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1、计算机导论知识点总结指令系统：一台计算机中所有指令的的集合，它是表征一台计算机性能的重要指标。微型计算机中，控制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。计算机网络：计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。计算机病毒：破坏计算机功能或数据，影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指令或程序。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，它负责计算机的全部软硬件的资源分配，调度和管理，控制各类程序的正常执行，并为用户使用计算机提供良好的环境。高速缓冲储存器（Cache）：位于cpu和内存之间的储存器，其特点是速度快，
2、目的是是储存器的速度与cpu的速度相匹配。总线：若干信号线的集合，是计算机各部分之间实现信息传递的通道。数据结构：数据结构是指具有一定的结构（关系）的数据元素的集合，主要研究数据的各种逻辑结构和物理结构，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分配和调度的一个独立单位。程序计数器：由若干位触发器和逻辑电路组成，用来存放将要执行的指令在储存器中存放地址。机器指令：计算机执行某种操作的命令，可由cpu直接执行。cpu主要的技术指标：1.字长：cpu一次处理的二进制数的位数。2.主频：cpu内部工作的时钟频率，是cpu运算时的
3、工作频率。3.地址总线宽度：决定了cpu可以访问储存器的容量，不同型号cpu的总线宽度不同，因而可使用的内存的最大容量也不同。4.数据总线宽度：决定了cpu与内存，I/0设备之间一次数据传输的信息量。5.高度缓冲：可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存，与cpu交换数据。6.指令系统：指令的寻址方式越灵活，计算机的处理能越强。7.机器可靠性：平均无故障时间越短，机器性能月好。计算机硬件主要由 运算器，控制器，储存器，输入设备，输出设备 和（总线）组成1.运算器：主要完成算数运算和逻辑运算。2.控制器：实现取指令，分析指令和执行指令操作的控制，实现对整个运算过程的有规律的控制。3.储存器：是用
4、来存放数据和程序的部件，可以分为主存储器（也称内存储器），和辅助存储器。4.输入设备，输出设备：是实现计算机系统与人（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 计算机能接收和识别的信息，输入到计算机中，而输出设备是将计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，它负责计算机全部软硬件资源的分配，调度，管理，控制各类程序的正常执行，并为用户使用计算机提供良好的环境。1.处理器管理：实现多道程序运行下对处理器的分配和调度，使一个处理器为多个程序交替服务，最大限度提高cpu的利用率。2.存储管理：对计算机的主存储器进行
5、管理，包括主存的分配与回收，主存的保护，主存的扩充。3.设备管理：对计算机的各类外部设备（输入，输出及外存储器）的管理。具体包括设备的分配和回收，启动外设工作，进行故障处理等。4.文件管理：是面向用户实现按名（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，保护，保密等问题。5.作业管理：向用户提供实现作业控制的手段，并且按一定的策略实现作业调度。机器语言，汇编语言，高级语言的特点1.机器语言：是用二进制代码表示的计算机语言，可直接执行。计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。不同的计算机有
6、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计算机硬件直接识别和执行，必须通过汇编器（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.高级语言：高级语言是以接近于人的自然语言编写程序的计算机语言。高级语言编写的程序可以在不同的计算机上运行，通用性强。编程方便，简单。所编写的源程序必须通过编译或者解释生成目标程序，才能在计算机上执行。控制器由指令部件，时序部件和微操作控制部件等组成的。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)。(1)程序计数器
7、由若干位触发器和逻辑门电路组成，用来存放将要执行的指令在存储器中存放地址。(2)指令寄存器由若干位触发器组成，用来存放从存储器取出的指令(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安排不同的时标中，实现对微操作的定时。3.微操作控制部件：综合时序部件所产生的时标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。寄存器，高速缓冲，主存储器各自的特点。1.寄存器：位于cpu中，主要用来存放指令，地址，数据等。速度与cpu匹配，容量小。2.高度缓冲存储器：是一种速度很快，容量小的存储器，存放cpu近期要执行的
8、指令和 数据，以减少cpu对内存的访问，提高整机性能。3.主存储器：存放计算机运行的指令和数据，容量大，但速度比寄存器和高度缓冲器慢。指令的执行过程。计算机指令执行一般分为2个阶段：首先将要执行的指令从内存中取出送入cpu中，然后由cpu对指令进行译码，判断该指令要完成的操作。向各部件发出完成该操作的控制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，第二阶段称为执行周期。1946年在美国宾夕法尼亚大学，莫克利和埃克特，建造了第一台通用电子数字计算机ENIAC冯 诺依曼 主要提出了 “程序储存”和“二进制”。以构成计算机硬件的逻辑组件为标志，计算机的发展
