用来存放从储备器取出的指令(3) 指令译码器由门组合线路组成的,用来实现对指令操作码的译码。2. 时序部件：将一条指令所包含的一系列微操作支配不同的”时标” 中,实现对微操作的定时。3. 微操作掌握部件：综合时序部件所产生的时标

8、信号和指令译码器产生的译码信号,发出取指令和执行指令所需要的一系列微操作信号。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结寄存器,高速缓冲,主储备器各自的特点。1. 寄存器：位于 CPU中,主要用来存放指令,的址,数据等。速度与 cpu 匹配,容量小。2. 髙度缓冲储备器：是一种速度很快,容量小的储备器,存放cpu 近期要执行的指令和数据,以削减 cpu 对存的拜访,提高整机性能。3. 主储备器：存放运算机运行的指令和数据,容量大,但速度比寄存器和髙度缓冲器慢。指令的执行过程。运算机指令执行一般分为 2 个阶段：第一将要执行的指令从存中 取出送入 cpu 中,然后由 cpu 对指令进行译码

9、,判定该指令要完成的 操作。向各部件发出完成该操作的掌握信号完成该指令的功能。当一条指令执行完成后就处理下一条指令。 一般将第一阶段称为指令周期,其次阶段称为执行周期。1946 年在美国宾夕法尼亚高校,莫克利和埃克特,建造了第一台通用电子数字运算机 ENIAC诺依曼主要提出了“程序储存 和“二进 制”。以构成运算机硬件的规律组件为标志,运算机的进展经受了4 个 阶段,电子管,晶体管,中小规模集成电路,大规模和超大规模集成电路。运算机系统朝着微型化,巨型化,网络化和智能化的方向进展。微型运算机以微处理器为核心,按组装形式可分为便携式和非便. .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结时所

10、使用的汉字编码。机码,实现汉字在运算机的储备和处理（使用 国标区位码 分为 94 区,毎区 94 个汉字）,用两字节表示,每个汉字 所在的“区”和“位”。用连续波形表示声音的信息,称为模拟信息（模拟信号）,由振 幅和频率来描述。把声音储备到运算机里的过程叫声音的离散化（数字化）也称模/ 数转化。数字化声音的质量与采样频率,采样点数据的测量精度及声道数有关。一秒钟声音储存的字节数是：采样频率x 采样精度（位 数） x 声道数/8副图像的储备容量的字节数为图像辨论率x 颜色 深度/8 矢量图与位图相比,矢量图形占用的储备空间小。使用矢量图的软件,可以便利的修改图形。视频每秒钟至少显示 30 帧。中

11、心处理器 （ cpu） 是由运算器和掌握器组成,是运算机的核心部件,也称微处理器。实现的主要功能：1. 实现数据的算数运算和规律运算。2. 实现取指令,分析指令和执行指令操作的掌握。3. 实现反常处理和中断处理,如电源故障,运算溢出,外部设备的恳求服务等。运算器,主要包括算数规律单元,多路挑选器,通用寄存器,标志寄存器。1. 算数规律单元 （ ALU）: 由加法器组成,可以直接实现加法运算及规律运算。. .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2. 通用寄存器：由如干位触发器组成,用于传输和暂存数据。3. 多路挑选器：可以从多路输入中挑选一路作为输出。4. 标志寄存器：由如干位触发器

12、组成,用来存放ALU的运算结果 的一些状态。运算器的实质上只是供应了各种“数据通路”。在不同的掌握信号序列的掌握下, 让数据从“源的址”动身, 途径不同的“通路”, 到达“目的的址”,便可完成对数据的“加工 ,实现了对数据的运算。掌握器是统一指挥和掌握运算机各个部分和谐操作的中心部件。实现取指令, 分析指令, 依据判别结果, 按肯定的次序发出执行该指令的一组操作掌握信号（由于这些掌握信号完成的操作是运算机中最简洁的“微小” 的操作,所以称作微操作掌握信号）,当执行完一条指令后,便自动从储备器中取出下一条要执行的指令。由指令部件,时序部件,和微操作掌握部件组成。1. 指令部件：包括程序计数器 （

