第二章 计算机系统基础总结
- 格式:ppt
- 大小:811.50 KB
- 文档页数:47
计算机基础知识总结计算机是一种能够完成各种复杂任务的智能机器,已经在我们的生活中扮演着重要的角色。
在现代社会中,了解计算机基础知识是非常重要的。
本文将通过对计算机硬件和软件、计算机网络以及计算机安全的总结,为大家提供一些基础知识和了解。
一、计算机硬件和软件1. 计算机硬件计算机硬件是计算机的主要物理组成部分,包括中央处理器(CPU)、内存、硬盘、显示器、键盘等。
中央处理器是计算机的大脑,负责执行计算机指令和数据处理任务。
内存是计算机用来存储数据和程序的地方,硬盘则是用来永久存储数据的地方。
显示器和键盘则是计算机与用户之间进行信息交互的工具。
2. 计算机软件计算机软件是指用来管理和控制计算机硬件的程序和数据。
软件分为系统软件和应用软件两种类型。
系统软件包括操作系统、编译器、驱动程序等,用于管理和控制硬件资源。
应用软件则是为了满足用户特定需求而开发的软件,例如文字处理软件、电子表格软件等。
二、计算机网络计算机网络是将多台计算机连接在一起,实现信息共享和资源共享的网络系统。
常见的计算机网络包括局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
局域网通常用于一个办公室或者一个建筑物内部,而广域网则可以连接不同地点的局域网。
互联网是全球范围内的计算机网络,让人们可以方便地共享信息和资源。
1. 网络协议网络协议是计算机网络中用来进行数据交换和通信的规则和约定。
常见的网络协议包括TCP/IP协议、HTTP协议和FTP协议等。
TCP/IP协议是互联网的核心协议,用于实现数据包在网络中的传输。
HTTP协议用于在客户端和服务器之间传输超文本的数据,而FTP协议则用于在网络上进行文件传输。
2. 网络安全网络安全是保护计算机网络不受未经授权的访问、破坏或攻击的措施和方法。
网络安全包括对计算机网络的保护以及对网络上的数据进行保密和完整性的保护。
常见的网络安全技术包括防火墙、入侵检测系统和数据加密等。
三、计算机安全计算机安全是保护计算机系统和数据免受未经授权的访问、使用或破坏的措施和方法。
计算机四大基础知识点总结计算机是现代社会不可或缺的一部分,它已经深入到我们的生活中的方方面面。
无论是工作、学习还是娱乐,我们都需要计算机来帮助我们处理数据、提高效率。
而要深入理解计算机,首先需要掌握计算机的四大基础知识点,包括计算机组织与体系结构、操作系统、数据结构与算法,以及编程语言。
一、计算机组织与体系结构1. 计算机的基本组成计算机主要由中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、输入设备、输出设备和存储设备组成。
CPU是计算机的“大脑”,它负责执行指令、控制数据流通。
RAM是计算机的临时存储区域,用来存储数据和程序。
输入设备是用来输入数据和指令的设备,比如键盘、鼠标等。
输出设备是用来展示计算结果的设备,比如显示器、打印机等。
存储设备是用来长期存储数据和程序的设备,比如硬盘、光盘等。
2. 计算机的体系结构计算机的体系结构包括指令系统、总线结构、存储系统和输入/输出系统。
指令系统是CPU执行指令的集合,包括指令格式、寻址方式和指令执行的时序规定。
总线结构用于连接 CPU、内存和输入/输出设备,传输数据和指令。
存储系统包括RAM和存储设备,用来存储数据和程序。
输入/输出系统负责将数据从输入设备传输到存储设备或输出设备,以及从存储设备传输到输出设备。
3. 计算机的工作原理计算机工作的基本原理可以概括为:输入、处理、输出和存储。
首先,计算机通过输入设备接收数据和指令。
然后,CPU根据指令执行相应的运算和逻辑操作,得到结果。
最后,计算机将结果通过输出设备展示给用户,同时也会将数据和程序存储在存储设备里。
4. 计算机的性能指标计算机的性能指标包括速度、存储容量和可靠性。
速度是指计算机执行任务的快慢,通常用处理器的主频来表示。
存储容量是指计算机能够存储数据和程序的大小,通常用RAM和硬盘容量来表示。
可靠性是指计算机运行稳定性和故障率,通常用故障率和平均时间故障间隔来表示。
二、操作系统1. 操作系统的功能操作系统是计算机系统的核心软件,负责管理计算机的硬件资源和提供用户与计算机的接口。
大学计算机基础超详细知识点归纳总结一、网络拓扑结构总线型结构总线结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上,各工作站地位平等,无中心节点控制,公用总线上的信息多以基带形式串行传递,其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散,如同广播电台发射的信息一样,因此又称广播式计算机网络。
各节点在接受信息时都进行地址检查,看是否与自己的工作站地址相符,相符则接收网上的信息。
总线型结构的网络特点如下:结构简单,可扩充性好。
当需要增加节点时,只需要在总线上增加一个分支接口便可与分支节点相连,当总线负载不允许时还可以扩充总线;使用的电缆少,且安装容易;使用的设备相对简单,可靠性高;维护难,分支节点故障查找难。
星型结构星型拓扑结构是用一个节点作为中心节点,其他节点直接与中心节点相连构成的网络。
中心节点可以是文件服务器,也可以是连接设备。
常见的中心节点为集线器。
优点:(1)控制简单。
任何一站点只和中央节点相连接,因而介质访问控制方法简单,致使访问协议也十分简单。
易于网络监控和管理。
(2)故障诊断和隔离容易。
中央节点对连接线路可以逐一隔离进行故障检测和定位,单个连接点的故障只影响一个设备,不会影响全网。
(3)方便服务。
中央节点可以方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。
缺点:(1)需要耗费大量的电缆,安装、维护的工作量也骤增。
(2)中央节点负担重,形成“瓶颈”,一旦发生故障,则全网受影响。
(3)各站点的分布处理能力较低。
