软考中级 信息系统管理工程师复习笔记(干货)

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信息系统管理管理师复习笔记
第一篇：信息系统基础第一章：计算机硬件基础重点：计算机硬件基础知识、计算机
基本共同组成、中央处理、存储器、i/o设备等主要部件的性能和基本工作原理，以及计
算机系统结构，计算机存储系统等。

1.1、计算机基本共同组成1946年发生第一台计算机，按照冯.诺依曼-计算机设计思想，计算机硬件系统由：运算器、控制器、存储器、输入输
出设备5大部分共同组成。

运算器与控制器泛称为中央处理器(cpu)，内存储器和中央处
理器齐名主机。

不属于主机的设备泛称外部设备，包含输入输出设备、外存储器。

右图就
是计算机的基本共同组成：1.1.1、中央处理器
1）运算器
a、运算器：展开算术和逻辑运算的部件，运算数据以二进制格式得出，可以从存储
器抽出去或源自输出设备，运算结果载入存储器或输出设备。

b、运算器由算术逻辑运算部件(alu)和寄存器(通用寄存器、特殊寄存器)组成。

c、
算数运算按照算术规则运算，如加减乘除及它们的复合运算，逻辑运算一般泛指非算术性
运算，如比较、移位、逻辑加或减、取反、异或等。

现代计算机的运算器有8、16、32或
更多，构成一个通用寄存器组，以减少访问存储器的次数，提高运算器的速度。

2）控制器
控制器是指挥、协调计算机各大部件工作的指挥中心。

实质是解释、执行指令。

cpu
能够按正确的时序产生操作控制信号是控制器的主要任务。

运算器组成部分如下图：3）
存储器
存储器以二进制形式存放数据和程序的部件，通过地址线和数据线与其他部件相连。

各种类型的存储器：
a、高速缓冲存储器(cache)：由双极型半导体组成，特点是高速、小容量，存取速度
接近cpu的工作速度，用来临时存放指令和数据。

b、主存储器：就是计算机系统中的关键部件、用以放置计算机运转时的大量程序和
数据，用mos半导体存储器形成。

--cpu能够轻易出访的存储都叫做内存储器，高速缓冲
器与主存都属内存储器。

c、辅助存储器：又叫外存储器，特别点是容量大，主要由磁表面存储器组成，目前
光存储器运用广泛。

4）输入输出设备(外围设备)
i/o设备就是计算机与其他设备之间继续执行信息互换的装置，包含各类输入输出设
备及适当的输入输出USB。

a、输出设备的功能就是把数据、命令、字符、图形、图像、声音和电流等信息折算成计算机可以发送和辨识的二进制数字代码，以便计算机处置。

输出
设备的功能就是把计算机处理结果，变为人最终可以辨识的数据、文字、图形、图像、声
音等列印或表明出。

b、输出设备举例：第一种就是使用媒体输出的设备例如纸带输出机、卡片输出机、光学字符阅读机等，第二种就是交互式输出设备(可以创建人机之间的亲善
界面)存有键盘、鼠标、光笔、触摸屏、追踪球等。

c、输出设备举例：显示器、打印机、测绘仪、语音输出、卡片或纸带穿孔机。

在光栅扫描显示器中，为了确保屏幕上表明的图像不产生闪光，图像必须以50帧／
秒至70帧／秒的速度展开创下。

这样紧固分辨率的图形显示器其行频、水平读取周期、
每像素念出时间，均存有一定建议。

比如当分辨率为640×480时，且假设水平回扫期和
横向回扫期各占到水平读取周期和横向读取周期的20％。

则行频为480线÷80／100×50
帧／ｓ=30khz水平读取周期hc≡１／30khz＝33us
每一像素读出时间为33us×80%÷640＝40~50ns若分辨率提高到1024×768，帧频为
60帧／秒，则行频提高到57.6khz，水平扫描周期hc＝17.4us，每像素读出时间减少到13.6us。