13、 PC）, 指令寄存器 （ IR）, 指令译码 器（ ID） o（1） 程序计数器：由如干位触发器和规律门电路组成,用来存放将要执行的指令在储备器的存放的址。（2） 指令寄存器：由如干位触发器组成,用来存放从储备器取出的指令。（3） 指令译码器：由门组合线路组成的,用来实现对指令操作码的译码。2. 时序部件：将一条指令包含的一系列微操作支配在不同的“时. .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结标”中,即可实现对微操作的定时。3. 微操作掌握部件：综合时序部件所产生的时标信号和指令译码器所产生的译码信号,发出取指令和执行指令所需要的一系列微操作信号（采纳组合规律与微程序规律）（1）

14、） 组合规律掌握：微操作信号是由组合线路产生。（修改,增补,检查困难,优点是为微操作掌握信号只要通过几级门电路的延时便可产生,因而速度较快,这种指令在指令种类较少的简洁运算机,或速度要求髙的髙速运算机中获得广泛应用）（2） ） 微程序规律掌握：是建立在微程序设计技术基础上的。每一条机器指令是用一段微程序来说明,而微程序是由微指令组成,每一条微指令可产生一个或多个可同时执行的微命令。（一个掌握字（每位由 0 或1 组成代表“执行”,或者“不执行”）称为一条微指令,存放微指令的储备器称为掌握储备器,微指令由为操作码和微的址段组成）。微程序掌握器具有结构规,易于指令修改,但执行速度较慢。储备器是存放

15、数据和程序的部件,分为主储备器（储备器）和辅助储备器。1. 主储备器：储备直接与 cpu 交换的信息,都由半导体储备器组成。由的址寄存器,的址译码和驱动器,储备体,读/ 写放大电路, 数据寄存器和读 / 写掌握电路组成的。（1） ） 储备体由储备单元组成,每个单元包含如干个储备元件,每个储备元件可储备一位二进制数,储备体包含的储备单元总数称为储备器的容量。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（2） 的址寄存器。由如干位触发器组成,用来存放拜访储备器的的址。（3） 读/ 写放大电路：实现信息电平的转换。（4） 读/ 写掌握电路：由规律门电路组成,依据运算机发出的“储备器读 / 写”信

16、号,发出实现储备器读或写操作的掌握信号。主储备器的主要技术指标（1） 储备容量：储备器可容纳的二进制的信息量。（2） 存取时间和储备周期： TA （存取时间）指从接收命令到被读出信息稳固在数据寄存器的输出端的的时间,TMC（储备周期）指 2 次独立的存取操作之间所需的最短时间,通常TMC比 TA的时间长。（3） 存取速率：指单位时间主存与外部（如cpu） 之间交换信息的总位数 C=（ 1/TMC） *W, W 为数据寄存器的宽度（一次并行读/ 写 的位数）,表示主存数据传输带宽,即每秒多少位。而1/TMC表示每 秒从主存读/ 写的最大速率。（4） 牢靠性半导体储备器：依据不同的半导体材料分为双

17、极型（ TTL） 和单极型 （ MOS） , 前者具有髙速的特点,后者有集成度髙,制造简洁,成本低,功耗小。依据储备器存取的方式不同, 可分为随机储备器 （ RAM）和只读存 储器（ ROM） o RAM 是一种可读 / 写储备器在储备器运行过程中,该储备器每个储备单元可以随机写入或读出信息。RAM又可分为双级型和单极型双级型速度快,用作Cacheo可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ROM在程序执行过程中, 只能读出不行写入, 其部信息是在脱机状态 下用特的设备写入的。ROM按储备信息的方法不同分成4 类：（1） 固定掩模型 ROM： 制作后用户不能修改。（2） 可编程只读储备器

18、 （ PROM）： 由用户写入,只能编程一次。（3） 可擦除可编程只读储备器 （ EPRO）M： 信息可多次改写, （可用紫外线照耀擦掉从前的信息）（4） 电可擦除可编程只读储备器 （ EEPRIOM）： 可通过加入大电流来擦除信息,从而削减重新编程的工作量。储备元件： 1. 用触发器作储备元件 （ SRAM）2. 用电容器作储备元件 （ DRAM）（每次读出信息,原有信息会很 快消逝,必需“重写”,即使不进行读操作,它也会渐渐放电,所以 必需每隔一段时间对储备元件进行“刷新”,以保证原有信息不会丢 失）3. 用晶体管作储备元件 （ROM）储备矩阵：一维阵列结构（字选法）,二维阵列结构（重合法

