2021-2022-1学期 20212319刘宇佳《网络空间安全专业导论》第二周学习总结

门和电路

门

与门 ++两个输入都为1才输出1++
与+非=与非门 ++两个输入都为1才输出0++
或+非=或非门 ++两个输入都为0才输出1++
或门 ++两个输入都为0才输出0++
非门 ++输入1出0，输入0出1++
异或门 ++两个输入相同输出0，相异输出1++
%% 一共有三种表示法：布尔表达式、逻辑框图符号、真值表
%% 逻辑框图符号圆头为与，尖头为或，头➕⭕️为非，尾部有杠为异或
%% 布尔表达式：·为与，‘为非，+为或，⊕为异或

用晶体管构造门

源极：产生高电平
基极：高平联通发射极（接地，输出0）；低平断开发射极（不接地，输出1）
发射极：接地，是否被联通取决于基极

电路

组合电路：一堆门组合形成
%% 布尔代数式表达法具有：交换律，结合律，分配律，恒等，补，德·摩根定律
%% A(B+C)=AB+AC\A+(BC)=(A+B)(A+C)
%% A(A')=0 A+(A')=1
%% (AB)'=A'+B'(A+B)'=A'B'
时序电路(详细介绍了存储器电路)：输出由输入和电路当前状态（可通过输入设置）决定
::S·R锁存器：一般输入为S、R（可变化），状态为X，输出为Y，某刻X由上一刻的S、R决定::

加法器

半加器：只能计算某一位的和和进位（异或门输出和，与门输出进位）
全加器：计算两个数位并考虑进位（后一位的进位输入进来进行计算，进位输出到下一位的计算中）
多路复用器：2^n个输入，由另一批n个输入信号控制，输出一个
多路分配器：一个输入，n条控制线，2^n个输出

集成电路

SSI（小规模）++1～10个门++
MSI（中规模）++10～100++

LSI（大）++100～100000++
VLSI++多于100000++
CPU为计算机中最重要的集成电路

计算及部件

冯·诺伊曼体系结构

内存单元++内存是储存单元的集合，每个单元具有唯一的物理地址。可编址性：内存中每个可编址位置储存的位数。++

中央处理器
- 控制单元
  - 指令寄存器++放着正在执行的指令++
  - 程序计数器++放着下一条要执行的指令++
- 算数/逻辑单元（ALU）++处理加减乘除或与非，大部分具有寄存器，容纳一个字，访问寄存器比访问内存快得多++
输入单元++使外界数据进入计算机++、输出单元++使外界使用计算机数据++
总线宽度：能同时传输的位数。分别连接输入（出）设备（单向）、CPU（双向）、主存（双向），携带地址（选择内存位置或者设备、决定数据流向和来源）、数据、控制信息
缓存：存储常用数据的小型高速存储器
流水线：加速读取-执行周期，将指令分解成小步骤。

读取-执行周期

读取下一条指令++ 控制单元访问程序计数器中指定的内存地址，复制放入指令寄存器，更新程序计数器（给程序计数器+1）。算数/逻辑单元将地址送往内存总线，内存将特定位置的值返回++

译解指令
（如果需要）获取数据++可能要访问内存++
执行指令++将信号发送到算数/逻辑单元执行++
RAMvsROM
RAM每个储存单元都能被直接访问，访问很快且可以多次重写，但是断电后数据丢失
ROM中内容无法更改，不易丢失，只能读不能改写

二级存储设备（输入和输出设备）

磁带++缺点：虽然可以跳读，但存在物理移动，耗时++
磁盘++能直接访问想得到的信息，信息被磁化存储。每个磁道被分为几个几个扇区，每个扇区存放一个信息块（连续位序列）。指令控制机械臂经过正确磁道，等待正确扇区转到，访问信息块。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（前俩之和），传送速率（把数据从磁盘传输到内存的速率）。硬盘由几个连接在旋转主轴上的磁盘片构成，独立读写头。上下排列的所有磁道形成柱面++
CD和DVD+++/- R只能进行一次数据写入，可以无数次读取，+R和-R两种标准；RW的DVD可以写入很多次。CD上是一个从里向外盘旋的螺旋磁道，划分为扇区，数据均匀分布，因此外边缘磁道储存的信息多，盘片的旋转速度会根据光束的位置变化。CD-DA说明录音的格式，一个扇区存储1/75秒的音乐。CD-ROM容量大约为600M，内容不能更改。CD-R可记录一次，CD-RW可重复记录。DL的意思是双层，存储空间大。蓝光指驱动器中使用的是蓝色激光。CD和DVD的速度单位是x++
闪存++用于制作的固态硬盘（U盘）比普通硬盘速度更高、功耗更低++