2019-2020-1学期20192402《网络空间安全专业》第二周学习总结
第四章
4.1
任何电路都有电平,根据电平的信号区分信号的值,0——2是低电平,用0表示,2——5是高电平,用1表示。
门是对电信号执行基本运算的设备。一哥们接受一个或多个输入信号,生成一个输出信号。
电路是由门组合而成的,在电路中,一个门输出的值通常作为另一个门或多个门的输入值。
门和电路的三种表示法:布尔表达式,逻辑框图,真值表
布尔代数:一种代数运算,变量和函数值只是0或1
逻辑框图是电路图形化表示
真值表列出了一种们可能遇到的所有输入和相应输出,从而定义了这种门的功能。只有真值表真正定义了门在各种情况下的行为
4.2
计算机中的门有时又叫做逻辑门,每个输入或输出的值只能是0(低电平)或1(高电平)门的类型和输入值决定了输出值
非门:接受一个输入值,生成一个输出值 ,非门逻辑框图符号末端的小圆圈叫做求逆泡
与门:接受两个信号
或门:两个输入值
异或门:两个输入值相同,输出0;两个输入值不同,则输出1
与非门
或非门
4.2.6
非门将对它的唯一输入值求逆
两个输入值都是1,与门生成1
一个或两个输入值为1,则或门生成1
与非门,或非门生成的结果分别与与门,或门生成值相反
4.3
门使用晶体管建立输入值和输出值的映射
晶体管的角色有两种,一种是传导电流的电线,另一种是阻止电流的电阻器。晶体管由半导体材料制成,通常使用硅,
晶体管具有三个接线端,源极,基极和发射极
晶体管只能是生成高电平或生成低电平。如果基极信号是高电平,源极被接地,关闭晶体管;基极信号是低电平,源极是高电平,晶体管打开
4.4
电路分为两种,组合电路:输入值明确决定了输出;时序电路:他的输出时输入值和电路现有状态决定的,通常涉及信息存储
4.4.1
布尔代数遵循交换律和结合律,分配律,恒等,补,德·摩根定律
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
2,对两个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
4.4.2
加法器:对二进制值执行加法运算的电路
半加器:计算两个数位的和并生成正确进位的电路
全加器:计算两个数位的和,并考虑进位的电路
4.4.3
多路复用器: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
n条输入控制线可以控制2的n次幂条数据线
多路分配器:只有一个输入,根据n条控制线的值,输入信号被发送到2的n次幂个输出
4.5
数字电路的另一个用途是存储信息,构成了时序电路,因为这些电路的输出信号被用作电路的输入信号
4.6
集成电路是嵌入了多个门的硅片
4.7
CPU只是一种具有输入先和输出线的高级电路,每个芯片都有大量的引脚,计算机所有的通信都是通过这些引脚完成的
第五章 计算部件
DUO代表了单个芯片中集成了两个核
Hz是衡量每秒频率的单位
时钟集中生成一系列电脉冲,用来保证动作协调
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
一台计算机有许多总线,处理器和外界的主要连接线称为前端总线(FSB)
一兆是2的20次幂字节
缓存是通常集成在处理器内部的小型快速的存储介质
处理器运行的过快,消耗的电能越多,
GPU是一个独立计算机,在他自己的内存中记录屏幕图像的数据
RAM:随机访问处理器,也称主处理器
串行意味着数据以单独的比特流的形式被写入或读出
SSD:固态硬盘,切断电源时固态硬盘中的数据不会丢失
HDMI:高清晰度的多媒体接口
5.2
冯·诺伊曼体系机构:实现了数据和操作数据的指令的逻辑一致性,而且能存储在一起
处理信息的部件独立于存储信息的部件
部件:存储数据和指令的内存单元
对数据执行算数和逻辑运算的算数逻辑单元
把数据从外部世界转移到计算机中的输入单元
把结果从计算机内部转移到外部世界的输出单元 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
可编址性:内存中每个可编址位置存储的位数
算术逻辑单元(ALU)能执行基本的算术运算和逻辑运算(两个值的比较)的计算机部件
|
寄存器:CPU中的一块存储区域,用于存储中间值或特殊数据
输入单元:使外界数据和程序进入计算机的设备
输出单元:用于把存储在内存中的数据打印或显示出来,或把存储或其他设备在内存中的信息制成一个永久副本
控制单元:控制其他部件的动作,从而执行指令序列的计算机部件
指令寄存器:存放当前正在执行指令的寄存器
程序计数器:存放下一条执行的指令的地址的寄存器
中央处理器:算术逻辑单元和控制单元的集合,是计算机用于解释和指令的“大脑”
总线宽度:可以在总线上并行传输的位数
缓存:一种用于存储常用数据的小型高速存储器
流水线:一种将指令分解为可以重叠执行的小步骤的技术
主板:个人计算机的主板电路
5.2.2
读取-执行周期
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:随机存取存储器,每个存储单元都能被直接访问的内存,有易失性
ROM:只读存储器,内容不能更改,是永久的
5.2.4
二级存储设备:当不在处理程序和数据或关机,可把程序和数据保存起来
磁道:磁盘表面的同心圆
扇区:磁道的一个区
块:存储在扇区的信息,信息块是连续的位序列
5.3
嵌入式系统:完成小范围功能而设计的计算机
5.4.1
比特级并行:基于增加计算机的字长
指令级并行:基于程序中的某些指令能够同时独立并行
数据级并行:基于同一组指令集能同时对不同的数据集执行
人物级并行:基于不同的处理器能在不同或相同的数据集上执行不同的操作
共性内存并行处理器:多个处理器共享整体内存的情况
5.4.2
多核处理器有多个独立的核心,每个独立的核心能够包含多个执行单元