2019-2020-1学期 20202413 《网络空间安全专业导论》第二周学习总结

2019-2020-1学期 20202413 《网络空间安全专业导论》第二周学习总结

目录

• 2019-2020-1学期 20202413 《网络空间安全专业导论》第二周学习总结
  • 第四章：门和电路
    • （一）计算机和电学
    • （二）门
    • （三）门的构造
    • （四）电路
      • 1、组合电路
      • 2、加法器
      • 3、多路复用器
    • （五）存储器电路
    • （六）集成电路
    • （七）CPU芯片
  • 第五章：计算部件
    • （一）独立的计算机部件
    • （二）存储程序的概念
    • （三）嵌入式系统
    • （四）并行体系结构
      • 1、并行计算
      • 2、并行硬件分类
  • 总结

第四章：门和电路

（一）计算机和电学

• 任何电信号都有电平，0_{2伏的电压是低电平，由0表示；2}5伏的电压是高电平，由1表示

• 门：对电信号执行基本运算的设备

• 电路：相互关联的门的组合，用于实现特定的逻辑函数

• 描述门和电路的表示法有三种：

1. 布尔代数：表示二值逻辑函数的数学表示法
2. 逻辑框图：电路的图形化表示，每种类型的门有自己专用的符号
3. 真值表：列出了所以可能的输入值和相关的输出值的表

（二）门

计算机中的门有时又叫做逻辑门，这里将分析下列6种类型的门：

1. 非门（逆变器）

2. 与门

3. 或门

4. 异或门

5. 与非门

6. 或非门

（三）门的构造

• 门使用晶体管建立输入值和输出值之间的映射

• 晶体管：作为导线或电阻器的设备，由输出信号的电平决定它的作用

• 半导体：既不是良导体也不是绝缘体的材料，如硅

• 晶体管具有三个接线端：

1. 源极
2. 基极
3. 发射极

下图则说明如何用晶体管构造这些门

（四）电路

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。在这里我们主要讨论与之相关的布尔代数。下表则列出了布尔代数的一些性质：

2、加法器

• 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，并考虑进位输入的电路

3、多路复用器

多路分配器执行的操作与之相反

（五）存储器电路

这里只了解一种：S-R锁存器

（六）集成电路

• 集成电路：又称芯片，是嵌入了多个门的硅片

• 集成电路（IC）根据包含门数分类：
  

（七）CPU芯片

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第五章：计算部件

（一）独立的计算机部件

• 五大组成部分:控制器（CU）、运算器(ALU)、存储器(Memory)、输入设备(Input)和输出设备(Output)。

• 三大核心组件:CPU、内存和硬盘

• 经常在计算机中使用的前缀：

（二）存储程序的概念

1、实现数据和操作数据的指令的逻辑一致性：冯·诺伊曼体系结构

• 内存

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）

寄存器：CPU中的一小块存储区域，用于存储中间值或特殊数据

• 输入/输出单元

• 控制单元

两种特殊寄存器：

1. 指令寄存器
2. 程序计数器

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

3、RAM和ROM

4、二级存储设备

1. 磁带

2. 磁盘

   ·表面被逻辑划分为磁道和扇区，每个扇区存放一个信息块

   ·四种衡量磁盘驱动器效率的方法：寻道时间、等待时间（旋转延迟）、存取时间和传送速率

3. CD和DVD

4. 闪存

5、触摸屏（一种特殊的I/O设备）

（三）嵌入式系统

（四）并行体系结构

1、并行计算

四种一般形式：位级、指令级、数据级、任务级

• 同步处理：多处理器将同一个程序应用于多个数据集

• 共享内存并行处理器：多个处理器共享整体内存的情况

2、并行硬件分类

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总结

第四章和第五章内容对我而言有点晦涩难懂，经过上网搜集资料、同学间讨论后心中仍有许多疑虑，希望这些问题在课上能得到很好的解决。