2.1中央处理器
信息技术必修二知识点
信息技术必修二知识点一、计算机网络基础知识1.1 网络的定义和分类1.2 OSI七层模型和TCP/IP四层模型1.3 IP地址和子网掩码1.4 路由器、交换机和集线器的区别1.5 网络拓扑结构二、计算机硬件基础知识2.1 中央处理器（CPU）的结构和功能2.2 存储器（内存）的种类和原理2.3 输入输出设备的种类和原理2.4 主板的结构和功能三、操作系统基础知识3.1 操作系统的概念和分类3.2 Windows操作系统的安装与升级3.3 文件管理与磁盘管理3.4 进程管理与内存管理四、数据库基础知识4.1 数据库概念及其应用领域4.2 数据库设计原则及范式理论4.3 SQL语言及其应用五、程序设计基础知识5.1 程序设计语言的分类及特点5.2 基本编程思想：顺序、选择、循环等5.3 常见数据类型及其使用方法5.4 函数的定义与调用方法六、网页制作基础知识6.1 HTML语言及其标签的使用方法6.2 CSS语言及其样式定义方法6.3 JavaScript语言及其应用6.4 响应式网页设计原理七、多媒体技术基础知识7.1 图像处理技术及其应用7.2 音频处理技术及其应用7.3 视频处理技术及其应用7.4 多媒体文件格式与压缩算法八、信息安全基础知识8.1 信息安全的概念和重要性8.2 常见的网络攻击方式和防范措施8.3 密码学基础知识及其应用8.4 网络安全管理和风险评估九、计算机维护与管理基础知识9.1 计算机硬件故障排除方法和维护技巧9.2 操作系统故障排除方法和维护技巧9.3 常见软件故障排除方法和维护技巧9.4 计算机网络故障排除方法和维护技巧。
计算机系统硬件：探讨计算机系统硬件的组成、特点和选型
计算机系统硬件：探讨计算机系统硬件的组成、特点和选型计算机系统硬件作为计算机整体的重要组成部分，对计算机的性能和功能起着至关重要的作用。
本文将深入探讨计算机系统硬件的组成、特点和选型，帮助读者更好地理解和选择适合自己需求的计算机硬件。
1. 什么是计算机系统硬件？计算机系统硬件是指计算机的物理组件，包括主机、外设、存储设备等。
主机是计算机的核心，由中央处理器（CPU）、内存（RAM）、主板等组成。
外设包括显示器、键盘、鼠标等设备，用于输入和输出数据。
存储设备用于储存数据，包括硬盘、固态硬盘（SSD）、光盘等。
2. 计算机系统硬件的组成计算机系统硬件由多个组件组成，每个组件都发挥着不同的作用。
下面是计算机系统硬件的一些主要组成部分：2.1 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的大脑，负责执行计算机指令和处理数据。
它包含算术逻辑单元（ALU）、控制单元和寄存器等。
CPU的性能决定了计算机的运行速度和处理能力。
常见的CPU品牌有Intel和AMD。
2.2 内存（RAM）内存是计算机用于临时存储数据和程序的地方。
它的作用类似于人类的短期记忆。
内存的大小决定了计算机可以同时处理的任务数量和运行速度。
常见的内存类型有DDR4和DDR5。
2.3 主板主板是计算机硬件的核心部件，将其他硬件组件连接起来并传递数据和电力。
它是计算机系统的基础，对计算机的扩展性和稳定性有重要影响。
2.4 显卡显卡是负责计算机显示图像的硬件设备。
它包括图形处理器（GPU）、显存和输出接口等。
显卡的性能对计算机的图形处理能力和游戏性能有重要影响。
2.5 硬盘硬盘是计算机的主要存储设备，用于存储操作系统、应用程序和用户数据等。
它的容量决定了计算机可以存储的数据量。
常见的硬盘有机械硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD）。
2.6 光驱光驱是一种用于读取和写入光盘（如CD和DVD）的设备。
它用于安装软件、播放音乐和观看电影等。
2.7 音频设备音频设备是计算机的声音输出和输入设备，包括扬声器、耳机、麦克风等。
中等职业技术教育教材
2.Байду номын сангаас在计算机中的作用分类
(1)主存储器。主存储器是用来存放程序和数据的RAM，由 于主存储器的容量较大，为了降低费用、减小体积，所以 常采用DRAM，也就是常说的内存（内存条）。
(2)Cache存储器。Cache即高速缓冲存储器，是位于CPU和 主存储器之间的规模较小但速度很高的存储器，通常由 SRAM组成。
5．数据宽度（字长）。CPU的字长是指CPU一次所能处理 的二进制数的位数，是表示运算器性能的主要技术指标，一般 它等于CPU数据总线的宽度，CPU字长越长，运算精度越高，处 理信息速度越快，性能也越高。常见的CPU字长有32位和64位。
6．寻址能力 。寻址能力往往是指CPU能直接存取数据的内存地址的 范围，这是由CPU的地址总线引脚的数目来决定的。通常用MB来 表示寻址空间。
（1） SIMM接口类型。
（2） DIMM接口类型。
DIMM内存条提供64位有效数据位。目前，DIMM内存条已成为 主流产品。