环型结构环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环,这种结构使公共传输电缆组成环型连接,数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输,信息从一个节点传到另一个节点。
优点:有较强的自愈能力,网络中任一结点或一条传输介质出现故障,网络能自动隔离故障点并继续工作环型结构具有如下特点:信息流在网中是沿着固定方向流动的,两个节点仅有一条道路,故简化了路径选择的控制;环路上各节点都是自举控制,故控制软件简单;由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点,当环中节点过多时,势必影响信息传输速率,使网络的响应时间延长;环路是封闭的,不便于扩充;可靠性低,一个节点故障,将会造成全网瘫痪;维护难,对分支节点故障定位较难。
计算机系统基础引言计算机系统是由硬件和软件组成的,是现代社会信息技术的基石。
理解计算机系统的基本原理和工作方式是作为一名计算机科学专业学生的必备技能。
本文将介绍计算机系统的基础知识,包括计算机硬件的组成以及计算机软件的层次结构。
计算机硬件计算机硬件是指计算机系统中的物理设备,包括中央处理器(CPU)、内存、输入设备、输出设备和存储设备等。
下面分别介绍各个硬件组件的功能和作用。
中央处理器(CPU)中央处理器是计算机系统的核心部件,负责执行指令和处理数据。
它包括控制单元和算术逻辑单元。
控制单元负责解析指令并控制程序的执行,而算术逻辑单元负责进行数学和逻辑运算。
内存内存是计算机系统中用于存储程序和数据的地方。
它可以分为主存储器和辅助存储器。
主存储器一般是指随机存取存储器(RAM),它可以快速读写数据,但是断电后数据将会丢失。
辅助存储器一般是指硬盘、固态硬盘和光盘等,它们可以长期保持数据。
输入设备和输出设备输入设备用于将外部信息输入到计算机系统中,常见的输入设备包括键盘、鼠标和扫描仪等。
输出设备则用于将计算机系统中的信息输出给用户,常见的输出设备包括显示器、打印机和音响等。
存储设备存储设备用于存储数据,并且可以长期保存。
常见的存储设备包括硬盘、固态硬盘和光盘等。
计算机软件计算机软件是指计算机系统中的程序和数据。
它可以分为系统软件和应用软件两个层次。
系统软件系统软件是为计算机硬件提供服务的软件。
它包括操作系统、编译器和数据库管理系统等。
操作系统是计算机系统的核心软件,负责管理和协调计算机硬件和软件资源的使用。
编译器是将高级语言程序源代码翻译为机器语言的软件。
数据库管理系统是用于管理和组织数据的软件。
应用软件应用软件是为用户提供各种应用功能的软件。
它可以满足用户的特定需求,如文字处理、图像处理和多媒体处理等。
总结计算机系统是由硬件和软件组成的,理解计算机系统的基本构成和工作原理对于学习和使用计算机系统是非常重要的。
第一章计算机及信息技术概述1.电子计算机的发展历程①1946年2月由宾夕法尼亚大学研制成功的ENIAC是世界上第一台电子数字计算机。
“诞生了一个电子的大脑”致命缺陷:没有存储程序。
②电子技术的发展促进了电子计算机的更新换代:电子管、晶体管、集成电路、大规模及超大规模集成电路电子计算机发展时间:✧第一代 1946-1958 电子管计算机,主要应用科学计算和军事计算✧第二代 1958-1964 晶体管计算机,主要应用于数据处理领域✧第三代 1964-1971 集成电路计算机,主要应用于可科学计算,数据处理,工业控制等领域✧第四代 1971年以来超大规模集成电路,深入到各行各业,家庭和个人开始使用计算机2.计算机的类型按计算机用途分类:通用计算机和专用计算机按计算机规模分类:巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站、服务器、嵌入式计算机按计算机处理的数据分类:数字计算机、模拟计算机、数字模拟混合计算机3.计算机的特点及应用领域计算机是一种能按照事先存储的程序,自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。
(含义)A.运算速度快运算速度用MIPS(百万条指令每秒)来衡量,是计算机性能的指标之一B.计算精度高应用于数值计算C.具有逻辑判断能力信息检索、图形识别D.记忆性强E.可靠性高、通用性强应用于数据处理、工业控制、辅助设计(CAD)、辅助制造(CAM)办公自动化。
应用领域:1)数值计算(主要是科学研究等数学计算问题)2)数据及事务处理(非科技方面的数据管理和计算处理)3)自动控制与人工智能(多用于航空航天领域)4)计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教学(CAI)5)通信与网络4.计算机发展趋势:巨型化、微型化、网络化、智能化1、光计算机2、生物计算机3、量子计算机基数:R进制的基数=R位权:在数制中,各位数字所表示值的大小不仅与该数字本身的大小有关,还与该数字所在的位置有关,我们称这关系为数的位权。
《计算机系统》知识点资料整理总结一、计算机系统由“硬件”和“软件"两大部分组成。
二、"硬件”,是指计算机的实体部分,它由看得见摸得着的各种电子元器件,各类光、电、机设备的实物组成,如主机、外部设备等。
三、“软件”它看不见摸不着,由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。
通常把这些程序寄寓于各类媒体(如RAM、ROM、磁带、磁盘、光盘,甚至纸带等),它们通常存放在计算机的主存或辅存内。
计算机的软件通常又可以分为两大类:系统软件和应用软件。
系统软件又称为系统程序,主要用来管理整个计算机系统,监视服务,使系统资源得到合理调度,高效运行应用软件又称为应用程序,它是用户根据任务需要所编制的各种程序如科学计算程序数据处理程序过程控制程序、事务管理程序等。
四、冯.诺依曼计算机的特点,它的特点可归结如下:五、●计算机由运算器、存储器、控制器、输人设备和输出设备五大部件组成。
六、●指令和数据以同等地位存放于存储器内,并可按地址寻访。
七、●指令和数据均用二进制数表示。
八、●指令由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置。
