软考第一章总结（计算机概述）

存储器分为内部存储器和外部存储器 ，前者速度小，容量小，一般用于临时存放程序、数据、中间结果。 后者容量大速度慢，可以长期保存程序和数据。

输入设备用于输入原始数据及各种命令，而输出设备则用于输出计算机运行的结果

CPU负责获取程序指令，对指令进行译码并加以执行

CPU的功能：程序控制、操作控制、时间控制、数据处理（根本任务）

CPU的组成：运算器、控制器、寄存器组、内部总线

运算器：是数据加工处理部件、用于完成计算机各种算术运算和逻辑运算，运算器所进行的全部操作都是油控制器发出的信号来指挥的。

组成：算术逻辑单元（ALU）累加寄存器（AC）：功能是当运算器的算术逻辑单元执行算术或逻辑运算时，为ALU提供一个工作区，运算器中至少要有一个累加寄存器。

数据缓冲寄存器（DR）:作为CPU和内存、外部设备之间的数据传送的中转站。

状态条件寄存器（PSW）:保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码的内容。

控制器：运算器只能完成运算。控制器控制整个CPU工作，它决定了计算机运行过程中的自动化，它不仅要保证程序的正确执行，而且能够处理异常事件。控制器一般包括指令控制逻辑，时序控制逻辑，总线控制逻辑，中断控制逻辑

指令控制逻辑要完成取指令、分析指令、执行指令的操作

指令寄存器（IR）：保存当前正在执行的一条指令。

程序计数器（PC）：存放执行指令的地方，计算之前就要用到

地址寄存器（AR）用来保存当前CPU所要访问的内存单元的地址

指令译码器（ID）对指令中的操作码字段进行分析解释，识别该指令规定的操作，向操作控制器发出具体的控制信号，控制各部件工作，完成所需的功能。

时序控制逻辑要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。

总线控制逻辑是为多个功能部件服务的信息通路的控制电路。

中断控制逻辑用于控制各种中断请求，并根据优先级的高低对中断请求进行排队，交给CPU处理。

寄存器组可分为：通用寄存器和专用寄存器。运算器和控制器中寄存器是专用寄存器，其作用是固定的。

 

 

当机器字长为n时，定点数的补码和移码可表示2的n次方个数。而其原码和反码只能表示2的n次方-1个数

‘校验码：奇偶校验码（只能检错） 海明码（纠错和检错）2的K次方大于等于n+K  循环冗余校验码

计算机体系结构分类：

宏观：单处理系统，并行处理与处理系统，分布式处理系统

微观：Flynn分类法：按指令流和数据流的多少进行分类。SISD单指令流、单数据流

单指令流多数据流SIMD  多指令流单数据流MISD 多指令流、多数据流MIMD

冯泽云分类法：按并行度对各种计算机系统进行结构分类 并行度是指：计算机系统在的单位时间内能够处理的最大二进制位数。字串行位串行（WSBS）字并行位串行（WPBS）字串行位并行（WSBP）字并行位并行（WPBP）

Kuck分类法：单指令流单执行流（SISE）单指令流多执行流（SIME）多指令流单执行流（MISE）多指令流多执行流（MIME）

指令集的发展：CISC（复杂指令集计算机）增强原有指令的功能，用更为复杂的新指令取而代之。 RISC（精简指令集计算机）减少指令总数简化指令功能，优化编译降低复杂度。

指令控制方式：顺序方式、重叠方式、流水方式

RISC中的流水线技术：超流水线技术，超标量技术，超长指令字技术

并发性的解决：阵列处理机、并行处理机、多处理机

存储系统的层次结构：CPU内部通用寄存器、Cache、主存储器、联机磁盘存储器、脱机光盘和磁盘存储器、

存储器分类:

按位置分：内存和外存

按材料分类：磁存储器、半导体存储器 光存储器

按工作方式：读写存储器（RAM）只读存储器（ROM）:固定只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）、可擦除可编程的只读存储器（EPROM）电擦除可编程的只读存储器（EEPROM） 闪速存储器

按访问方式分类：地址访问的存储器和按内容访问的存储器

按寻址方式分类：随机存储器（RAM） 顺序存储器（SAM）直接存储器（DAM）

 

主存与Cache地址映射方式：全相联映射：将主存一个块的地址与内容一起存入cache中，拷贝灵活但是比较难的电路难设计实现

直接映射：一个主存块只能拷贝到cache的特定行上去，硬件简单成本低但是容易冲突效率下降，组相联映射-主存块放到哪个组是固定的，但是放到哪一行是灵活的，折中办法广泛应用

虚拟存储器：页式：页表硬件小，查表速度快但不利于存储保护。段式：界限分明便于程序的模块化设计，易于编译修改和保护，但主存利用率低，产生大量的碎片，查表速度慢。段页式：折中办法，广泛采用，但地址变换速度比较低。

计算机与外设数据交换：无条件传送，查询方式传送，中断方式传送，直接内存存取（DMA）

DMA ：cpu仅在过程开始和结束时有处理，过程中DMA占用系统总线传送数据

多中断处理办法：多中断信号线法，中断软件查询法，菊花链法，总线仲裁法，中断向量法。

总线：是指计算机设备和设备之间传输信息的公共数据通道

总线分为：

数据总线：用来传送数据信息，是双向的。CPU 既可以通过数据总线从内存或输入设备读入数据，也可以通过数据总线将内部数据送至内存或输出设备。数据总线的宽度决定了CPu和计算机其他设备之间每次交换数据的位数。

地址总线：用于传送CUP发出的地址信息，是单向的 地址总线的宽度决定了CPU的最大寻址能力。

控制总线：用来传送控制信号，时序信号和状态信息 双向线表示。

信息安全5要素：机密性、完整性、可用性、可控性、可审查性

加密技术：对称加密：数据加密标准（DES）+三重DES +RC5 +国际数据加密算法（IDEA）+高级加密标准（AES） 非对称加密：RSA算法，

PKI：一种遵循既定标准的**管理平台，能够为所有网络应用提供加密和数字签名等密码服务及所必需的**和证书管理体系，必须具有权威认证机构，数字证书库，**备份和恢复系统、证书作废系统、应用接口。

.计算机可靠性：可靠性：串联系统 R=R1*R2，并联系统 R=1-（1-R1）（1-R2）；平均无故 障时间：串联系统 K=K1+K2，并联系统 K=1/K*(1+1/2)。

计算机系统性能评测常用方法：时钟频率，指令执行速度，等效指令速度法，数据处理 速率（PDR）。