通常为84针，但由于是双边的，所以一共有84×2=168线触点， 人们经常把这种内存称为168线内存。DDR内存条也属于DIMM接口 类型，DDR内存条有184个触点，使用2.5V的电压，单个时钟周期 内上升沿和下降沿都传输数据。
目录
第1章 微型计算机概述 第2章 主机 第3章 存储设备 第4章 多媒体设备 第5章 计算机联网 第6章 输入设备 第7章 输出设备 第8章 微型计算机的组装与CMOS设置 第9章 系统软件的安装 第10章 微型计算机系统的测试、优化与升级 第11章 微型计算机系统的维护方法
第2章 主机
教学目标：1、主流CPU简介 2、 INTEL系列的CPU 3、 AMD系列的CPU 4、CPU插座和风扇
农村视频监控方案
农村视频监控方案在当前社会治安日益恶化的大环境下，农村地区也不例外。
为了保障农村人民的生命与财产安全，建立农村视频监控系统已经成为了当务之急。
下面将介绍一种实用的、具有性价比的农村视频监控方案。
1.方案概述本方案采用视频监控系统，配合中央处理器、硬盘录像机、摄像头等设备来实现对农村区域内安全状态的实时性监测和记录，同时可以快速、有效地应对突发事件，及时进行调查取证和追踪犯罪嫌疑人。
本方案计划在农村重点区域，如村委会、中央广场、学校、公厕等公共场所及重要交通路口、商铺门口等密集地区设置监控设备。
同时，与当地公安部门配合联网，形成联网监控体系。
2.硬件设备本方案需要用到的硬件设备包括中央处理器、硬盘录像机、摄像头及其相关配件。
2.1 中央处理器中央处理器是本方案的核心控制系统，它负责数据的采集、处理和存储。
建议选择一款高性价比的中央处理器，较为常见的品牌有华为、海康威视等，可以根据实际需要进行选择。
2.2 硬盘录像机硬盘录像机是本方案的主要存储设备，负责记录监控到的视频数据。
建议选择一款容量适中、稳定可靠的硬盘录像机，较为常见的品牌有海康威视、大华等。
2.3 摄像头作为视频监控系统的核心设备，摄像头的质量和稳定性是影响监控效果的重要因素。
建议选择分辨率高、画质清晰、支持夜视、防水防尘、具有较长寿命的摄像头，较为常见的品牌有海康威视、大华等。
同时，需要事先制定摄像头的布放方案，根据实际需要选择摄像头的型号和数量，并将其设置在重要区域进行监控。
3.软件系统本方案中需要用到的软件系统包括视频监控管理系统和监控软件。
3.1 视频监控管理系统视频监控管理系统负责监控中央处理器的运行状态，实时地采集、录制、储存和用户接入等功能，同时还可进行视频监控联网，提供远程监控和回放功能，以及对监控数据进行统计、分析和查询等。
建议选择成熟稳定的视频监控管理系统，比较常用的品牌包括海康威视、大华、中维等。
3.2 监控软件监控软件是监控设备的核心控制软件，负责设备配置、预览、回放、报警等功能。
计算机软硬件工作架构
计算机软硬件工作架构摘要：1.计算机软硬件工作架构概述2.计算机硬件系统2.1 中央处理器2.2 存储器2.3 输入/输出设备3.计算机软件系统3.1 操作系统3.2 应用软件3.3 编程语言4.计算机软硬件的互动5.计算机软硬件工作架构的发展趋势正文：【计算机软硬件工作架构概述】计算机软硬件工作架构是指计算机系统中软件与硬件之间的组织结构和相互作用。
计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成，它们协同工作，共同实现各种功能。
【计算机硬件系统】计算机硬件系统是计算机系统的实体部分，主要包括中央处理器、存储器和输入/输出设备。
【中央处理器】中央处理器（CPU）是计算机硬件系统的核心部分，负责执行各种指令和操作。
它由运算器、控制器和寄存器组成，共同协作，实现数据处理和运算。
【存储器】存储器用于存储数据和指令，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM 是计算机工作时的主要存储器，可以随时读写数据；ROM 主要用于存储启动程序和固件，数据只能被读取，不能被修改。
【输入/输出设备】输入/输出设备（I/O设备）负责与外部设备进行数据交换。
常见的输入设备有键盘、鼠标等；输出设备有显示器、打印机等。
【计算机软件系统】计算机软件系统是指在计算机硬件系统上运行的各种软件，包括操作系统、应用软件和编程语言。
【操作系统】操作系统是软件系统的核心部分，负责管理计算机硬件资源，提供用户与计算机硬件之间的接口。
常见的操作系统有Windows、Linux、Mac OS 等。
【应用软件】应用软件是为了实现特定功能而设计的软件，如办公软件、图形图像处理软件、多媒体制作软件等。
【编程语言】编程语言是一种用于编写计算机程序的工具，常见的编程语言有C、C++、Java、Python 等。
【计算机软硬件的互动】计算机软硬件之间的互动主要通过操作系统来实现。
操作系统通过系统调用接口（API）向用户程序提供服务，用户程序通过调用API，间接地控制硬件资源。