从这里可以清楚看到，分辨率越高，为保证图像不闪烁，则时间要求越高（每－
像素读出、显示的时间越短），成本也随之迅速上升。

另外光栅扫描显示器的扫描方式还
可以分成逐行扫描与隔行扫描方式两种。

1.2、计算机系统结构
紧紧围绕着如何提升指令的继续执行速度和计算机系统的性能价格比，发生了流水线
处理机、并行处理机、多处理机、精简指令系统计算机。

1）并行处理的概念
并行处理的概念：并行性就是指计算机系统具备同时运算或操作方式的特性，包含同
时性、并发性两种含义。

同时性就是指两个或者两个以上的事件同一时间出现。

并发性就
是指两个或者两个以上事件同一时间间隔出现。

计算机提高并行性的措施：时间重叠(引入时间因素)、资源重复(引入空间因素)、资
源共享(软件方法)。

计算机的基本工作过程：继续执行一串指令、对一组数据展开处置。

计算机继续执行
的指令序称作“指令流”，指令流调用的数据序列称作“数据流”。

根据指令流和数据流
的多重性，把计算机系统分成4类：s-single单一的、i-instruction指令、m-multiple
多倍的、d-data数据。

单指令流单数据流(sisd)：计算机的指令部件一次只对一条指令进行译码，并只对一
个操作部件分配数据，传统的单处理机属于sisd计算机。

单指令流多数据流(simd)：这类计算机具有多个处理单元，它们在同一个控制部件的
管理下继续执行同一指令，向各个处理单元分配须要的相同数据，并行处理机属simd计
算机。

多指令流单数据流(misd)：包含多个处理单元，按多条不同指令的要求对同一数据及
中间结果进行不同的处理，这类计算机很少见。

多指令流多数据流(mimd):涵盖多处理机、存储器和控制器、实际就是几个sisd的子集，同时运转多个程序和处置各自的数据，多处理机属这类计算机。

2）流水线处理机系统
流水线技术就是一种时间循序技术，减少少量硬件就能够提高几倍计算机的运算速度。

就是一种广泛采用的并行处理技术。

执行过程：取指令、指令分析、指令执行
若取指令、念指令、继续执行指令时间均为t，则顺利完成n条指令的所需时间t1则为：t1=n*3t=3nt,而运用流水线方式后，
则所需时间t2=3t+(n-1)t=(n+2)t。

因此传统的串行执行方式优点是控制简单，节省
设备。

缺点是执行指令速度慢，功能部件利用率低。

采用并行执行方式优点是程序执行时
间缩短，功能利用率增高，相对控制复杂、需要更多硬件支撑。

3）并行处理机系统
基本概念：也成为阵列式计算机，处理单元(pe0…pen-1)互连成阵列，是操作并行的simd计算机：
特点：以单指令流多数据流方式工作；使用资源重复利用方法导入空间因素；某一类
算法的专用计算机；与并行算法紧密融合；异构型多处置系统。

4）多处理机的系统
基本概念：若干台计算机共同组成，属多指令流多数据流(mimd)的方式：
特点：属于mimd计算机，与simd相比，并行级别不同；结构灵活性、程序并行性、
并行任务派生、进程同步、资源分配和进程调度。

5）cisc/risc指令系统
cisc：复杂指令指令集计算机特点：多指令、多寻址方式
目的：优化目标程序、更好积极支持高级语言、提供更多操作系统积极支持risc：精简指令系统计算机
目的：复杂指令集计算机研制周期长、成本高；难保证正确性；降低系统性能；常用
指令只有几十条、硬件资源浪费
特点：指令数目太少；指令长度紧固；大多数指令可以在一个机器周期内顺利完成；
通用寄存器数量多；
两者差异：设计思想；
1.3、计算机存储系统
1）存储系统的层次结构
定义：把各种相同容量、相同存取速度按一定结构有机非政府在一起，程序和数据按
相同层次存放在各级存储器中，整个存储系统具有较好的速度、容量和价格的综合性能够
指标：
高速缓存-主存：解决存储器的速度问题；主存-辅存：解决容量问题2）主存储器(ram)的构成
形成：存储体(存储矩阵)、地址译码器、驱动器、i/o掌控、片挑选掌控、读取掌控
主要技术指标：存储容量(计算机处置能力的大小依赖于存储容量的大小)、存取速度(出
访时间、存储周期叙述)、可靠性(存储器的可靠性用平均值故障间隔时间叙述，mtbf越大，可靠性越高)。

3）高速缓冲存储器
主存与高速缓存互换数据以页为单位，cpu出访的内容在高速缓存中称作“击中”，
无此则为“不击中或失靶”
4）辅助存储器
定义：放置当前不立即采用的信息，常用辅存包含：磁带存储器、磁盘存储器、光盘
存储器
特点：容量大、可靠性高、价格低磁带磁盘存储器统称为磁表面存储器。