九、●指令在存储器内按顺序存放。
通常.指令是顺序执行的在特定条件下,可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。
●机器以运算器为中心,输人输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。
1.1、如何理解计算机组成和计算机体系结构?答:计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性,它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。
指令系统体现了机器的属性,这是属于计算机结构的问题。
但指令的实现,即如何取指令、分析指令、取操作数、运算、送结果等,这些都属于计算机组成问题。
计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性,即概念性的结构与功能特性。
计算机系统的属性通常是指用机器语言编程的程序员(也包括汇编语言程序设计者和汇编程序设计者)所看到的传统机器的属性,包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O机理等,大都属于抽象的属性。
计算机操作系统复习知识点汇总第一章绪论1、操作系统的定义、目标、作用1OS是配置在计算机硬件上的第一层软件;是对硬件系统的首次扩充..2OS的主要目标是:方便性;有效性;可扩充性和开放性.3OS的作用可表现为:a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口;一般用户的观点b. OS作为计算机系统资源的管理者;资源管理的观点c. OS实现了对计算机资源的抽象.2、脱机输入输出方式和SPOOLing系统联机输入输出方式的联系和区别脱机输入输出技术Off-Line I/O是为了解决人机矛盾及CPU的高速性和I/O设备低速性间的矛盾而提出的.它减少了CPU的空闲等待时间;提高了I/O速度.由于程序和数据的输入和输出都是在外围机的控制下完成的;或者说;它们是在脱离主机的情况下进行的;故称为脱机输入输出方式;反之;在主机的直接控制下进行输入输出的方式称为联机输入输出方式联机输入输出技术也提高了I/O的速度;同时还将独占设备改造为共享设备;实现了虚拟设备功能..3、多道批处理系统需要解决的问题处理机管理问题、内存管理问题、I/O设备管理问题、文件管理问题、作业管理问题4、OS具有哪几个基本特征它的最基本特征是什么a. 并发性Concurrence;共享性Sharing;虚拟性Virtual;异步性Asynchronism.b. 其中最基本特征是并发和共享.c. 并发特征是操作系统最重要的特征;其它特征都是以并发特征为前提的..5、并行和并发并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念;并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生;而并发性是指两个或多少个事件在同一时间间隔内发生..6、操作系统的主要功能;各主要功能下的扩充功能a. 处理机管理功能:进程控制;进程同步;进程通信和调度.b. 存储管理功能:内存分配;内存保护;地址映像和内存扩充等c. 设备管理功能:缓冲管理;设备分配和设备处理;以及虚拟设备等d. 文件管理功能:对文件存储空间的管理;目录管理;文件的读写管理以及文档的共享和保护7、操作系统与用户之间的接口a. 用户接口:是给用户使用的接口;用户可通过该接口取得操作系统的服务b. 程序接口:是给程序员在编程时使用的接口;是用户程序取得操作系统服务的惟一途径..第二章进程管理1、进程的定义、特征;进程实体的组成1进程是进程实体的运行过程;是系统进行资源分配的一个独立单位..2进程具有结构特征、动态性、并发性、独立性和异步性..3进程实体由程序段、相关的数据段和PCB三部分构成..2、进程的三种基本状态及其转换运行中的进程可能具有就绪状态、执行状态、阻塞状态三个基本状态..3、引起进程进入挂起状态的原因如下:a. 终端用户的请求b. 父进程请求c. 负荷调节的需要d. 操作系统的需要具有挂起状态的进程转换图— P394、创建进程的主要步骤a. 为一个新进程创建PCB;并填写必要的管理信息..b. 把该进程转入就绪状态并插入就绪队列之中..5、进程控制块PCB的作用1系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构;存放了用于描述该进程情况和控制进程运行所需的全部信息..2系统利用PCB来控制和管理进程;所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志3进程与PCB是一一对应的为什么说PCB是进程存在的唯一标志在进程的整个生命周期中;系统总是通过其PCB对进程进行控制;系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的;所以说;PCB是进程存在的唯一标志..6、进程控制块的组织方式链接方式、索引方式7、原语的定义、组成、作用原语是由若干条指令组成的;用于完成一定功能的一个过程;与一般过程的区别在于:它们是“原子操作”;是一个不可分割的基本单位;在执行过程中不允许中断..原子操作在管态下执行;常驻内存..原语的作用是为了实现进程的通信和控制;系统对进程的控制如不使用原语;就会造成其状态的不稳定性;从而达不到进程控制的目的..8、引起创建进程的事件用户登录、作业调度、提供服务、应用请求9、引起进程终止的事件正常结束、异常结束、外界干预10、引起进程阻塞和唤醒的事件请求系统服务、启动某些操作、新数据尚未到达、无新工作可做11、临界资源和临界区1临界资源是指每次仅允许一个进程访问的资源..属于临界资源的硬件有打印机、磁带机等;软件有消息缓冲队列、变量、数组、缓冲区等..