it系统工作原理
IT系统工作原理一、概述IT系统是现代企业中必不可少的一部分，它负责处理和管理各种信息和数据，提供稳定的服务和支持。
本文将深入探讨IT系统的工作原理，从硬件、软件、网络等多个方面进行分析和解释。
二、硬件原理2.1 中央处理器（CPU）•CPU是IT系统中的核心组件，负责执行计算机程序的指令。
•CPU由控制单元和算术逻辑单元组成，控制单元负责指令的解析和执行，算术逻辑单元负责数据的运算和处理。
•CPU的工作原理是通过时钟信号的控制，按照指令的顺序逐条执行。
2.2 存储器•存储器用于存储和读取数据和指令。
•主存储器（RAM）用于临时存储运行中的程序和数据，具有读写能力。
•辅助存储器（硬盘、固态硬盘）用于长期存储数据，具有较大的容量但读写速度较慢。
2.3 输入输出设备•输入设备（键盘、鼠标、触摸屏等）用于将外部信息转换为计算机可识别的数据。
•输出设备（显示器、打印机、音频设备等）用于将计算机处理后的数据转换为人类可理解的形式。
三、软件原理3.1 操作系统•操作系统是IT系统中的核心软件，负责管理和控制硬件资源，提供用户接口和服务。
•操作系统的工作原理是通过内核来管理和调度进程、内存、文件系统等资源。
3.2 应用软件•应用软件是在操作系统之上运行的具体应用程序，如办公软件、数据库软件等。
•应用软件的工作原理是通过系统调用等机制与操作系统进行交互，使用操作系统提供的服务和资源。
3.3 开发工具•开发工具是用于开发和调试软件的工具，如编译器、调试器等。
•开发工具的工作原理是将开发人员编写的源代码转换为机器可执行的指令，辅助开发人员进行调试和优化。
四、网络原理4.1 网络拓扑•网络拓扑指网络中设备之间的物理或逻辑连接方式，常见的拓扑结构有星型、总线型、环型等。
•网络拓扑的选择应根据实际需求和可靠性进行评估和决策。
4.2 网络协议•网络协议是用于在网络中进行通信和数据交换的规则和约定。
•常见的网络协议有TCP/IP、HTTP、FTP等，它们定义了数据传输、路由、错误处理等方面的规范。
处理器管理
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四、处理器的状态
根据运行程序对资源和机器指令的使用权限将处理器设 置为不同状态，处理器状态又称为处理器模式。
多数系统将处理器工作状态划分为核心态和用户态。
1.核心态（Kernel Mode)
CPU执行操作系统程序时所处的状态。较高的特权级别，又 称为特权态（特态）、系统态 、管态。
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2.中断屏蔽
在CPU上运行的程序，有时由于种种原因， 不希望其在执行过程中被别的事件所中断， 称为中断屏蔽。
在PSW中设置中断屏蔽位以屏蔽某些指定的中 断类型 各设备接口中也有中断禁止位，以禁止该设 备的中断
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3.多个中断的处理
若中断处理过程中又发生中断，引起多中断处理问题。
两种策略方法：
一、进程的概念
计算机出现以来，“程序”是使用广泛的一个概念， 在多道程序设计技术出现之前，程序是顺序执行的。
1.程序的顺序执行
例：在系统中有n个作业，每个作业都有三个处理步骤： 首先输入用户的程序和数据（Ii），然后进行计算（Ci）， 最后将结果打印出来（Pi ）。
在计算机系统中只有一个程序在运行，这个程序独占 系统中所有资源，其执行不受外界影响。一道程序执行完 后另一道才能开始。
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三、特权指令和非特权指令 1.处理器执行指令过程
处理器依据在程序计数器中的指令地址从存 储器中取一条指令 取到的指令放在指令寄存器（IR）中 处理器解释并执行指令 自动将程序计数器的值变成下条指令的地址
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2.五类指令
(1)数据处理类指令； (2)转移类指令； (3)数据传送类指令； (4)移位与字符串类指令； (5)I/O类指令。
多媒体计算机组成
多媒体计算机组成多媒体计算机组成1. 引言随着科技的发展，多媒体技术在各个领域的应用逐渐普及。
多媒体计算机作为多媒体技术的重要载体，承担着处理、存储和传输多媒体数据的任务。
本文将介绍多媒体计算机的组成结构，包括硬件和软件方面的内容，以及其在多媒体应用中的作用和发展趋势。
2. 多媒体计算机硬件组成多媒体计算机的硬件组成包括中央处理器、存储器、输入输出设备和图形卡等。
2.1 中央处理器(CPU)中央处理器是多媒体计算机的核心部件，负责执行计算机指令和控制计算机的操作。
对于多媒体计算机，性能强大的CPU能够更好地处理多媒体数据，提供更流畅的音视频播放和编辑体验。
