2020-2021第一学期20202411《计算机科学概论》第二周自习总结

在自学四五章之后我对计算机的基本构成和基本元件有了一个大概的认识。

4.1计算机与电学

任何电信号都有电平。一般来说0-2v的电压是低电平，由0表示，2-5v是高电平由1表示。

下面来了解一下基本概念

4.2 门

门（gate）：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。

电路（circuit）：相互关联的门的组合，用于实现特定的逻辑函数。

布尔代数（Boolean algebra）：表示二值逻辑函数的数学表示法

逻辑框图（logic diagram）：电路的图形化表示，每种类型的门有自己专用的符号。

真值表（truth table）：列出了所有可能输入值和输出值的表。

同时还学习了6种门以及它们的组合，以及它们的三种表示法。其中布尔代数可以允许我们利用可证明的数学法则来设计逻辑电路。其中的性质包括交换律，结合律，分配律，恒等，补和德摩根定律。

门的6种类型：

非（NOT）门      与（AND）门     或(OR）门      异或（XOR)门       与非（NAND)门     或非（NOR）门

非门将对它的唯一输入值求逆。如果两个输入值都是1，与门将生成1。如果一个输入值是1，或者两个输入值都是1，或门将生成1。如果只有一个输入值是1，而不是两个，异或门将生成1。与非门生成的结果和与门生成的相反。或非门生成的结果和或门生成的相反。

同时还需要了解一个重要概念

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。这样就可以设计多种电路以达到殊途同归的效果。

4.3 门的构造

晶体管（transistor）：作为导线或电阻器的设备，由输入信号的电平决定它的作用。

半导体（semiconductor）：既不是良导体也不是绝缘体的材料。

晶体管具有三个接线端，即源极、基极和发射极。

4.4 电路

组合电路（combinational circuit）：输出仅为输入值决定的电路。

时序电路（sequential circuit）：输出是输入值和电路当前状态的函数的电路。

电路等价（circuit equivalence）：对应每个输入值组合，两个电路都生成而安全相同的输出。

德·摩根定律：对两个变量的与操作的结果进行非操作，等于对每个变量进行非操作后再对它们进行或操作；对两个变量的或操作进行非操作，等于对每个变量进行非操作后在对它们进行与操作。

加法器（adder）：对二进制值执行加法运算的电路。

半加器（half adder）：计算两个数位的和并生成正确进位的电路。

全加器（full adder）：计算两个数位的和，并考虑进位输入的电路。

多路复用器（multiplexer）：使用一些控制信号决定用那条输入数据线发送输出信号的电路。

多路分配器是执行相反操作的电路。

4.6 集成电路

集成电路（integrated circuit）：又称芯片（chip)，是嵌入入了多个门的硅片。

第5章 计算部件

5.1 独立的计算机部件

在计算机中，会有一个称为时钟的部件几种生成一系列电脉冲，来保证所有动作的协调。处理器和外界的主要连线称为前端总线（FSB)。随机访问储存器（RAM），也被称为主储存器。共享意味着两个处理器都能访问这个储存器。硬盘驱动器是计算机二级存储器。

5.2 存储程序的概念

冯·诺依曼体系结构是重中之重，其概括了计算机运行时各个部件是如何协作运转的

可编址性（addressability）：内存中每个可编址位置存储的位数。

算数/逻辑单元（ALU）：执行算数运算和逻辑运算的计算机部件。

寄存器（register）：CPU中的一小块存储区域，用于存储中间值或特殊值。

输入单元（input unit）：接收要存储在内存中的数据的设备。

输出单元（output）：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（Control unit）：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（Instruction Register，IR）：存放当前正在执行的指令的寄存器。

程序计数器（Program Counter，PC）：存放下一条要执行的指令的地址的寄存器。

中央处理器（CPU）：算数/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（bus width）：可以在总线上并行传输的位数。

缓存（cache memory）：一种用于存储数据的小型高速存储器。

流水线（pipelining）：一种指令分解为可以重复执行的小步骤的技术。

主板（motherboard）：个人计算机的主电路板。

处理周期中的四个步骤步骤如下：

读取下一套指令

译解指令

如果需要，获取数据

执行指令

磁道（track）：磁盘表面的同心圆。

扇区（sector）：磁道的一个区。

块（block）：存储在扇区中的信息。

寻道时间（seek time）：读/写头定位到指定的磁道所花费时间。

等待时间（latency）：把指定的扇区定位到读/写头之下所花费的时间。

存取速度（access time）：开始读取一个数据块之前花费的时间，即寻道时间和等待时间之和。

传送速度（transfer rate）：数据从磁盘传输到内存的速率。

柱面（cylinder）：所有磁盘表面的同心磁道的集合。

触摸屏的类型：电阻式，电容式，红外，表面声波。

5.4 并行计算

并行计算有四种一般的形式：位级、指令级、数据级和任务级。

同步处理（synchronous processing）：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（shared memory parallel processor）：多个处理器共享内存的情况。

2020-2021第一学期20202411《计算机科学概论》第二周自习总结

原文：https://www.cnblogs.com/1112apple/p/13872471.html