诸进程间应采取互斥方式;实现对这种资源的共享..2每个进程中访问临界资源的那段程序称为临界区Critical Section;不论是硬件临界资源;还是软件临界资源;多个进程必须互斥地对它进行访问..12、同步机制应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待13、进程通信的类型进程间通信机制包括:共享内存系统、消息传递系统以及管道通信系统..14、线程的定义、属性在多线程OS中;通常一个进程中包含多个线程;每个线程都是作为利用CPU的基本单位;是花费最小开销的实体..线程具有下述属性:1轻型实体—线程中的实体基本上不拥有系统资源;只是有一点必不可少的、能保证其独立运行的资源..2独立调度和分派的基本单位3可并发执行..4共享进程资源..15、进程和线程的比较a. 调度性..在传统的操作系统中;拥有资源的基本单位和独立调度、分派的基本单位都是进程;在引入线程的OS中;则把线程作为调度和分派的基本单位;而把进程作为资源拥有的基本单位;b. 并发性..在引入线程的OS中;不仅进程之间可以并发执行;而且在一个进程中的多个线程之间;亦可并发执行;因而使OS具有更好的并发性;c. 拥有资源..无论是传统的操作系统;还是引入了线程的操作系统;进程始终是拥有资源的一个基本单位;而线程除了拥有一点在运行时必不可少的资源外;本身基本不拥有系统资源;但它可以访问其隶属进程的资源;d. 系统开销..由于创建或撤销进程时;系统都要为之分配和回收资源;如内存空间等;进程切换时所要保存和设置的现场信息也要明显地多于线程;因此;操作系统在创建、撤销和切换进程时所付出的开销将显着地大于线程..16.进程与程序的区别①程序是静态的;进程是动态的;②进程更能真实地描述并发;而程序不能;③进程具有创建其他进程的功能;而程序没有④进程只是一次执行过程;有生命周期;而程序可作为软件资源长期保存;是相对长久的;进程是系统分配调度的独立单位;能与其他进程并发执行;17.进程互斥与同步的基本概念i.进程互斥:由于各进程要求共享资源;而有些资源需要互斥使用;因此各进程间竞争使用这些资源;进程的这种关系为进程的互斥..ii.进程同步:在并发执行过程中;合作完成同一个任务的多个进程;在执行速度或某些时序点上必须相互协调的合作;这种制约性关系叫作进程同步..18、同步机制应遵循的规则空闲让进、忙则等待、有限等待、让权等待19.常用的几种信号量机制整型信号量、记录型信息量、AND型信息量、信号量集..第三章处理机调度1、高级调度与低级调度的区别高级调度又称为作业调度或长程调度;调度对象是作业;作业调度往往发生于一个批作业运行完毕;退出系统;而需要重新调入一个批作业进入内存时;故作业调度的周期长;低级调度又称为进程调度和短程调度;调度物件为进程或内核级线程;进程调度的运行频率最高;是最基本的一种调度;多道批处理、分时、实时三类OS中必须配置这种调度..引入中级调度的主要目的:是为了提高系统资源的利用率和系统吞吐量2、低级调度的功能保存处理机的现场信息、按某种算法选取进程、把处理器分配给进程3、进程调度方式1非抢占方式—实现简单、系统开销小、适用于大多数的批处理系统环境2抢占方式——原则:优先权原则、短作业进程优先原则、时间片原则4、同时具有三级调度的调度队列模型当在OS中引入中级调度后;人们可把进程的就绪状态分为内存就绪和外存就绪;类似的阻塞状态也可以同样划分..5、调度算法▲1、先来先服务FCFS2、短作业进程优先SJFSPF3、高优先权优先4、高响应比优先调度算法HRN..5、时间片轮转法1 要求:掌握算法思想..并能对前4种算法根据算法思想计算周转时间、平均周转时间、带权周转时间、平均带权周转时间;周转时间= 完成时间–到达时间=等待时间+服务时间2 掌握先来先服务、短作业进程优先、高响应优先调度算法三种算法性能评价:a.先来先服务算法即适合于作业调度也适用于进程调度;且算法较为简单;比较适合长作业或长进程不适合短作业或进程..b.短作业进程优先算法;能有效降低作业的平均等待时间;提高系统吞吐量..但该算法与用户做出的估计运行时间有很大的关系;对长作业进程不利;有利于短作业进程..c.高响应比优先调度算法;即照顾了短作业又考虑了长作业到达的先后次序;它不会使长作业长期得不到服务..6 高响应比优先调度算法优先权=等待时间+要求服务时间\要求服务时间响应比=等待时间+要求服务时间/要求服务时间=响应时间/要求服务时间7、最低松弛度优先调度算法即LLF算法该算法是根据任务紧急或松弛的程度;来确定任务的优先级..8、何谓死锁产生死锁的原因和必要条件是什么a.死锁是指多个进程因竞争资源而造成的一种僵局;若无外力作用;这些进程都将永远不能再向前推进;b.产生死锁的原因有二;一是竞争资源;二是进程推进顺序非法;c.必要条件是: 互斥条件;请求和保持条件;不剥夺条件和环路等待条件..互斥条件:一个资源一次只能被一个进程使用..请求和保持条件:保留已经得到的资源;还要求其它的资源..不剥夺条件:资源只能被占有者释放;不能被其它进程强行抢占..环路等待条件:系统中的进程形成了环形的资源请求链..9、处理死锁的基本方法1预防死锁—破坏产生死锁的四个必要条件中的一个或几个条件2避免死锁—破坏产生死锁的四个必要条件3检测死锁—通过系统设置的检测机构;及时检测出死锁的发生4解除死锁—撤销或挂起一些进程10、预防死锁的方法a.摒弃"请求和保持"条件b.摒弃"不剥夺"条件c.摒弃"环路等待"条件11、银行家算法▲要求掌握能够根据安全性检测算法;通过查找安全序列来判断某个时刻系统是否处于安全状态..能利用银行家算法来计算:当某进程提出资源请求时;系统是否分配..12、死锁检测掌握死锁定理的概念:当且仅当一组进程某个状态S的资源分配图是不可完全简化的;则说明S状态为死锁状态..知道在进行死锁的检测常用的工具是资源分配图;并通过对资源分配图的化简判断一组进程是否处于安全状态无环..第四章存储管理1、存储器按存储量、速度怎么划分至少应具有三级:最高层为CPU寄存器、中间为主存、最底层为辅存;较高档点的根据具体功能还可细分为:寄存器;高速缓存、主存储器、磁盘缓存;固定硬盘、可移动存储介质等6层..主存储器简称内存或主存:容量一般为数十MB到数GB;其访问速度远低于CPU执行指令的速度..