2.2 存储器存储器是用来存储多媒体数据和计算机程序的设备。
多媒体计算机通常会配置较大容量的内存，以确保多媒体数据的快速读取和处理。
此外，高速的固态硬盘(SSD)也是多媒体计算机不可或缺的组成部分，可以提供更快的数据读写速度。
2.3 输入输出设备多媒体计算机的输入输出设备主要包括键盘、鼠标、摄像头、显示器、扬声器等。
这些设备能够实现用户与计算机之间的交互，如通过键盘和鼠标输入指令，通过显示器和扬声器输出音视频内容。
2.4 图形卡图形卡是多媒体计算机中一个关键的硬件组件，用于处理和渲染图像、视频等多媒体内容。
高性能的图形卡可以提供更好的图像处理和视频播放效果，使得多媒体应用在计算机上更加流畅和逼真。
3. 多媒体计算机软件组成多媒体计算机的软件组成包括操作系统、多媒体应用软件和开发工具等。
3.1 操作系统操作系统是多媒体计算机的基础软件，负责管理计算机的硬件资源和提供各种功能以支持多媒体应用的运行。
常见的操作系统包括Windows、macOS和Linux等。
操作系统要能够支持多媒体数据的处理和播放，提供友好的用户界面和高效的系统性能。
3.2 多媒体应用软件多媒体应用软件是多媒体计算机中最关键的部分，包括音乐播放器、视频播放器、图像处理软件、视频编辑软件等。
计算机体系结构基础详解
计算机体系结构基础详解计算机体系结构是指计算机系统中各个组件之间的关系和交互方式，它决定了计算机的性能和功能。
本文将详细介绍计算机体系结构的基本概念、组成部分以及其运行原理，以便读者对计算机体系结构有更深入的了解。
一、计算机体系结构概述计算机体系结构是计算机硬件和软件之间的接口，决定了计算机的指令系统、数据表示方式和操作方式。
它包括三个要素：指令集体系结构、处理器体系结构和系统结构。
1.1 指令集体系结构指令集体系结构（ISA）是一种硬件体系结构的抽象表示，定义了可供程序员使用的指令集合、寻址方式、数据类型和寄存器等。
ISA决定了计算机的指令集、执行过程和编程模型，并通过指令和数据之间的交互来完成各种计算任务。
1.2 处理器体系结构处理器体系结构是指计算机中的中央处理器（CPU）的组成和工作原理。
它包括指令流水线、寄存器、运算器和控制器等组件，负责执行计算机指令、进行数据处理和控制计算机系统的各个部件。
1.3 系统结构系统结构是计算机硬件和软件之间的桥梁，将处理器、内存、输入输出设备和外部存储器等组件有机地连接在一起，形成一个完整的计算机系统。
系统结构涉及到计算机组成原理、总线结构、内存管理和I/O控制等技术，并提供了操作系统和应用程序的运行环境。
二、计算机体系结构的组成部分计算机体系结构由若干组成部分构成，每个部分都具有特定的功能和作用。
2.1 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，负责执行指令、进行算术运算和逻辑运算。
它由控制单元和算术逻辑单元组成，通过时钟信号控制指令的执行和数据的处理。
2.2 存储器存储器用于存储数据和指令，分为主存储器和辅助存储器两种形式。
主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），用于存储正在执行的程序和数据；辅助存储器包括硬盘、光盘和磁带等，用于长期存储大容量的数据和文件。
2.3 输入输出设备输入输出设备用于计算机与外部环境之间的数据交换。
初一信息技术上册知识点
初一信息技术上册知识点初一信息技术上册知识点1.计算机的基本概念1.1 什么是计算机1.2 计算机的组成部分1.3 计算机的工作原理2.计算机硬件2.1 中央处理器（CPU）2.2 存储器2.3 输入设备2.4 输出设备2.5 辅助存储设备3.计算机软件3.1 操作系统3.2 应用软件3.3 编程语言3.4 网络软件4.网络与互联网4.1 网络的概念4.2 局域网和广域网4.3 互联网的基本知识4.4 互联网上的常见应用5.程序设计基础5.1 程序设计的基本概念 5.2 算法5.3 流程图5.4 程序设计语言入门6.数据库基础6.1 数据库的概念6.2 数据库管理系统6.3 数据库的常见操作6.4 数据库安全性7.网页设计基础7.1 网页的基本结构7.2 语言7.3 CSS样式7.4 JavaScript脚本8.信息安全与保护8.1 信息安全的基本概念8.2 常见的信息安全威胁8.3 保护个人信息的方法8.4 信息安全法规与法律附件：1.计算机硬件图示2.程序设计流程图示例3.网页设计示例法律名词及注释：1.涉及隐私保护的法律名词：- 个人信息保护法：指保护个人信息安全，防止个人信息被泄露或滥用的法律法规。
- 数据安全法：指保护数据安全，预防数据泄露、损毁或滥用的法律法规。
2.涉及网络安全的法律名词：- 网络安全法：指规范网络安全行为和维护网络安全的法律法规。
- 信息网络传播权保护条例：指保护信息网络传播权益，维护网络环境秩序的法律法规。
3.涉及互联网的法律名词：- 互联网新闻信息服务管理规定：指管理互联网新闻信息服务，维护互联网新闻信息秩序的规定。
