自学了第四第五章后了解到关于计算机硬件层的结构,对计算机进行了更深入的了解,并且了解了最基础的硬件原件。
一、计算机和电学
任何电信号都有电平,一般来说0~2伏的电压是低电平,由二进制数字0表示,2~5伏的电压是高电平,由二进制数字1表示。
门:++对电信号执行基本运算的设备,接受一个或多个输入信号,生成一个输出信号。++
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:
++布尔表达式++:其中变量和函数的值只有0或1,表示二值逻辑函数的数学表示法。
++逻辑框图++:电路的图形化表示,每种类型的门都有自己的专用符号。
二、门
(注意:在这三种表示法中,只有真值表真正定义了非门在各种情况下的行为)
三、门的构造
++晶体管++:作为导线或电阻器的设备,由输入信号的电平决定它的作用。
++半导体++:既不是绝缘体也不是良导体的材料。
四、电路
++1.组合电路++:输出仅由输入值决定的电路。
++2.时序电路++:输出是输入值和电路当前状态的函数的电路。
++3.布尔代数的重要属性++:分配律等。
++4.加法器++:对二进制执行加法运算的电路
全加器:计算两个位数的和,并考虑进位输入的电路。
4.4.3++多路复用器++
多路复用器:使用一些控制信号决定用那条输入数据线发送输出信号的电路
++4.5存储器电路++
S-R锁存器,S和R都是1即可保持电路状态,S初始设为0可将X设为1;R初始设为0可将X设为0
++4.6集成电路++
集成电路:嵌入多个门的硅片
++4.7CPU++中央处理器,有大量引脚,执行计算机通信,通信又把CPU和也是高级电路的储存器与I/O设备连接在一起
计算部件5.1独立的计算机部件
Corei5处理器,单位GHzFBS(处理器和外界的主要连接线)MHz缓存MB,(兆字节10^20)GPU图形处理器
存储器
随机访问存储器RAM,也称主存储器
5.2存储程序的概念
冯·诺依曼体系结构
++内存++是储存单元的集合,每个储存单元有唯一的地址。用单元而不用字节是因为不同机器的可编址性(内存中每个可编址位置存储的位数)不同
++算数++/逻辑单元(ALU)是执行算数运算和逻辑运算的计算机部件ALU中有少量的特殊储存单元称为寄存器,用于储存中间值或特殊数据
输入单元接收要储存在内存中的数据的设备输出单元把输入单元中数据打印或显示出来,或把信息制成永久副本的设备控制单元是控制其他部件的动作从而执行指令序列的计算机部件
指令寄存器可以存放当前正在执行的指令
程序计数器可以存放下一条要执行的指令的地址
中央处理器是算数/逻辑单元和控制单元的组合,相当于大脑
总线宽度是同时能传输的位数
缓存是一种用于存储数据的小型高速存储器
流水线是一种指令分解为可以重复执行的小步骤的技术
主板是个人计算机的主电路板
5.5.2读取-执行周期
读取下一条指令——译解指令——获取数据——执行指令
ROM只读存储器,内容不可更改。把位组合放在ROM中称烧入
5.2.4二级存储设备
++1.磁带++读卡器,卡片穿孔机,磁带驱动器等,其跳读要经过读写头
++2.磁盘++磁盘驱动器
CD播放器和磁带录音机的混合物
磁道磁盘表面的同心圆
**扇区**磁道的一个区
块存储在扇区中的信息
**柱面**所有磁盘表面的同心磁道的集合
++3.CD和DVD++
CD(光盘)使用激光读取信息,没有同心磁道,只有螺旋磁道DVD(数字化多功能光盘)具有大容量储存能力
++4.闪存++
U盘,比普通硬盘速度更快、功率更低,但存储介质会被磨损
5.2.5触摸屏
++既担任输入又担任输出设备++
类型:电阻式,电容式,红外,表面声波
5.3嵌入式系统
通常集成在微型处理芯片上,程序储存在ROM中
5.4并行体系结构
并行计算有四种一般的形式:位级、指令级、数据级和任务级