为此引入寄存器和高速缓存;寄存器访问速度最快;价格昂贵;容量不大;高速缓存容量大于或远大于寄存器;从几十KB到几十MB;访问速度快于主存储器..2、程序的装入方式绝对装入方式、可重定位装入方式、动态运行时装入方式3、程序的链接方式分类静态链接、装入时动态链接、运行时动态链接4、对换的定义、分类、实现对换是把内存中暂时不能运行的进程或者暂时不用的程序和数据调到外存上;以便腾出足够的内存空间;再把已具备运行条件的进程或进程所需要的程序和数据调入内存..以整个进程为单位;称为“整体对换”或“进程对换”;以“页”或“段”为单位;分别称为“页面对换”和“分段对换”;又称为“部分对换”为了实现进程对换;系统必须能实现三方面的功能:对换空间的管理、进程的换出;以及进程的换入..6、基本分页存储管理方式重点考查1、分页的基本原理分页存储管理是将一个进程的逻辑地址空间分成若干个大小相等的片;称为页面或页;将这些页面装入到内存一些不连续的内存块中..若将一个进程的所有页面一次全部装入到内存叫基本分页;若按进程的运行情况分多次部分装入到内存叫请求式分页..由于进程的最后一页经常装不满一块而形成不可利用的碎片;称为页内碎片系统为每个进程建立一张页面映像表;简称页表..页表的作用是实现从页号到物理块号的地址映射..2、分页系统的地址变换机构▲掌握:能根据给定的逻辑地址和页表内容转换出物理地址注意在进行地址变换前要注意判断页号是否越界;并能掌握地址变换机构图..7 、基本分段存储管理方式1、分段存储管理方式的引入原因引入分段存储管理方式;主要是为了满足用户和程序员的一些需要:方便编程、信息共享、信息保护、动态增长、动态链接2、分段系统的基本原理在分段存储管理方式中;作业的地址空间被划分为若干个二维段;每个段定义了一组逻辑信息;逻辑地址由段号和段内地址组成..每个段在表中占有一个表项;其中记录了该段在内存中的起始地址又称为“基址”..段表是用于实现从逻辑段到物理内存区的映射..将一个作业的这些段装入到内存一些不连续的区域中在分段中一个作业获得的地址空间是不连续的;但是每个段获得的空间是连续的..当将一个作业的所有段一次全部装入到内存的是基本分段;若按作业的运行情况分多次部分装入到内存的是请求式分段..在分段中也会出现碎片..8、分段系统的地址变换机构▲掌握:能根据给定的逻辑地址和段表内容转换出物理地址注意在进行地址变换前要注意判断段号和段地位移量是否越界..9、分段和分页的主要区别a. 分页和分段都采用离散分配的方式;且都要通过地址映射机构来实现地址变换;这是它们的共同点;b. 对于它们的不同点有三;第一;从功能上看;页是信息的物理单位;分页是为实现离散分配方式;以消减内存的外零头;提高内存的利用率;即满足系统管理的需要;而不是用户的需要;而段是信息的逻辑单位;它含有一组其意义相对完整的信息;目的是为了能更好地满足用户的需要;c. 页的大小固定且由系统确定;而段长度不固定;决定于用户所编写的程序;d. 分页的作业地址空间是一维的;而分段的作业地址空间是二维的.10、虚拟存储器的特征及其内部关联a. 虚拟存储器具有多次性;对换性和虚拟性三大主要特征;b. 其中所表现出来的最重要的特征是虚拟性;它是以多次性和对换性为基础的;而多次性和对换性又必须建立在离散分配的基础上..11、页面置换算法▲1、先进先出FIFO2、最佳置换算法OPT3、最近最久未使用LRU置换算法4、Clock置换算法5、最少使用LFU置换算法1要求:掌握算法思想、名称缩写..并能对前3种算法根据算法思想计算缺页中断次数和缺页中断率;参考书P150页和作业题..2掌握先进先出FIFO、最佳置换算法OPT、最近最久未使用LRU置换算法的性能评价–先进先出:实现简单;性能最差;与进程实际的运行不相适应;且有可能会出现Belady现象即在未给进程或作业分配它所要求的全部页面时;有时会出现分配给作业的内存块数增多;缺页次数反而会增多的奇怪现象–最佳置换算法OPT:理论上;性能最佳;实际上;无法实现;通常只用在研究其它算法时;做参考评价..最近最久未使用LRU置换算法:性能较好;实现复杂;需要硬件支持..12、分段保护采取以下措施保证信息安全:越界检查、存取控制检查、环保护机构第五章设备管理1、I/O设备按使用特性、传输速率、信息变换、共享属性如何分类按设备的使用特性分类:存储设备又称外存、后备存储器、辅助存储器;输入输出设备又可具体划分:输入设备键盘、鼠标、扫描仪、视频摄像、各类传感器、输出设备打印机、绘图仪、显示器、数字视频显示设备、音响输出设备、交互式设备按传输速率分类:低速设备键盘、鼠标、语音的输入输出设备;中速设备行式打印机、激光打印机;高速设备磁带机、磁盘机、光盘机..按信息交换的单位分类:块设备磁盘;字符设备交互式终端、打印机按设备的共享属性分类:独占设备;共享设备磁盘;虚拟设备2、设备控制器的组成设备控制器由以下三部分组成:1设备控制器与处理机的接口;该接口用于实现CPU 与设备控制器之间的通信;提供有三类信号线:数据线、地址线和控制线..2设备控制器与设备的接口;可以有一个或多个接口;且每个接口连接一台设备..每个接口都存在数据、控制和状态三种类型的信号..3I/O逻辑;用于实现对设备的控制..其通过一组控制线与处理机交互;处理机利用该逻辑向控制器发送I/O命令;I/O逻辑对收到的命令进行译码..3、I/O通道设备如何引入虽然在CPU和I/O设备之间增加了设备控制器后;已能大大减少CPU对I/O的干预;但当主机配置的外设很多时;CPU的负担仍然很重;为此;在CPU和设备控制器之间又增设了通道..I/O通道是一种特殊的处理机;它具有执行I/O指令的能力;并通过执行通道I/O程序来控制I/O操作..通道与普通处理机的区别:1没有自己的内存;且与主机共享主机内存2执行的指令单一;主要执行与I/O有关的指令..通道分为:字节多路通道主要连接低速字符设备;数组选择通道主要连接高速块设备;数组多路通道主要连接中高速块设备4、有哪几种I/O控制方式各适用于何种场合1I/O控制方式:程序I/O方式、中断驱动I/O控制方式、DMA I/O控制方式、I/O通道控制方式..2程序I/O方式适用于早期的计算机系统中;并且是无中断的计算机系统;中断驱动I/O控制方式是普遍用于现代的计算机系统中;DMA I/O控制方式适用于I/O设备为块设备时在和主机进行数据交换的一种I/O 控制方式;当I/O设备和主机进行数据交换是一组数据块时通常采用I/O通道控制方式;但此时要求系统必须配置相应的通道及通道控制器..5、DMA控制器的组成1DMA控制器由三部分组成:主机与DMA控制器的接口、DMA控制器与块设备的接口、I/O控制逻辑..2DMA方式与中断控制方式的区别:相同点是都是以块为单位进行传输..