2019-2020-1学期 20192415
《网络空间安全专业导论》第二周学习总结
第五章 计算部件
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5.1 独立的计算机部件
中央处理单元、总线、缓存、显示器、分辨率、图形处理器、数字摄像头、主存储器、硬盘驱动器、DVD驱动器、支持无线网络、电池容量、外部接口、物理尺寸、重量、预装软件
存储量总是以二进制表示法的字节表示的。
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5.2 储存程序
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冯·诺依曼体系结构
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内存：储存单元（位）的集合
每个储存单元有一个独立的地址，通称单元。
可编址性（addressability）：内存中每个可编址位置存储的位数。
可寻址能力是指最小可寻址单位（不可能更小，精确到每个bit）
位是从0开始（第零位）并从右往左进行编号的。
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算术逻辑单元（Arithmetic/Logic Unit,ALU）：执行算术运算与逻辑运算
寄存器：ALU中少量的特殊存储单元。能容纳一个字，存放立刻会被再次用到的信息。 -
输入／输出单元
输入设备：键盘、鼠标、扫描设备
输出设备：打印机、显示器 -
控制单元：掌管读取-执行周期
寄存器：
缓存：提高访问速度
流水线：加速读取-执行周期，将一条指令分解成更小步骤重复执行
主板：一个可驻留物理部件的印刷电路板，还有其它设备与总线的接线
总线：携带三种信息——地址、数据、控制信息
地址：选择内存位置或设备。
数据：在处理器、内存和I／O设备之间的总线上传递。
控制信息：管理地址和数据的流向。
总线宽度：可在总线上并行传输的位数 -
读取-执行周期
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RAM和ROM
RAM:随机存取存储器 存入其他数据可改变其中的位组合，具有易失性
ROM:只读存储器 内容不可更改，位组合是永久性的；用于存储计算机启动自身需要的指令和经常使用的软件 -
二级存储设备
用途：当不再处理程序和数据或关机时，可把程序和数据保存起来
这是一种输入和输出设备，必须从这些存储设备中读取数据并把数据写会。
①磁带：备份磁盘数据
缺点：访问磁带中间数据，必须访问这个数据之前的所有数据并丢弃
②磁盘：CD播放器和磁带录音机的混合物
③CD:光盘
④DVD：大容量储存能力，适合记录音频与视频结合的多媒体文件
⑤闪存：可写入可擦除的非易失性计算机存储器；也被用于制作固态硬盘 -
触摸屏：特殊的I/O设备
一种外围设备，同时具备输入与输出功能。能对手指或书写笔对屏幕的触摸做出响应，并能确定触摸屏幕的位置。
分类：
①电阻式触摸屏：竖直线与水平线接触
②电容式触摸屏：比较来自每个角的电流的强弱
③红外触摸屏：用户触摸时打断光束，确定断点的位置
④表面声波触摸屏：检测高频声波的断点
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5.3 嵌入式系统
作为大型系统的一部分，是为完成小范围功能而专门设计的。
越来越多的嵌入式系统是基于分布式微处理的网络的。
程序在台式机中编写，且根据目标系统进行编译，根据嵌入式系统的处理器生成可执行代码。
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5.4 并行体系结构
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并行计算
① 比特级并行：增加计算机的字长
② 指令级并行：程序中的某些指令能够同时独立地进行
③ 数据级并行：同一组指令集能同时对不同的数据集执行
④任务级并行：不同的处理器能在相同或不同的数据集上执行不同的操作
共享内存并行处理器
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并行硬件分类
多核心处理器能向不同的执行单元发出不同的指令。
对称多处理器包含多个相同的核心（核心数量通常限制在32个以内），共享内存，通过一个总线相连。