2019-2020-1学期 20192420《网络空间安全专业导论》第二周学习总结
第四章
计算机和电学
0-2是低电平用二进制数字0表示 2-5是高电平二进制数字1表示
门是对电信号执行基本运算的设备。一个门接受1或多个输入信号，生成输出一个输出信号
电路由门组成，是由互相关联的门的组合，用以表达特定的函数
描述方法有3种：
1布尔表达式：略
2逻辑框图：电路的图形化表示
3真值表：列出一种门可能遇到的所有输入组合和相应的输出，从而定义门的功能
4.2门
》非门 如果非门的输入值是0，那么输出值是1；输入值是1，则输出值为0.
有时又叫逆变器，其真值表可如下表示：
》与门 如果与门的两个输入信号都是1，那么输出是1；否则，输出是0
类似于python语言中and一词的逻辑，真值表如下(两个输入值为例)
》或门 如果两个输入值都是0，那么输出为0；否则，输出为1
类似于python中的or语言，其真值表如下（两个输入值为例）
》异或门 若输入值相同，则输出值为0；若不相同，则输出值为1
我认为，异或门的存在使得电信号的传导简便了很多，其真值表如下（两个输入值为例）
》与非门 让与门和或门计算完成再经过一个非门，即为与非门和或非门的运算逻辑
正是这两个门，形象的解释了非门的别称为逆变器。
下面两者（两个输入值）的真值表及布尔表达式
》或非门
- 组合电路（combinational circuit）：输出仅由输入值决定的电脑。
- 时序电路（sequential circuit）：输出是输入值和电脑当前状态的函数的电路。
- 我们照样能用布尔表达式、逻辑框图和真值表三种方法来描述整个电路的运作。
4.4.1 组合电路
- 把一个门的输出作为另一个门的输入，就可以把门组合成电路。
- 电路等价（circuit equivalence）：对应每个输入值组合，两个电路都生成完全相同的输出。
- 德·摩根定律：1.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。用电路术语来讲就是,对与门的输出求逆，等价于先对每个信号求逆，然后再把它们传入或门。
2.对变量的或操作的结果进行 非操作，等于对每个变量进行非操作后再对它们进行与操作，同样用电路术语来讲，对或门的输出求逆，等价于先对每个信号求逆，然后再把它们传入与门。 - 意义：德·摩根定律和其他布尔代数性质为定义、管理和评估逻辑电路的设计提供了正规的机制。
4.4.2 加法器
- 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。
4.4.3 多路复用器
- 多路复用器（multiplexer）：使用一些输入控制信号决定用哪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。
4.5 存储器电路
- 数字电路的另一个重要作用是可以用来存储信息。
- 类型之一：S-R 锁存器
4.6 集成电路
- 集成电路（integrated circuit）：又称芯片（chip），是嵌入了多个门的硅片。
4.7 CPU芯片
- CPU只是一种具有输入线和输出线的高级电路。
- 每个CPU芯片都有大量的引脚，计算机系统的所有通信都是通过这些引脚完成的
第五章
P1 独立的计算机部件 很多单位量的定义以及符号，和一些我们常用的计算机部件
P2 冯·诺伊曼体系结构 这个原理的计算机仍然是当前计算机的基础
P3 算术逻辑单元、输入/输出单元和控制单元的定义和常见类型
P4 磁盘和磁带的内部结构和运行原理
P5 CD、DVD、闪存和触摸屏
P6 新的系统—— 嵌入式系
P7 并行体系结构
P8 并行计算以及并行硬件分类
- 酷睿2是一种处理器，DUO代表了单个芯片中集成了两个这样的处理器（称为“核”）。
- GHz中的G是giga的简写，它是表示十亿的公制前缀。
- Hz表示赫兹，是衡量每秒频率的单位。
- 在电脑中，会有一个称为时钟的部件集中生成一系列电脉冲，它用来保证所有动作的协调。