区别是:1CPU处理中断的时间:●中断控制方式:是在数据缓冲寄存器满之后要求CPU进行中断处理●DMA方式:是在所要求转送的数据块全部传送结束时要求CPU进行中断处理..这就大大减少了CPU进行中断处理的次数..2数据传送的完成者:●中断控制方式:是在中断处理时由CPU控制完成的;●DMA方式:是DMA控制器完成的..6、为了实现主机与控制器之间成块数据的直接交换;需设置DMA控制器中四类寄存器DR:数据寄存器;暂存从设备到内存或从内存到设备的数据MAR:内存地址寄存器DC:数据计数器;存放本次CPU要读或写的字节数CR:命令\状态寄存器;接收从CPU发来的I/O命令;或相关控制信息;或设备状态7、缓冲的引入原因操作系统引入缓冲机制的主要原因可归结为以下几点:1缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾;2减少对CPU的中断频率;放宽对中断响应时间的限制;3提高CPU与I/O 设备之间的并行性..8、缓冲池的组成、工作方式三个队列:空缓冲队列、输入队列、输出队列四种工作缓冲区:1用于收容输入数据的工作缓冲区;2用于提取输入数据的工作缓冲区;3用于收容输出数据的工作缓冲区;2用于提取输出数据的工作缓冲区;9、SPOLLing系统的定义、组成、特点SPOOLing系统是对脱机I/O工作的模拟;其必须有高速随机外存通常采用磁盘的支持..SPOOLing系统主要有以下四个部分:1输入井和输出井;为磁盘上开辟的两大存储空间;分别模拟脱机输入/出时的磁盘;并用于收容I/O设备输入的数据和用户程序的输出数据;2输入缓冲区和输出缓冲区;在内存中开辟;分别用于暂存由输入设备和输出井送来的数据;3输入进程SPi和输出进程SPo;分别模拟脱机输入/出时的外围控制机;用于控制I/O过程;4I/O请求队列;由系统为各个I/O请求进程建立的I/O请求表构成的队列..SPOLLing系统的特点:提高了I/O的速度;将独占设备改造为共享设备;实现了虚拟设备功能..10、磁盘的类型和访问时间组成磁盘分为两类:固定头磁盘一般为大容量磁盘和移动头磁盘一般为中小型容量磁盘..磁盘访问时间=寻道时间+旋转延迟时间+数据传输时间11、磁盘磁盘调度算法▲1、先来先服务FCFS2、最短寻道时间优先SSTF3、扫描Scan算法又称为“电梯调度算法“4、循环扫描CScan算法1要求:掌握算法思想、名称缩写..并能根据算法思想计算碰头的寻道轨迹;寻道距离和寻道时间;参考书P194页和作业题..2掌握算法性能评价●先来先服务FCFS:公平、简单;平均寻道时间可能较长;●最短寻道时间优先SSTF:平均寻道时间比FCFS算法短;但可能会出现“饥饿现象”和“磁臂粘着”现象..●扫描Scan算法:消除了“饥饿”现象;但可能会出现“磁臂粘着”现象..●循环扫描CScan算法:改进了对于边缘区磁道访问的不公平;但可能会出现“磁臂粘着”现象..5.N-Step-Scan和FSCAN算法:可避免出现“磁臂粘着”现象..第六章文件管理1、文件的定义、属性文件是指由创建者所定义的、具有文件名的一组相关信息的集合;可分为有结构文件和无结构文件..文件的属性包括:文件类型、文件长度、文件的物理位置、文件的建立时间。
《计算机应用基础》上知识重点第一章计算机基础知识1.1946年3月,在美国宾夕法尼亚大学,世界上第一台真正意义上的计算机ENIAC(电子数字积分计算机)诞生,它的主要元器件是电子管。
2.第一代计算机:电子管计算机第二代:晶体管计算机第三代:集成电路计算机第四代:大规模、超大规模集成电路计算机3.计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助教育(CAE)、计算机辅助教学(CAI)4.计算机硬件的五个基本组成部分:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备、其中运算器和控制器共同构成中央处理器(CPU)5.中央处理器根据冯.诺依曼的“程序存储”设计思想设计6.按信息是否可以更改,存储器分为读写存储器和只读存储器,读写存储器用RAM表示,只读存储器用ROM表示;7.高速缓冲存储器(Cache)它是位于主存与CPU之间的一个快速小容量存储器,用来保存CPU正在运行的程序和需要及时处理的数据。
与主存相对,它的存取速度更快,但容量小,成本较高。
8.输入设备:键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、摄像头、触摸屏输出设备:显示器、打印机、音箱和耳机9.10.根据软件的不同作用,通常将软件大致划分为系统软件和应用软件两大类。
11.CPU的性能指标CPU是计算机最核心的部件,因此CPU的性能指标也是衡量计算机性能的主要参数,主要包括机器字长和运算速度两大方面。
机器字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数,字长越长,计算机的运算精度就越高。
运算速度用CPU每秒执行的指令条数来表示,单位一般用MIPS表示。
影响CPU运算速度的因素有很多,最主要是CPU的时钟频率,即主频。
12.内存容量内存储器,也简称主存,是CPU可以直接访问的存储器,需要执行的程序与需要处理的数据就是就是存放在主存中。
内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。
第二章Windows 7操作系统1.操作系统(OS)是计算机系统中一个不可或缺的组成部分,是一种管理计算机资源、控制程序运行、改善人机交互界面和为其他软件提供支持的系统软件。
计算机操作系统第0章计算机系统概述计算机系统由操作员、软件系统和硬件系统组成。
软件系统:有系统软件、支撑软件和应用软件三类。