《计算机的硬件系统》教案
《计算机的硬件系统》教案第一章：计算机硬件概述1.1 教学目标1. 了解计算机硬件的基本概念和组成2. 掌握计算机硬件的主要组成部分及其功能3. 理解硬件系统与软件系统的相互关系1.2 教学内容1. 计算机硬件的基本概念2. 计算机硬件的主要组成部分2.1 中央处理器（CPU）2.2 主板2.3 内存2.4 输入/输出设备3. 硬件系统与软件系统的相互关系1.3 教学方法1. 讲授法2. 案例分析法1.4 教学活动1. 导入：通过讲解计算机硬件的基本概念，引导学生了解计算机硬件的重要性。
2. 讲解：详细介绍计算机硬件的主要组成部分及其功能。
3. 互动：组织学生讨论硬件系统与软件系统的相互关系。
4. 总结：对本章内容进行归纳总结。
第二章：中央处理器（CPU）2.1 教学目标1. 了解中央处理器的概念和作用2. 掌握中央处理器的性能指标3. 理解中央处理器与计算机硬件系统的相互关系2.2 教学内容1. 中央处理器的概念和作用2. 中央处理器的性能指标2.1 核心频率2.2 核心数量2.3 缓存2.4 制程技术3. 中央处理器与计算机硬件系统的相互关系2.3 教学方法1. 讲授法2. 案例分析法2.4 教学活动1. 导入：通过讲解中央处理器的概念和作用，引导学生了解中央处理器的重要性。
2. 讲解：详细介绍中央处理器的性能指标。
3. 互动：组织学生讨论中央处理器与计算机硬件系统的相互关系。
4. 总结：对本章内容进行归纳总结。
3.1 教学目标1. 了解主板的定义和功能2. 掌握主板的主要组成部分3. 理解主板与计算机硬件系统的相互关系3.2 教学内容1. 主板的定义和功能2. 主板的主要组成部分2.1 芯片组2.2 内存插槽2.3 扩展槽2.4 电源接口2.5 硬盘接口3. 主板与计算机硬件系统的相互关系3.3 教学方法1. 讲授法2. 案例分析法3.4 教学活动1. 导入：通过讲解主板的定义和功能，引导学生了解主板的重要性。
计算机的工作原理与结构
计算机的工作原理与结构计算机是一种能够接收、处理和输出信息的高科技设备。
它是在现代科学技术的发展中亮相并且取得了巨大的进步，深刻地改变了我们的生活方式和工作方式。
那么，计算机是如何工作的呢？本文将详细介绍计算机的工作原理与结构。
一、计算机的工作原理1.1 信息的表示和传递计算机通过以二进制形式表示和传递信息。
二进制是一种使用0和1来表示逻辑状态的编码方式，这种简单的编码方式可以进行高效的信息处理。
1.2 运算和逻辑控制计算机通过运算器执行算术和逻辑运算。
运算器是计算机的核心部件，它可以执行加法、减法、乘法、除法等运算，并且可以进行逻辑比较和控制。
1.3 存储和检索数据计算机通过存储器来存储和检索数据。
存储器可以分为主存储器和辅助存储器两类。
主存储器是计算机的内存，用于存储正在运行的程序和数据。
辅助存储器包括硬盘、光盘等，用于长期存储和备份数据。
1.4 输入和输出计算机通过输入设备接收外部数据，如键盘、鼠标、扫描仪等。
通过输出设备将处理结果发送给用户，如显示器、打印机、音响等。
二、计算机的结构2.1 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，它包括运算器、控制器和寄存器。
运算器负责执行各种算术和逻辑运算，控制器负责控制计算机的操作流程，寄存器用于临时存储数据和指令。
2.2 存储器存储器用于存储和检索数据和指令。
主存储器是计算机的内存，它是计算机与外部设备之间的桥梁，提供了高速的数据访问。
辅助存储器用于长期存储和备份数据，如硬盘、光盘等。
2.3 输入设备输入设备用于接收外部数据。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等。
键盘用于输入文本和命令，鼠标用于控制光标和选择操作，扫描仪用于将纸质文件转换成数字形式。
2.4 输出设备输出设备用于将处理结果发送给用户。
常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。
显示器用于显示文字和图像，打印机用于输出纸质文档，音响用于播放声音和音乐。
2.5 总线系统总线系统是连接计算机各个部件的通信通道。
2.1处理器管理
三、特权指令与非特权指令 (2)
(4)移位与字符串指令：算术、逻辑、循环移位；字符串的传 送、比较、查询、转换。
(5)I/O类指令：用于启动外围设备，让主存和外围设备之间交 换数据。
3.指令使用权限分类
引入操作系统后，从资源管理和控制程序执行的角度出发， 必须把指令系统中的指令分作两部分：特权指令和非特权指 令。
特权指令是指只能提供给操作系统的核心程序使用的指令， 如启动I/O设备、设置时钟、控制中断屏蔽位、清内存、建立 存储键，加载PSW（程序状态字）等。只有操作系统才能执 行指令系统中的全部指令（特权指令和非特权指令），用户 程序只能执行指令系统中的非特权指令。
