《计算机导论复习要点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机导论复习要点（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、All rights reserved by SunWanjie计算机导论复习要点一、 复习要点1、 计算机科学的基本思路P(11) L5从理论研究、到模型抽象及工程设计是计算机科学的基本思路。l 理论研究是基础，是连接学科科学研究与工程应用开发研究的重要环节；l 模型抽象是对客观现象和规律的描述和刻划；l 工程设计是对科学理论的工程化实现。2、 计算机理论研究的四个步骤P(11) L8理论研究，基于计算机科学的数学基础和计算机科学理论，广泛采用数学的研究方法，包含以下四个步骤：l 对研究对象的概念抽象（定义）；l 假设对象的基本性质和对象之间可能存在的关系（定理）；l 确定这些性质和关系是否
2、正确（证明）；l 解释结果。3、 模型抽象的四个步骤P(11) L12模型抽象，基于计算机科学的实验科学方法，广泛采用实验物理研究方法。按照对客观现象和规律的实验研究过程，包括以下四个步骤：l 确定可能世界（环境）并形成假设；l 构造模型并做出预言；l 设计实验并收集数据；l 分析结果。4、 工程设计的四个步骤P(11) L16工程设计，广泛采用工程科学的研究方法。按照为解决某一问题而构造系统或装置的过程，包括以下四个步骤：l 叙述要求；l 给定技术条件；l 设计并实现该系统或装置；l 测试和分析该系统。5、 计算机科学的学科内容P(13) L2l 计算机科学的学科内容是以的理工科基础科目，包
3、括物理学（主要是电子技术科学）、基础数学（含离散数学、线性代数等）为基础理论支撑发展起来的，理论与实践相结合的学科。按照基础理论、基本开发技术、应用以及它们与硬件设备联系的紧密程度分成三个层次即理论基础层、专业基础层和应用层。6、 决策系统P(20) L1l 20世纪60年代初，计算机处理突破了数值计算的框框，广泛用于非数值计算。需要解决的问题：数据的存储、加工和访问，导致了数据库理论和技术的出现。应用方向：信息管理系统（MIS）、决策系统（DDS）等。l 决策系统是针对各种各样的决策问题，以决策科学理论为指导，以信息系统为基础，开发的一类能进行某一方面自动或半自动决策，并进行相应的简单处理的
4、系统7、 实时系统P(20) L9l 实时系统的开发是一个重要的方向。系统在运行过程中需要对数据进行实时响应和处理。实时系统由于存在数据通信的时间延迟引起系统的不确定性、系统调试的困难等多种因素，因此如何保证系统开发的正确性是一个大问题。l 实时系统是指这样一些系统，它们的运行及系统行为与时间有关，系统在运行过程中需要对数据进行实时响应和处理。8、 虚拟现实P(21) L30l 数据库技术、多媒体技术、图形学技术等的发展产生了两个新方向，即计算可视化技术与虚拟现实技术。l 所谓虚拟现实(VR)是用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、触觉等真实感觉形成的虚拟世界，集多媒体的表现技术于一体，使用户可以
5、在这样一种虚拟环境中通过与计算机的交互感受真实的世界和活动过程。9、 计算机的发展历史1.1节l MARK-1：人们一直认为艾肯制造的MARK-1是世界上第一台通用程序控制计算机。然而不幸的是，由于它的运算速度很慢，而且也不能进一步提高，因此，机电计算机一诞生就注定要很快地被电子计算机所取代。l EDVAC：从1944年8月到1945年6月在冯诺伊曼的带领下，计算机的设计工作获得了巨大的进展。存储程序通用电子计算机方案EDVAC 方案就这样问世了。EDVAC 方案规定新型计算机有5个组成部分： 计算器CA； 逻辑控制装置CC； 存储器M； 输入I； 输出O。同ENIAC相比，EDVAC方案有两
6、个重大改进：为充分发挥电子元件的高速度而采用了二进制；提出了“存储程序”，可以自动地从一个程序指令进到下一个程序指令，其作业顺序可以通过一种称为“条件转移”的指令而自动完成。l UNIVACI：第一台用于商业数据处理的电子计算机。l ENIAC：1946年2月15日是人类历史上第一台现代电子计算机揭幕典礼的日子。埃尼阿克是世界上第一台真正能运转的大型电子计算机。它同几年后研制的冯诺伊曼机一起，奠定了现代计算机原型。10、存储程序式计算机P(33) L7l 计算机中，要实现机器的自动计算，必须先根据题目的要求，编制出求解该问题的计算程序（Computational Program），并通过输入设
7、备将该程序存入计算机的存储器中，称为“程序存储”。l 存储程序式计算机由五部分组成，它们分别是：运算器（Arithmetic Unit）；控制器（Control Unit）；存储器（Memory）；输入设备（Input Device）；输出设备（Output Device ）。11、运算器P(34) L8l 运算器（Arithmetic Unit）是计算机对各种数据和信息进行算术和逻辑运算的部件，由各种逻辑电路组成，它们包括寄存器、加法器、移位器、多路选择器和一些控制电路。l 通用寄存器组用于存放参加运算的数据。l 输入端的多路选择器用于通用寄存器组中选出一路数据送入加法器中参加运算。l 输出
