2021-2022-1学期 20212320 《网络空间安全专业导论》第二周学习总结
第四，五章《第二周学习总结》
- 关于该章学习的收获
4.1 任何电信号都有电平，根据信号电平区分信号的值（二进制0或1）。0~2的电压是低电平，由二进制数字0表示，2-5伏范围内电压为高电平，由二进制数字1表示。 一个门可以接受一个或多个输入信号，生成一个输入信号。而电路中一个门的输出值会作为另一个门或多个门的输入值。
那么描述门与电路的表示法有三种，分别是布尔表达式、逻辑框图、真值表。第一个主要特点是变量和函数的值只是0或1，第二个是电路的图形化表示，每种类型的门有特定的图形符号表示。真值表则列出了所有可能的输入值和相关的输出值的表。
4.2 门 门主要有六种，非门，与门，或门，或异门，与非门和或非门，英文名分别为not , and , or , xor , nand , nor
4.2.1非门 非门输入的值是0，输出值为1；若输入值为1，则输出值为0。非门有时也叫作逆变器，因为其对输入值求逆。非门的逻辑框图符号是一个末端有小圆圈（求逆泡）的三角形。
4.2.2 与门 与门跟非门不同，与门接受的信号不是一个，而是两个。两个输入信号的值决定了输出信号。如果两个输入信号都为1那么输出的就是1，否则就为0.（从数学角度上看更像是加法）
4.2.3 或门 或门同样也有两个输入，若两个输入值为0，那么输出为0；否则输出是1（与加法类似）.正规的或门又叫做同或门
4.2.4 异或门 如果异或门的两个输入相同，则输出为0；否则，输出为1
4.2.5 与非门和或非门 与非门和或非门分别是与门和或门的对立门，也就是说，如果让与门的结果接受一个逆变器（非门），得到的输出和与非门的输出一样。
布尔表达式，逻辑框图符号，真值表
非门
与门
或门
异或门
与非门
或非门
4.3门的构造
门使用晶体管建立输入值和输出值之间的映射。晶体管有两种角色，一种是传导电流的电线，另一种是阻止电流的电阻器。它由半导体制成。晶体管有三个接线端，即源极，基极和发射极。源极制造的是高电平。基极控制的门决定是否把源极接地。若接地，0伏，没有则为高电平。
晶体管只有开关两种状态，分别对应高低。如果基极信号为高电平，源极信号被接地，关闭晶体管。如果基极信号为低电平，则源极信号仍是高电平，晶体管将被打开
4.4电路
电路分为两大类，一类是组合电路，一类是时序电路。前者仅由输入值决定，后者是输入值和电路当前状态的函数的电路。
4.4.2 加法器。加法器是对二进制值执行加法运算的电路。半加器是计算两个数位的和并生成正确进位的电路。全加器是计算两个数位的和，并考虑进位输入的电路。
4.4.3 多路复用器 是生成单个输出信号的通用电路。使用一些输入控制信号决定用哪条数据线发送输出信号的电路。
4.5存储器电路 S-R锁存器。一个该锁存器存储一个二进制数字。该电路的设计使两个输出的X和Y总是互补的。
4.6集成电路 又称芯片，是嵌入了多个门的硅片。
第五章
5.2.1 冯.诺伊曼体系结构
1 内存 每个储存单位（称为位）能存放1和0，这些位被组合成字节（8位），字节被组合成字。内存是储存单元的集合。这里通用单元，而不是字节或字，是因为不同机器中每个可编址的位置的位数（可编址性）不同。
2 算术/逻辑单元 执行算术运算（加减乘除）和逻辑运算的计算机部件。 寄存器，能容纳一个字。是CPU中的一小块存储区域，用于存储中间值或特殊数据。
3 输入/输出单元 输入单元（接收要存储在内存中的数据的设备） 输出单元（一种设备，用于把存储在内存的数据打印或显示出来，或把存储在内存或其他设备中的信息制成一个永久副本）
4 控制单元 指令寄存器（可存放当前正在执行的指令） 程序计数器（存放下一条指令） 中央处理器（解释执行命令）
5 总线宽度 可以在总线上并行传输的位数。流水线，一种将指令分解为可以重叠执行的小步骤技术。
5.2.2读取-执行周期 冯诺曼机原理，即数据和指令都存储在内存中，以同样的方式处理。处理周期有四个步骤，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，这是个每个存储单元都能被直接访问的内存;ROM为只读存储器，它的内容不能更改，是永久的。RAM具有易失性，ROM没有，ROM中位组合是永久性的。ROM稳定，不能更改，所以用它存储计算机启动自身需要的指令，经常使用的软件也存在ROM中
5.2.4 二级存储设备
1 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。
2 磁盘 磁盘驱动器。四种衡量磁盘驱动器效率的方法：1寻道时间，2等待时间，3存取时间，4传送效率。分为硬盘和软盘两种
3 CD和DVD CD有CD-DA（数字音频光盘），这种格式中的某些域用于时间安排信息。CD-ROM，只读存储器的数据是永远存储在光盘上的，不能改变。CD-R可以记录的光盘，允许写入数据。
DVD +-代表两种格式.R是可记录的，RW是可重写的。DL代表双层。CD-ROM和DVD-ROM速度单位是X。评估该设备时，列出的速度是最大值，表示读取光盘上的数据某些部分数据的速度。
4 闪存 可被用于制作固态硬盘。
5.2.5触摸屏
它显示文本和图形的方式和常规的显示器相同。以下是实现触摸屏的技术
1 电阻式 触摸屏由两个分层构成，均由导电材料制成，一层是水平线，一层是竖直线。两层之间有很小的空隙。上面的分层被按下后，与下层接通。接触的竖直线和水平线说明其位置
2 电容式 触摸屏在玻璃屏幕上加了个层压板，可以把电流导向任何方向，而且四角还有等量微弱电流。触碰屏幕的位置是靠比较来自每个角的电流强弱决定。
3 红外 触摸屏把十字交叉的水平和竖直红外光束投射到屏幕表面。屏幕反面的传感器将探测光束。触摸屏幕时，会打断光束，确定断点的位置。
4 表面声波 与红外相似，只不过投射的是高频声波。
5.3嵌入式系统
它是为完成小范围功能而专门设计的计算机。一个嵌入式系统集成在单个微型处理器上，程序被存储在ROM中。
5.4并行体系结构
并行计算一般有四种形式：位级，指令级，数据级和任务级
1 位级的并行是基于计算机的字长。增长字长能减少处理比字长的数值所需的操作
2 指令级的并行是基于程序中的某些指令能够同时独立地进行。超标量体系结构是一种处理器，可以向功能不同的处理器单元发送不同指令。它并没有多个处理器而是有多个执行资源。
3 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，称为SIMD（单指令多数据）。依赖一个控制单元来指导在不同操作数集合上执行相同的操作
4 任务级的并行是基于不同的处理器能在相同或不同的数据集上执行不同的操作
在数据级环境中，每一个处理器对不同的数据集执行相同的处理。共享内存并行处理器：多个处理器共享整体内存的情况。
学习过程中的问题：关于门的各种分类和运算。冯诺依曼体系的知识架构
解决方法：对于门的运算与数学相关的运算类比记忆，将各种门的布尔表达式，真值表等进行对比记忆。对于冯诺依曼体系架构，更多的结合课本上相关的概念图去记忆和理解，这个知识对我而言是全新的概念，图文结合去记忆是个很好的方式。