三、特权指令与非特权指令 (3)
如，置程序状态字指令属于特权指令；启动外围设备进行输入 /输出的指令也属于特权指令，只能在操作系统程序中执行， 否则会出现多个用户程序竞争使用外围设备而导致I/O混乱。
•进程切换的完整过程
•简化的：
进程1
中断
CPU（用户中断
内核
CPU（核心态）
加载程序状态字
进程2 CPU（用户态）
五、程序状态字寄存器
计算机如何知道当前处于何种状态？这时能否执行特权指令？ 通常操作系统都引入程序状态字PSW（Program Status Word） 来区别不同的处理器状态。
1.单处理器系统：一个计算机系统只包括一个运算处理器。
2.多处理器系统：一个计算机系统有多个运算处理器。
3.串行和并行
•早期计算机系统是基于单个处理器的顺序处理机器，程序员 编写串行执行的代码，让其在处理器上串行执行，每条指令 的执行也是串行的（取指令、取操作数、执行操作、存储结 果）。
•提高计算机处理速度，发展了流水线系统，以至于发射体系 结构，计算机向并行化发展。
冯诺依曼体系的组成及其特点
冯诺依曼体系的组成及其特点1.引言1.1 概述冯诺依曼体系是计算机系统的基本组成架构，由冯·诺依曼（John von Neumann）于1945年提出。
它是通过将中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出设备和控制器等部件有机地结合起来，构成一个完整的计算机系统。
冯诺依曼体系的主要特点是采用了存储程序的概念。
它将计算机的指令和数据都存储在同一个存储器中，以二进制形式表示。
这种存储程序的特点使得计算机可以根据指令的顺序依次执行，从而实现复杂的计算任务。
此外，冯诺依曼体系的另一个重要特点是软件与硬件的分离。
软件是指计算机系统中的程序和数据，而硬件则是指计算机系统的各种物理设备。
在冯诺依曼体系中，软件和硬件之间通过指令集的统一接口进行交互，使得计算机系统更加灵活和易于扩展。
总的来说，冯诺依曼体系的组成包括中央处理器和存储器等关键部件，而其特点则包括存储程序和软件与硬件分离。
通过这些组成和特点，冯诺依曼体系为现代计算机系统的设计和发展奠定了基础。
1.2 文章结构本文将围绕冯诺依曼体系展开论述，分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将以概述冯诺依曼体系的基本概念，包括其起源和发展背景，以及其对计算机科学的重要性进行介绍。
接着，将详细说明本文的结构，以使读者能够更好地理解文章的内容和框架。
最后，明确本文的目的，即通过对冯诺依曼体系的组成和特点的分析，探讨其在计算机科学中的应用和意义。
正文部分将从冯诺依曼体系的组成入手，首先介绍中央处理器的功能和作用，并详细阐述其在计算机系统中的地位和重要性。
随后，探讨存储器在冯诺依曼体系中的作用和组成部分。
分析各种存储器的特点和功能，以及其对计算机性能和运行速度的影响。
然后，正文部分将深入研究冯诺依曼体系的特点，首先介绍其核心特点之一——存储程序的概念和优势。
解释存储程序对计算机运行和开发的重要性，并探讨其与传统计算机体系结构的区别。
接着，分析冯诺依曼体系的另一大特点——软件与硬件的分离。
《计算机应用基础》目录
《计算机应用基础》目录《计算机应用基础》目录1：导论1.1 计算机应用的定义1.2 计算机应用的历史1.3 计算机应用的发展趋势2：计算机硬件2.1 中央处理器2.1.1 CPU的结构与功能2.1.2 CPU的性能指标2.2 存储器2.2.1 内存的分类与原理2.2.2 外部存储器的类型与特点2.3 输入输出设备2.3.1 键盘与鼠标2.3.2 显示器与打印机2.3.3 存储设备3：计算机软件3.1 操作系统3.1.1 操作系统的基本概念3.1.2 操作系统的功能与分类3.2 应用软件3.2.1 办公软件3.2.2 图形图像处理软件3.2.3 数据库管理软件3.2.4 网络应用软件4：计算机网络4.1 网络的基本概念4.2 网络的拓扑结构4.3 网络协议4.3.1 TCP/IP协议4.3.2 HTTP协议4.4 网络安全4.4.1 防火墙与加密技术4.4.2 网络攻击与防范5：数据库基础5.1 数据库的基本概念5.2 数据库管理系统5.2.1 数据库的组成与结构5.2.2 数据库的数据模型5.3 SQL语言5.3.1 SQL语言的基本操作5.3.2 SQL语言的高级应用6：程序设计基础6.1 算法与流程图6.2 编程语言6.2.1 面向过程编程与面向对象编程6.2.2 常用编程语言介绍6.3 程序设计方法6.3.1 结构化程序设计6.3.2 面向对象程序设计7：计算机安全与审计7.1 计算机安全的基本概念7.2 计算机与防范7.3 计算机网络安全7.3.1 网络安全的威胁与风险7.3.2 网络安全的防护措施7.4 计算机审计的目的与方法附件：1：相关案例分析2：学习资源推荐法律名词及注释：1：版权：指对创作的文学、艺术、科学等作品所享有的专有权利。