系统软件是计算机系统中最靠近硬件层次不可缺少的软件;支撑软件是支撑其他软件的开发和维护的软件;应用软件是特定应用领域的专用软件。
硬件系统:借助电、磁光、机械等原理构成的各种物理部件的组合,是系统赖以工作的实体。
如今计算机硬件的组织结构仍然采用冯诺依曼基本原理(有控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备—通常把控制器和运算器做一起称为中央处理机cpu,把输入输出设备统称为I/O设备)。
关于计算机系统的详细:Cpu的四大组件构成:ALU、CU、寄存器和中断系统。
存储器:理想存储器是大容量、高速度和低价位。
在计算机系统中存储器的分层结构:寄存器、高速缓存(cache)(用于解决cpu和内存读写速度过于不匹配)、主存(RAM和ROM)、磁盘和磁带。
I/O系统:由I/O软件和I/O硬件组成,前者用于将数据输入主机和将数据计算的结果输出到用户,实现I/O系统与主机工作的协调。
I/O硬件包括接口模块和I/O设备。
关于系统中断:利用中断功能,处理器可以在I/O操作执行过程中执行其他指令。
第1章操作系统引论操作系统的定义:控制和管理计算机软、硬件资源,合理组织计算机的工作流程,以便用户使用的程序集合。
计算机的四代发展:(1)没有操作系统的计算机(没有晶体管,使用机器语言写成的)(2)有监控系统的计算机(出现晶体管,使用汇编语言和高级语言,出现了单道批处理系统)(3)带操作系统的计算机(出现了小规模的集成电路,出现了多道程序设计技术—相当于系统中断,由于多道程序不能很好的满足用户对响应时间的要求,出现了分时系统。
多批道处理系统和分时系统的出现标志着操作系统的形成。
)(4)多元化操作系统的计算机(出现了大规模集成电路,分布式操作系统)操作系统的特征并发性:两个或两个以上的事物在同一个时间间隔内发生。
计算机基础第二章试题及答案第一节:选择题1. 下列哪个不是计算机系统的基本组成部分?A. 输入设备B. 输出设备C. 控制单元D. 操作系统答案:D2. 以下不属于计算机外部设备的是?A. 打印机B. 显示器C. 内存条D. 键盘答案:C3. 计算机的硬件包括以下哪些部分?A. 控制器B. 高速缓存C. 主板D. 操作系统答案:A、C第二节:判断题1. 计算机内部的存储器分为主存储器和辅助存储器两种。
答案:正确2. 冯·诺依曼体系结构的计算机主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
答案:正确3. 容量大、速度快、价格低廉的随机存储器(RAM)通常用作计算机的主存储器。
答案:正确第三节:填空题1. 计算机的基本运算单位是______。
答案:字节2. 计算机中用于存储、传输和处理数据的组织形式是______。
答案:二进制3. 主板上的______是计算机的中枢和控制中心。
答案:芯片组第四节:简答题1. 请简述冯·诺依曼体系结构的计算机工作原理。
答案:冯·诺依曼体系结构的计算机工作原理是通过存储程序来实现的。
计算机首先从存储器中读取指令和数据,然后将其传送到运算器进行运算,最后将结果存储回存储器或输出到外部设备。
这种体系结构的计算机具有程序可存储、指令流水处理等特点。
2. 请简述计算机的外部设备有哪些以及其作用。
答案:计算机的外部设备包括输入设备和输出设备。
常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等,用于将外部信息输入到计算机中。
常见的输出设备有显示器、打印机、音响等,用于将计算机处理后的数据输出给用户。
3. 请简述计算机存储器的分类及其特点。
答案:计算机存储器可以分为主存储器和辅助存储器。
主存储器是计算机与CPU直接交互的存储器,通常由随机存储器(RAM)组成,具有容量大、读写速度快等特点。
辅助存储器是用于长期存储大量数据的存储设备,如硬盘、固态硬盘等,具有容量大、价格低廉等特点。
计算机系统基础第一篇:计算机系统基础概述计算机系统基础是指计算机的硬件、软件以及其它相关组件的完整结构,是实现计算机运算及数据存储的基础。
计算机系统基础的学习,涉及到计算机的各个方面,也是任何计算机专业学生必修的一门课程。
计算机系统基础主要包括以下几个方面:计算机体系结构、计算机硬件、计算机操作系统、计算机编程语言、计算机网络等。
计算机体系结构是指计算机的硬件和软件被连接起来的方式。
计算机体系结构包括计算机内部结构和外部结构。
计算机内部结构主要是指计算机内部硬件的组成,如处理器、内存、I/O设备等。
计算机外部结构主要是指计算机的外围设备,如打印机、扫描仪、键盘、鼠标等。
计算机硬件是计算机系统的物理部分,包括计算机内部的各种硬件设备,例如:CPU、主板、硬盘、内存等。
计算机硬件的工作原理是通过电路和逻辑门来完成计算机的基本运算。
计算机操作系统是指计算机的管理程序,负责管理计算机的硬件和软件资源,掌握计算机的一切操作和存储。
计算机操作系统的核心是内核,它是操作系统的最重要的部分,负责控制计算机的硬件设备,以及提供进程管理、内存管理、文件系统和安全保护等功能。
有很多种操作系统,常见的有Windows、Linux、Mac OS等。
计算机编程语言是计算机系统基础中非常重要的一部分,是计算机语言的基础。
计算机编程语言是计算机人员与计算机进行通信的工具,可以用来指示计算机要执行的操作。
计算机编程语言的种类很多,常见的有C语言、C++、Java、Python 等。
计算机网络是计算机系统基础的重要组成部分,包括互联网、局域网等。
计算机网络是计算机之间的通信系统,以传递数据为主要目的。
计算机网络的主要工作是提供高效的通信方式,保证数据传输的正确性和可靠性。
总的来说,计算机系统基础是计算机专业学生必须学习的课程,它涉及到计算机的许多基础知识,如计算机体系结构、计算机硬件、计算机操作系统、计算机编程语言和计算机网络等。
计算机体系结构基础知识概述计算机体系结构是计算机学科的基石,它研究计算机组织、功能和操作的结构。
在计算机科学的早期阶段,人们开始探索计算机体系结构的基础知识,并不断推动计算机技术的发展。
本文将对计算机体系结构的基础知识进行概述,包括计算机硬件、指令集体系结构以及存储层次结构等内容。