9、经历了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。计算机系统朝着微型化，巨型化，网络化和智能化的方向发展。微型计算机以微处理器为核心，按组装形式可分为便携式和非便携式两类，按照计算机是否由最终用户使用，分为独立式微型计算机和嵌入式微型计算机。第一代计算机网络是单处理中心网络，也称“面向终端的计算网络”，第二代计算机网络是“多处理中心的网络”又称“计算机-计算机网络”1984，ISO组织提出了“开放系统互连(OSI)参考模型”计算机辅助软件工程(CASE)其实就是软件工程中的CAD。指令是由操作码和地址码组成，其中地址码包含存储单元地址，及运算器中寄存器的编号。程序是由
10、完成某一特定任务的一组指令所组成。计算机的基本工作原理1.计算机的自动计算：执行一段预先编制好的计算程序的过程。2.执行计算程序就是逐条执行指令的过程。3.指令的逐条执行是由计算机的硬件实现的，可以顺序完成完成取指令，分析指令，执行指令所规定的操作，并为取下一条指令准备好指令地址。用二进制表示数据信息有两种基本方法，按“值”表示，按“形”表示。编码，就是按一定的规则组合而成的若干位二进制代码来表示数据数值，它就是计算机中所采用的“形”表示数的一种方法，十进制码 如BCD码，可靠性编码 如格雷码，海明码。对字母和字符进行编码的二进制代码称为字符代码。汉字的输入码，机内码，汉字字形码。输入码就是用
11、键盘输入汉字时所使用的汉字编码。机内码，实现汉字在计算机内的存储和处理（使用国标区位码 分为94区，每区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。把声音存储到计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/8一副图像的存储容量的字节数为图像分辨率 x 颜色深度/8矢量图与位图相比，矢量图形占用的存储空间小。使用矢量图的软件，可以方便地修改图形。视频每秒钟至少显示30帧。中
12、央处理器(cpu)是由运算器和控制器组成，是计算机的核心部件，也称微处理器。实现的主要功能：1.实现数据的算数运算和逻辑运算。2.实现取指令，分析指令和执行指令操作的控制。3.实现异常处理和中断处理，如电源故障，运算溢出，外部设备的请求服务等。运算器，主要包括算数逻辑单元，多路选择器，通用寄存器，标志寄存器。1.算数逻辑单元(ALU):由加法器组成，可以直接实现加法运算及逻辑运算。2.通用寄存器：由若干位触发器组成，用于传输和暂存数据。3.多路选择器：可以从多路输入中选择一路作为输出。4.标志寄存器：由若干位触发器组成，用来存放ALU的运算结果的一些状态。运算器的实质上只是提供了各种“数据通路
13、”。在不同的控制信号序列的控制下，让数据从“源地址”出发，途径不同的“通路”，到达“目的地址”，便可完成对数据的“加工”，实现了对数据的运算。控制器是统一指挥和控制计算机各个部分协调操作的中心部件。实现取指令，分析指令，根据判别结果，按一定的顺序发出执行该指令的一组操作控制信号（由于这些控制信号完成的操作是计算机中最简单的“微小”的操作，所以称作微操作控制信号），当执行完一条指令后，便自动从存储器中取出下一条要执行的指令。由指令部件，时序部件，和微操作控制部件组成。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)。（1）程序计数器：由若干位触发器和逻辑门电路组成，用
14、来存放将要执行的指令在存储器的存放地址。（2）指令寄存器：由若干位触发器组成，用来存放从存储器取出的指令。（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安排在不同的“时标”中，即可实现对微操作的定时。3.微操作控制部件：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（采用组合逻辑与微程序逻辑）（1）组合逻辑控制：微操作信号是由组合线路产生。（修改，增补，检查困难，优点是为微操作控制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单计算机，或速度要求
15、高的高速计算机中获得广泛应用）（2）微程序逻辑控制：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解释，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。（一个控制字（每位由0或1组成代表 “执行”，或者“不执行”）称为一条微指令，存放微指令的存储器称为控制存储器，微指令由为操作码和微地址段组成）。微程序控制器具有结构规范，易于指令修改，但执行速度较慢。存储器是存放数据和程序的部件，分为主存储器（内存储器）和辅助存储器。1.主存储器：存储直接与cpu交换的信息，都由半导体存储器组成。由地址寄存器，地址译码和驱动器，存储体，读/写放大电路，数据寄存器和读/写控制电路组成的。（1）存储体由存储单元组成，每个单元包含若干个存储元件，每个存储元件可存储一位二进制数，存储体包含的存储单元总数称为存储器的容量。（2）地址寄存器。由若干位触发器组成，用来存放访问存储器的地址。（3）读/写放大电路：实现信息电平的转换。（4）读/写控制电路：由逻辑门电路组成，根据计算机发出的“存储器读/写”信号，发出实现存储器读或写操作的控制信号。主存储器的主要技术指标（1）存储容量：存储器可容纳的二进制的信息量。（2）存取时间和存储周期：TA（存取时间）指从接收命令到被读出信息稳定在数据寄存器的输出端的的时间，TMC（存储周期）指2次独立的存取操作之间所需的最短