8、端的多路选择器对输出结果有移位输出的功能。l 加法器和控制电路组成的逻辑电路能完成加、减、乘、除及逻辑运算的功能。12、控制器P(35) L6l 控制器（Control Unit）是统一指挥和控制计算机各个部件按时序协调操作的中心部件。它主要由程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）、地址产生器（AGU）、时间发生器（TGU）和微程序控制部件组成。l 程序计数器（PC: Program Counter）由若干位触发器及逻辑门电路所组成，用来存放将执行的指令在主存储器中的存储地址。l 指令译码器（ID: Instruction Decode）由门组合线路组成，用来对指令操作码部
9、分（）进行译码，产生的译码信号识别了该指令要进行的操作，并传送给微控制部件，以产生相应的控制信号。l 指令寄存器（IR: Instruction Register）是由若干位触发器所组成，用来暂时存放从主存中取出的指令。由时间发生器（TGU）产生“时标”。而计算机执行一条指令则是按一定时间顺序执行一系列微操作实现的，这个“时间顺序”，就是所谓的“时标”。13、指令l 指令：让计算机执行某种操作的命令。14、指令系统l 指令系统是指计算机硬件语言的系统，也叫机器语言。15、位P(45) L5l 当代计算机把信息表示成位的模式。一个二进制数的位（bit）是两个数字“0”和“1”中的一个，这里我们仅
10、仅把它们看做是没有数字意义的符号。16、位运算P(45) L14l 与（AND）、或（OR）和异或（XOR）的运算。l 布尔运算AND语句是由逻辑乘AND组合两个相类似的语句而形成，其通用形式：P AND Q表示：只有当成分语句P和Q都为真时，该语句才是真，除此之外的任何情况下，都为假。l 布尔运算OR语句的通用形式为：P OR Q表示：当至少有一个成分语句为真时，该语句就为真。l 布尔运算XOR语句的通用形式为：P XOR Q表示：要么P为真，要么Q为真，即P和Q不相同时，该语句就为真。l 布尔运算NOT是另一种形式的布尔运算。它由一个语句形成，其通用形式为：NOT P表示：如果语句P为真，
11、该语句就为假；反之亦然。17、数制及转换十进制： 八进制：二进制： 二进制转十进制： 十进制转二进制：18、数据压缩P(68) L16l 通用数据压缩技术：为了存储和传输数据，减小数据的规1、 模是很有帮助的。完成这项工作的技术叫做数据压缩。该方法有以下几种：2、 扫描宽度编码是用一个指明重复的数值以及该数值在序列中出现的次数的代码替代这个序列的过程。3、 关联编码法是记录连续的数据块之间的差别，而不是记录整个数据块，即每个数据块是以其与前一数据块的关系数据项的形式编码。4、 频率相关编码法是指用不同长度的模式表示数据项。数据项的位模式的长度与数据项被使用的频率成反比。5、 Lempel-Zi
12、v（LZW）编码系统是自适应字典编码法的实例。术语字典指的是构成压缩信息的标准组件的集合。在自适应字典编码系统中，在编码过程期间字典允许变化。l 影像压缩1、 GIF系统通过把可能分配给一个像素的颜色数目减少到仅为256个的方法来研究问题，这意味着每个像素的值可以用一个字节而不是用三个字节表示。2、 另一种彩色影像的压缩技术是JPEG，它已经成为一个表示彩色图像的有效标准。19、并行处理P(84) L1l 并行性是指在同一时刻或在同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作，并行性是指时间上的重叠。它可分为同时性和并发性两种。1、 同时性是指两个或多个事件在同一时刻发生。2、 并发性
13、则是两个或多个事件在同一时间间隔内发生。l 增加处理的并行性，主要采用“时间重叠” 和“资源重复”两种途径：1、 时间重叠是指多个处理过程在时间上2、 互相错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加速硬件周转，赢得时间，提高处理速度。3、 资源重复是采用重复设置硬件设备的方法来提高计算机的处理速度。20、并行处理的四个级别P(84) L14l 现有的并行计算机系统，可分别实现以下四个级别上的并行处理： 作业或程序级并行； 任务或过程级并行； 指令级并行； 指令内部级并行。21、根据指令流和数据流的多重性的计算机系统分类P(84) L27l 根据指令流和数据流的多重性可将计算机系统分为下
14、列四类： 单指令流单数据流（SISD）：只有一个指令部件，一次只对一条指令译码，并且只对一个操作部件分配数据。 单指令流多数据流（SIMD）：有多个处理单元，它们在同一个控制部件的管理下执行同一条指令，并向各个处理单元分配各自需要的不同数据。 多指令流单数据流（MISD）：包含多个处理单元，同时执行多条指令对同一数据及其中间结果进行不同的处理。 多指令流多数据流（MIMD）：这类计算机系统内有多个处理机，实际上是多个独立的SISD计算机的有机的集合，它们同时运行多个程序并对各自的数据进行处理。22、通道P(85) L7l 通道是一个特殊功能的处理器，它有自己的指令和程序专门负责数据输入输出的传
15、输控制。l 在具有通道的计算机内有两类总线： 存储总线，它承担CPU与内存、通道与内存之间的数据传输任务； 通道总线，即I/O总线，它承担外部设备与通道之间的数据传输任务。l 通道的基本功能有： 接受CPU的I/O指令，按指令要求与指定的外部设备进行连接； 从内存选择属于该通道的通道指令，经译码后向设备控制器和设备发送各种命令； 组织外部设备和内存之间的数据传输，并根据需要提供数据中间缓存的空间，以及提供数据存入内存的地址和传送的数据量； 检查设备及设备控制器的工作状态，形成并保存通道本身的状态信息，并将这些状态信息送到内存指定单元，供CPU使用； 将外部设备的中断请求及通道本身的中断请求按顺序及时报告给CPU。23、通道的类型P(86) L9l 通道的类型根据外设共享通道的情况及信息传送速度的要求，通道可分为多类： 选择通道：又称高速通道