2：知识产权：指人们在创造、发现和使用知识中所享有的各种权利。
3：隐私权：指个人拥有的自主选择权，控制自己的个人信息。
4：网络安全法：是中华人民共和国的一部法律，旨在保障网络安全，维护国家安全和社会秩序。
计算机的工作原理及主要组成部分介绍
计算机的工作原理及主要组成部分介绍计算机是现代社会最重要的工具之一，几乎在我们生活和工作的方方面面都有应用。
但是，对于很多人来说，计算机的工作原理以及主要组成部分仍然是一个谜。
本文将详细介绍计算机的工作原理，并列出其主要组成部分。
一、计算机的工作原理1.1 信息的输入计算机的工作始于输入信息。
我们可以通过键盘、鼠标、触摸屏或其他外部设备将信息输入到计算机中。
1.2 信息的处理一旦信息输入到计算机中，它将被处理。
计算机的处理器将逐步执行一系列操作，包括计算、逻辑判断和数据转换。
这些操作是通过计算机内部的电路和微处理器实现的。
1.3 信息的存储处理后的信息需要进行存储，以便在需要时快速访问。
计算机内部有不同类型的存储器，包括主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）。
主存储器存储当前正在处理的数据和指令，而辅助存储器用于长期存储数据。
1.4 信息的输出最后，计算机将处理和存储后的信息输出给用户。
输出设备可以是屏幕、打印机、扬声器等。
二、计算机的主要组成部分2.1 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心，负责执行计算机的指令。
它由控制单元和算术逻辑单元组成。
控制单元负责指令的解读和控制，而算术逻辑单元负责执行计算和逻辑操作。
2.2 存储器存储器用于存储计算机运行的程序和数据。
主存储器（RAM）是计算机的临时存储器，它的存储内容可以被CPU直接读取和写入。
辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）用于长期存储数据，即使在计算机关闭后也能保持数据。
2.3 输入设备输入设备用于将信息输入到计算机中。
常见的输入设备有键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪、摄像头等。
2.4 输出设备输出设备用于将计算机处理后的信息呈现给用户。
常见的输出设备有显示器、打印机、扬声器等。
2.5 总线总线是计算机各组件之间传输数据和控制信号的通道。
它可以分为数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于指定内存地址，而控制总线用于传输控制信号。
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中断源分类(9)
中断和异常的区别如下(2)： •异常是由处理器正在执行现行指令而 引起的，一条指令执行期间允许响应异 常，异常处理程序提供的服务是为当前 进程所用的。异常包括很多方面，有出 错(fault)，也有陷入(trap)。
中断源分类(10)
中断和异常的区别如下： •“中断”要求被快速处理，所以中断处 理过程中式不能被阻塞的；“异常”处理 所提供的服务是当前进程所需要的，所以 异常处理程序是可以阻塞的。 •中断允许发生嵌套，但异常一般为一重。
• 计算机系统的处理器包括一组寄存器，其 个数根据机型的不同而不同，它们构成了 一级存储，比主存容量小 ，但访问速度快。 这组寄存器所存储的信息与程序的执行有 很大关系，构成了处理器现场。
寄存器(2)
• • • • • • • 通用寄存器： 数据寄存器： 基地址寄存器： I/O地址寄存器： I/O缓冲寄存器： 控制寄存器： 其他寄存器
2.2中断技术(1)
2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 中断的概念 中断源分类 中断装置 中断处理程序 中断事件的具体处理方法 中断的优先级和多重中断
2.2.1中断的概念(1)
•请求系统服务， •实现并行工作， •处理突发事件， •满足实时要求， 都需要打断处理器正常的工作，为此，提出 了中断概念。
2、程序性中断事件的处理(1)
• 程序性中断事件几种处理办法 （1）语法错误：由编译程序报错 （2）逻辑错误：由测试程序报错 （3）运行产生异常：可以由系统默认处理， 或用户自行处理
3、外部中断事件的处理
1）时钟中断事件的处理(1) • 时钟是操作系统进行调度工作的重要工具，如 让分时进程作时间片轮转、让实时进程定时发 出或接收控制信号、系统定时唤醒或阻塞一个 进程、对用户进程进行记账。 • 时钟可以分成绝对时钟和间隔时钟两种。
中断的概念(2)
• 中断是指程序执行过程中，当发生 某个事件时，暂时中止CPU上现行程 序的运行，转而执行相应的事件处 理程序，待处理完后再返回断点或 其他程序执行。
