1. 计算机软硬件系统 冯诺伊曼结构 以运算单元为核心,控制流由指令流产生 程序和数据存储在主存中 主存是按地址访问,线性编址 指令由操作码和地址码组成 数据以二进制编码 其他:参考<重学计算机-计算机组成原理> 2. 计算机操作系统的发展 概述:任何一台机器都有其操作平台和操作系统 洗衣机:开关表示.按钮控制.亮灯显示 演进过程 手工操作:手动调动地址和数据按钮录入内存,然后点运行 引进装入程序:用卡片和纸带,通过ROM上的装入程序载入内存 汇编语言:对指令提供了助记符号 高级语言:面向问题…

1. 存储管理的基本概念 逻辑地址:用户地址,从零开始编号 一维逻辑地址:(地址) 二维逻辑地址:(段号: 段内地址) 主存储器的复用方式 按分区:主存划分为多个固定/可变分区,一个程序占一个分区 按页架:主存划分为多个固定页架,一个程序占多个页架 存储管理的模式 单连续:一维逻辑地址程序,占一个固定/可变分区 段   式:二维逻辑地址程序,占多个可变分区 页   式:一维逻辑地址程序,占多个页架 段页式:二维逻辑地址程序,占多个页架 地址转换:逻辑地址 --> 物理地址 静态重定位:程序装入内…

1.冯诺依曼计算机组成 主机(cpu+内存),外设(输入设备+输出设备+外存),总线(地址总线+数据总线+控制总线) 2.计算机层次结构 应用程序-高级语言-汇编语言-操作系统-指令集架构层-微代码层-硬件逻辑层 3.计算机性能指标 非时间指标 [字长]机器一次能处理的二进制位数 ,常见的有32位或64位 [总线宽度]数据总线一次能并行处理的最大信息位数,一般指运算器与存储器之间的数据总线的位数 [主存容量]主存的大小 [存储带宽]单位时间内与主存交换的二进制位数 B/s 时间指标 [主频f]时…

1. 存储系统层次结构 主存速度缓慢的原因:主存增速与CPU不同步,执行指令期间多次访问主存 主存容量不足的原因: 存在制约主存容量的技术因素:如由CPU.主板等相关技术指标规定了主存容量 应用对主存容量需求不断扩大:window98 -- 8M,windows 8 -- 1G -----> 存储体系结构化层次:  CPU -- Cache1 -- Cache2(解决速度) -- 主存 -- 辅存(解决容量) 存储体系结构化层次理论基础: 时间局部性:程序体现为循环结构 空间局部性:程序体现为顺…

1. 系统总线的特性及应用 总线概念:将计算机系统中各部件连接起来 总线分类:(外部/内部,系统/非系统,串行/并行,同步/异步...) 按用途分类: 存储总线:cpu与存储器 系统总线:连接存储总线和IO总线的中间总线 IO总线:连接外部设备 按位置分类: 外部总线:USB,火线(IEEE1394) 内部总线:PCI(连网卡),AGB(连显卡) (芯)片内总线:AMBA(ARM处理器) 按组成分类 数据总线:传数据,双向三态 地址总线:传地址,单向三态 控制总线:控制信号和时序信号 电源线和地…

1. IO的控制方式 演进过程:轮询 --> 中断 --> DMA --> IO通道 经典布局:南北桥 PS:详见<计算机组成原理> 2. IO的实现 软件实现层次:硬件 --> 中断处理程序 --> 设备驱动程序 --> 独立于设备的IO软件 --> 用户空间的IO软件 IO缓冲: 解决问题: 设备与CPU速度不匹配 逻辑记录大小和物理记录大小不一致 减少IO操作对CPU的中断次数 实现:缓冲区 内存中开辟一个专门临时存放IO数据的区域 分类:单缓冲…

1. 指令与处理器模式 指令执行周期:取指.译码.执行 指令分类(根据权限) 特权指令:只能被操作系统内核使用(启动IO,置PC值) 非特权指令:所有程序都能使用 处理器模式: 共有四种:0内核模式,1系统调用,2共享库程序,3用户模式 一般来说:只有0内核模式(能执行全部指令)和3用户模式(只能执行非特权指令) 模式切换: 用户模式 --> 内核模式(系统调用.异常.响应中断) 内核模式 --> 用户模式(中断返回指令) 2. 中断 概念: 操作系统是中断驱动的.即中断是激活操作系统的唯一方…

1. 输入输出系统概述 组成:外设.接口.总线.管理软件 基本功能 完成计算机内外的信息传递 保证CPU正确选择输出设备 利用缓冲等,实现主机与外设的速度匹配 特点:异步性.实时性.设备无关性 输入过程:CPU把地址值放入总线 --> CPU等候设备数据有效 --> CPU从总线读入数据存入寄存器 输出过程:CPU把地址值放入总线 --> CPU把数据值放入总线 --> 设备等数据有效取走数据 IO系统性能:存储IO.通信IO 连接特性:哪些设备可以和IO相连 IO系统容量:IO系…

1. 并发程序的基本概念 程序顺序性 内部顺序性:CPU严格按照顺序执行指令 外部顺序性:程序员设计程序时往往用顺序设计的思想 顺序程序特性 程序执行的顺序性 计算环境的封闭性: 程序执行时犹如独占资源 计算结果的确定性 计算过程的可再现性 并发进程 无关的并发进程:一组并发进程,在不同变量集上运行 交往的并发进程:一组并发进程,共享某些变量,相互影响 并发进程制约关系 进程互斥:争夺某一个资源 进程同步:共同完成某一个任务,协调先后顺序 发生问题: 与时间有关的错误:结果错误.永远等待 临界区…

1. 文件系统 文件系统概述 文件的组织: 逻辑结构:流式.记录式 物理结构:顺序.连接.直接.索引 文件的存取:顺序.直接.索引 文件的控制:逻辑控制.物理控制 文件的使用:打开.关闭.读.写.控制 文件的存储 块:存储介质上连续存储的区域,是主存与辅存信息交换的单位 顺序存取设备:光盘.磁带 直接存取设备:磁盘 2. 文件 文件的逻辑结构 流式文件:只是由一段字节序列构成的 记录式文件:有含义有结构的信息,比如员工工资记录 文件的物理机构 顺序文件:块块之间相连,批处理文件和系统文件一般都这…