19、） , 具有- 维阵列结构的储备器具有结构简洁的特点,但数据量大,挑选线将增大, 所以适合小容量储备器。 二维列阵结构具有挑选线少的特点,适合大容量储备器。存条：是一种封装有多个半导体储备器的一快条形电路板,分为 单面单列储备模块 （ SIMM）, 双面单列储备模块 （ DIMM） 帮助储备器： 存放当前不立刻使用的信息,（通常把 cpu 和主存看作运算机系统的 主机,其它设备都称为主机的外部设备, 所以帮助储备器常称“外存 储器”, 简称“外可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结存”）,其特点是。储备容量大,牢靠性髙,价格低,在脱机状态下永久储存信息。1. 磁表面储备器：是用某些磁

20、性材料涂在金属铝片或塑料片的表面作为载磁体来储备信息的储备器。（可永久储存）2. 磁带储备器：储备记录数字信息。磁带机是一种次序存取的存储器,磁带上的信息以信息块的形式（一个“文件”,“记录”）次序的存放在磁盘上。存取时间长,速度慢,但储备的信息容量大, 价格廉价,便于携带,互换性好。磁带机的主要技术参数：（1） 带速, （ 2） 记录密度：磁带每英寸所能记录的字节数,（ 3） 数据传输速率：磁带机在单位时间所能传输的信息的数量,是带速*记录密度。3. 磁盘储备器：按其载磁体的基片是“硬”仍是“软”的,分为硬磁盘储备器,软磁盘储备器2 种。（简称硬盘机,软盘机）磁盘 机的结构：磁盘驱动器,磁盘

21、机接口及磁盘组成（1） 磁盘：是储备信息的载磁体,每个磁盘有2 个盘面,每个盘面有一个读写磁头,用于读写盘面上的信息。（2） 磁盘驱动器：实现读写操作的设备,它包含磁头步进电机, 磁盘驱动电机及读写掌握规律电路。（3） 磁盘机接口是连接 cpu 与磁盘驱动器的部件,接收cpu 的掌握命令,发出访磁盘驱动器进行操作的命令。磁盘机的“的址柱面号,扇区号,簇数（通常1 簇=2 个扇区信息二 1KB）可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结磁盘机的主要技术指标 1. 记录密度 2. 储备容量 3. 寻址 时间（由寻道时间和平均等待（磁回旋转一圈时间的一半）时间2 部分组成） 4. 数据传输速率

22、软盘和硬盘：软盘要和软盘驱动器（既可以从软盘上读取又可以向软盘写入数据的装置）一起使用,储备容量小,存取速度慢,但价格低廉,携带便利,便于储存。一台硬盘机可有一个或者多个盘组。储备容量大,存取速度快,不易携带,价格贵。（活动硬盘使用和软盘一样,便利）光盘储备器：由圆盘形的玻璃或塑料基片及其上面所涂的适于光储备的记录介质组成,光盘也需要光盘驱动器协作使用。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（1） 只读型光盘 （ CD-RO）M只能读取信息而不能修改。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（2） 一次性写入光盘 （ CD-R） 答应用户写入自己的数据,而且可以分批分期的写入

23、数据,但只能写如一次。（3） 可擦除型光盘 （ CD-RW） 用户可多次对其读写,必需协作驱动器和相关软件。但其速度较慢。（4） DVD-ROM可移动外储备器：（1） PC储备卡：是一种大容量的便携式半导体芯片储备器。体积小,容量大,携带便利。（2） 闪存盘：（优盘）以 Flash Memory 为介质,所以具有可多次擦写,容量超大,存取快捷。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（3） ） 移动硬盘：采纳 USB, IEEE 1394 接口,能供应较高的数据传输速度,牢靠性,完整性。运算机储备体系：将运算机的储备体系分为三类,髙速缓冲储备器, 主储备器,帮助储备器。（1） ） 高速