- 一个处理器需要访问内存和输入、输出设备，这是通过被称为总线的一组电线实现的。一台计算机有许多不同的总线，但是处理器和外界的主要连接线称为前端总线（FSB）。
- 缓存是通常集成在处理器芯片内部的小型、快速的存储介质。缓存空间越大，对其数据的访问就越慢，这会导致处理器 速度的降低。
- LED正在代表微型荧光灯泡的使用。LED具有的优势是，它的寿命更长，而不会越来越暗，并且它不含有金属汞。
- GPU是一个独立的计算机，它甚至比主流的处理器更强大，它的内存容量越大，越能更好地完成复杂图像处理、支持外部显示设备等工作。
- Dual Channel DDR2(双通道DDR2）是内存的类型，它提供两个访问路径（成为通道）。
- 硬盘驱动器是计算机二级存储器（也称为辅助存储器）的通俗名称。
- USB即通用串行总线，使用有线传输数据。
- HDMI代表高清晰度多媒体接口，能够向诸如家庭影院系统发送或从外部接收数字视频和音频信号。
- 恶意软件是一种不良企图的软件，它形式多样，在检测软件会不断在文件系统和Web内容中检查这类程序并阻止它们运行。
5.2 存储程序的概念
- 1944-1945年实现了数据和操作数据的指令的逻辑一致性，而且它们能存储在一起，这是计算历史上的一个主要定义点。
5.2.1 冯·诺伊曼体系结构
- 该体系另一个主要特征是处理信息的部件独立于存储信息的部件。
- 5个该体系结构的部件：
1.存放数据和指令的内存单元。
2.对数据执行算术和逻辑运算的算术逻辑单元。
3.把数据从外部世界转移到计算机中的输入单元。
4.把结果从计算机内部转移到外部世界的输出单元。
5.担当舞台监督，确保其他部件都参与了表演的控制单元。 - 内存：存储单元的集合，每个存储单元有一个唯一的物理地址，这里用通称单元 。
可编址性（addressability）：内存中每个可编址位置存储的位数。 - 算术逻辑单元（ALU）：执行算术运算（加法、减法、乘法和除法）和 逻辑运算（两个值的比较）的计算机部件。
寄存器（register）：CPU中的一小块存储区域，用于存储 中间值或特殊数据。 - 输入单元（input unit）：接收要存储在内存中的数据的设备。现代的输入设备包括键盘、鼠标和超级市场使用的扫描设备。
- 输出单元（output unit）：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。最常用的输出设备是 打印机和显示器。
- 控制单元（control unit）：控制其他部位的动作，从而执行指令序列的计算机部件。
- 指令寄存器（Instruction Register）：存放当前正在执行的指令的寄存器。
- 程序计数器（Program Counter):存放下一条要执行的指令的地址的寄存器。
- 中央处理器（CPU）：算术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）：一种用于存储常用数据的小型高速存储器。
- 流水线（pipelining）：一种将指令分解为可以重叠执行的小步骤的技术。
- 主板（motherboard）：个人计算机的主电路板。
5.2.2 读取-执行周期
-
处理周期的四个步骤如下：
1.读取下一条指令。
2.译解指令。
3.如果需要，获取数据。
4.执行指令。
5.2.3 RAM和ROM
- RAM是随机存取存储器的缩写，这是一种每个存储单元（通常是1字节）都能被直接访问的内存。访问每个存储单元的本质是改写这个存储单元的内容。
- ROM:只读存储器（Read Only Memory）的缩写。其内容不能更改，是永久的，存储操作不能改变它们。
5.2.4 二级存储设备
磁带驱动器：通常用于备份（生成副本）磁盘上的数据，以防磁盘损毁。磁带的类型多种多样，从小型的 流式录音带，到大型的盘式磁带。
缺点：如果要访问磁带中间的数据，则必须访问这个数据之前的 所有数据并丢弃它们。
学习的问题以及解决过程:
1并行结构的计算不熟
2加法器的原理以及运作方式没有得到完全的掌握
3 门的运作不熟
向同学请教，网上找网课