一、计算机硬件计算机硬件是计算机系统的物理组成部分,包括中央处理器(CPU)、主存储器、输入输出设备和外部存储器等。
中央处理器是计算机的核心,负责执行指令和处理数据。
主存储器用于存储指令和数据,通过地址线和数据线与CPU进行通信。
输入输出设备用于和外部世界交互,包括键盘、鼠标、显示器等。
外部存储器主要用于长期存储大量数据,如硬盘、光盘等。
二、指令集体系结构指令集体系结构是定义了计算机的指令集和指令执行方式的规范。
它包括指令集的种类、指令的格式以及指令的执行机制等。
常见的指令集体系结构有CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)等。
CISC指令集拥有较多的指令和地址模式,可以在一条指令中完成复杂的操作,但其设计和实现较为复杂。
而RISC指令集则注重简洁和高效,通过减少指令的种类和格式,提高执行效率。
三、存储层次结构存储层次结构是计算机存储器的组织方式,将存储器按照速度、容量和成本进行分层次的组织。
存储层次结构包括寄存器、高速缓存、主存和辅助存储器等。
寄存器是位于CPU内部的最快的存储器,用于存储指令和数据。
高速缓存是位于CPU和主存之间的一级缓存,用于提高指令和数据的读写速度。
主存是指计算机内存条,用于存储运行中的程序和数据。
辅助存储器则是永久性存储介质,如硬盘、光盘等。
四、计算机体系结构的发展随着计算机技术的发展,计算机体系结构也在不断演进。
早期的计算机体系结构采用冯·诺依曼结构,即将指令和数据存储在同一存储器中,通过程序控制和数据传送来执行指令。
随着技术的发展,出现了多处理器体系结构、向量处理器体系结构和集群计算体系结构等。
计算机体系结构知识点总结————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:第一章计算机体系结构的基本概念1.计算机系统结构的经典定义程序员所看到的计算机属性,即概念性结构与功能特性。
(计算机组成:指计算机系统结构的逻辑实现。
计算机实现:计算机组成的物理实现)2.计算机系统的多级层次结构:1.虚拟机:应用语言机器->高级语言机器->汇编语言机器->操作系统机器2.物理机:传统机器语言机器->微程序机器3.透明性:在计算机技术中,把这种本来存在的事物或属性,但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。
4.编译:先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序5.解释:对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令,都转去执行低一级机器上的一段等效程序。
6.常见的计算机系统结构分类法有两种:Flynn分类法、冯氏分类法(按系统并行度P m:计算机系统在单位时间内能处理的最大二进制位数)进行分类。
Flynn分类法把计算机系统的结构分为4类:单指令流单数据流(SISD)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)IS指令流,DS数据流,CS(控制流),CU(控制部件),PU(处理部件),MM,SM(表示存储器)7.计算机设计的定量原理:1.大概率事件优先原理(分配更多资源,达到更高性能)2.Amdahl定理:加速比:S n=T0(加速前)T n(加速后)=1(1−Fe)+Fe/Se(Fe为可改进比例(可改进部分的执行时间/总的执行时间),Se为部件加速比(改进前/改进后)3.程序的局部性原理:时间局部性:程序即将使用的信息很可能是目前使用的信息。
空间局部性:即将用到的信息可能与目前用到的信息在空间上相邻或相近。
4.CPU性能公式:1.时钟周期时间2.CPI:CPI = 执行程序所需的时钟周期数/IC3.IC(程序所执行的指令条数)8.并行性:计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。
__________________________________________________计算机组成原理(第二版)唐朔飞----各章节知识点第一章知识总结(一)2017-04-19马辉一个完整的计算机系统包括了硬件和软件两个子系统。
硬件部分按冯诺依曼观点分为运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件。
它们之间用系统总线进行连接。
系统总线按传输内容分地址总线、数据总线和控制总线三类。
软件部分包括系统软件和应用软件两类,它们通常使用机器语言、汇编语言和高级语言三种计算机语言进行编写。
由于机器硬件电路只能识别用0、1编写成的机器语言程序,所以用汇编或高级语言编写的源程序在运行前需使用汇编程序、编译程序或解释程序进行翻译。
软件的狭义观点是:软件是人们编制的具有各类特殊功能的程序,广义观点是:软件是程序以及开发、使用和维护程序需要的所有文档。
为了简化对复杂的计算机系统的理解,对计算机系统进行了层次结构划分,通常分为微程序机器、传统机器语言机器、操作系统虚拟机、汇报语言虚拟机、高级语言虚拟机等。
从不同角度、层次理解机器的功能与使用方法,简化了需要掌握的知识内容。
虚拟机:依赖于一定的系统软件,所体现出的具有某种结构、功能和使用方法的计算机。
计算机组成原理关注传统机器语言机器M1和微程序机器M0,它们是实际机器,所看到的机器功能与结构由硬件电路直接实现。
冯诺依曼关于计算机结构的观点:1、计算机由五大功能部件组成。
2、指令和数据均用二进制数表示,以同等地位存放于存储器中。
3、存储器按地址进行访问。
4、指令由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置。
5、指令在存储器内按顺序存放,通常被顺序执行,在特定条件下,可根据运算结果或设定的条件改变执行顺序。
6、机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。
现代大部分机器仍采用“存储程序”思想构建,仍属于冯诺依曼结构的计算机。