24、缓冲储备器： 是一种小容量的高速储备器, 常在 cpu,速度与 cpu 匹配。（2） ） 虚拟储备器：将辅存的一部分（甚至全部）虚拟为存,它与由存条组成的实际主存形成一个虚拟储备器。就是借助于辅存到主 存的信息动态调度,为用户供应了一个可以使用但实际又不存在的大 容量主存。输入输出设备： 1. 键盘 2 . 鼠标（机械式鼠标和光电式鼠标）3. 光学标记阅读器 4. 扫描仪 5. 语音输入设备（由输入器,数模转化器,语音识别器）1. 打印机（击打式（活字式打印, 点阵式打印） ,非击打式打印 机（激光打印,喷雾打印） 3. 绘图仪（平板,滚筒式绘图仪）2. 显示器：阴极射线管打印器, 液晶显示器

25、, 等离子显示器 （体 积小, 功耗少）。（ 1） 阴极射线管打印器分为字符显示器,和图形显示器主要技术指标（ 1）辨论率2. 点距 3. 刷新频率（至少 75HZ）4. 语音输出设备：语音合成设备,数模转化器,输出器。 输入输出接口：每个外设都有各自的“接口”,也称设配卡,设. .备掌握卡。输入输出接口是指主机与外设交换数据的界面。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结接口的功能：（1） ） 实现数据缓冲（2） ） 记录外设的工作状态（3） ） 接收主机发来的各种掌握信号（4） ） 判别主机是否选中该接口及其所连接的外部设备。（5） ） 实现主机和外设之间的数据通信按数据传送方式分

26、类：并行接口（一个字节的全部位同时传送）,串行接口（一个字节各位株位传送）按功能挑选的敏捷性分类：可编程接口,不行编程接口按通用性分类：通用接口,专用接口。按数据传送的掌握方式分类：程序性接口（通过程序执行发出信号）, DMA型接口（通过硬件发出信号）。输入输出掌握方式：（1） ） 程序查询方式：在 I/O 设备预备期间, cpu 处于查询等待状态,使 cpu 的工作效率低。（2） ） 中断掌握方式：中断掌握方式提高了cpu 的工作效率,但对于慢速 I/O 设备,其设备的预备时间远大于执行中断服务的时间（3） ） 直接储备器存取 （ DMA）： 加快了主存与外设的数据传送速度,提髙了 COU的

27、工作效率,但增加了硬件成本,价格贵。（4） ） 外部处理机方式指令系统：一台运算机的各种各样的指令,这些指令的集合称为. .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结指令系统。堆栈：是指用作数据暂存的一组寄存器或一片储备区,以堆栈的 栈底的址为基础,数据只能从一端“压入”,并从一端“弹出”,是“先 进后出”,压入和弹出由压栈命令和出栈指令实现的指令的分类：（1） ） 数据处理类指令：实现对数据的加工。算数运算指令,逻 辑运算指令,移位指令。（2） ） 数据传输类指令：寄存器或储备器传送指令,堆栈指令,输入输出指令。（3） ） 程序掌握类指令：转移指令,调用指令和返回指令,中断指令。（4）

28、 ） cpu 状态治理类命令：标志操作指令,空操作指令,暂停指令。寻址方式：由寻址方式形成的操作数的真正存放的址,称为操作数的有效的址：直接寻址,立刻寻址,间接寻址,相对寻址,变址寻址。总线是指各“模块 之间传送信息的通路,作为运算机的一个部 件,它是由传输信息的物理介质,治理信息传送的硬件及软件构成。总线分为三类：（1） ） 片总线：运算机各芯片部传送信息的通路。（2） ） 系统总线：运算机个部件之间传送信息的通路。（3） ） 通信总线：运算机系统之间,运算机系统和其它系统之间。各种微操作都是在这一时钟信号的同步下完成的,这一时钟信号为运算机的主频。其周期称为时钟周期,是运算机时标系统的基础。一个基本可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结操作所需的时间为机器周期,而实现一条指令的操作所需的时间为指令周期。运算机的自动工作原理：(1) 从程序员看,运算机自动工作的过程是执行预先编制好的程序的过程,而执行程序的过程就是不断的完成取指令,分析指令,执行指令的过程。(2) 从硬件设计人员的角度,运算机自动工作的过程就是一个“掌握流”来驱动一个“数据流”,使其“流过”适当路劲,完成对数据的加工。可编辑资料 - - - 欢迎下载