中断的概念(3)
• 中断源：引发中断的事件。 • 中断装置：发现中断源并产生中断的 硬件。 • 中断机制的共性：当中断事件发生后， 它能改变处理器内操作执行的顺序， 可见中断是现代操作系统实现并发性 的基础之一。
访管指令
运行程序 中断装置 中断装置
中断处理 程序
中断处理 程序
中断源分类(5)
按照中断信号的来源，可把中断分为外中 断和内中断两类： •外中断(又称中断)指来自处理器和主存 之外的中断。 • 外中断包括：电源故障中断、时钟中断、 控制台中断、它机中断和I/O中断等。 • 不同的中断具有不同的中断优先级，处 理高一级中断时，往往会屏蔽部分或全 部低级中断。
中断源分类(12)
• 中断和异常要通过硬件设施来产生中 断请求，可看作硬中断。 • 不必由硬件发信号而能引发的中断称 软中断，软中断是利用硬件中断的概 念，用软件方式进行模拟，实现宏观 上的异步执行效果。
中断源分类(13)
• 软中断是由内核或进程对某个进程 发出的中断信号，可看作内核与进 程或进程与进程之间用来模拟硬中 断的一种信号通信方式。 • 硬中断和软中断共同点和不同点
I/O中断的处理(2)
1）I/O操作正常结束后的处理 把正在等待输入输出操作完成的进程设 置为可执行的状态，然后，要查看是否 有等待该设备或通道的其他进程，若有 则释放。
I/O中断的处理(3)
2）I/O操作发生故障后的处理 •设备本身的故障，可先向相应设备发命令 索取状态字节，进行分析就可知道故障的 确切原因。 •如果该设备的控制器有复执功能，就组织 复执。如果没有，对某些故障，可组织软 复执。 •对不能复执或复执多次仍不能克服的故障， 系统向操作员报告，请求人工干预。
2.1.1单处理器和多处理器系统
计算机系统的核心是中央处理器 • 单处理器系统：一个计算机系统只包括一个 运算处理器。 • 多处理器系统：一个计算机系统有多个运算 处理器。
从串型到并行(1)
• 早期计算机系统是基于单个处理器的顺序处 理机器，程序员编写串行执行的代码，让其 在处理器上串行执行，每条指令的执行也是 串行的。 • 提高计算机处理速度，首先发展起来的是联 想存储器系统和流水线系统。
时钟中断事件的处理(2)
• 系统设置绝对时钟寄存器，定时地把该寄 存器的内容加1。如果开始时这个寄存器 的内容为0，那么，只要操作员告诉系统 开机时的年、月、日、时、分、秒，以后 就可推算出当前的年、月、日、时、分、 秒。 • 计算当前时间时，只要按时钟中断的次数 和绝对时钟寄存器的内容推算就可得到。
• 多指令流单数据流：一个数据流被传送给一 组处理器，通过处理器上不同指令操作最终 得到处理结果。 • 多指令流多数据流：多个处理器对各自不同 的数据集同时执行不同的指令流。可以把 MIMD系统划分为共享内存紧密耦合系统和内 存分布松散耦合系统两大类。 • 共享内存紧密耦合系统分为主从式和对称式。
2.1.2寄存器(1)
处理器模式转换
• 处理器在管理状态和用户状态之间的切换称 为模式转换。 • 用户态管理态：一是程序请求操作系统服 务，执行系统调用；二是程序运行时产生中 断或异常事件，转向中断处理程序或异常处 理程序工作。即通过中断机制 • 管理态用户态：通过加载程序状态字的特 权指令LPSW。
2.1.5 程序状态字寄存器(1)
3 特权指令与非特权指令(1)
• 计算机的基本功能是执行程序，最终被 执行的程序是存储在内存中的机器指令 程序。 • 处理器根据程序计数器(PC)从内存中取 指令到指令寄存器(IR)并执行它，PC将 自动增长或改变为转移地址指明下条执 行的指令。
特权指令与非特权指令(2)
• 机器指令的集合称指令系统，反映了一台 机器的功能和处理能力。指令分为以下五 类： (1)数据处理类指令； (2)转移类指令； (3)数据传送类指令； (4)移位与字符串指令； (5)I/O类指令。
2.2.2 中断源分类(1)
从中断事件的性质和激活的手段来说， 可以分成两类： •强迫性中断事件 •自愿性中断事件
中断源分类(2)
强迫性中断事件不是正在运行的程序所 期待的，而是由于某种事故或外部请求 信息所引起的，分为： 机器故障中断事件。 程序性中断事件。 外部中断事件。 输入输出中断事件。
从串型到并行(2)
• 联想存储器系统提出了数据驱动的思想， 流水线系统解决了指令并行执行问题，都 是计算机并行化发展的例子。 • 流水线技术:把指令分解成简单的、可独立 执行的操作步骤，并将多条指令或多个操 作步骤按照流水线方式部分重叠执行。
计算机系统结构分类(1)
• • • • 单指令流单数据流（SISD） 单指令流多数据流（SIMD） 多指令流单数据流（MISD） 多指令流多数据流（MIMD）
• • • •
中断源分类(3)
•自愿性中断事件是正在运行的程序所
期待的事件。 •正在运行的程序对操作系统有某种需求， 一旦机器执行到一条访管指令时，便自 愿停止现行程序的执行而转入访管中断 处理程序处理。
中断源分类(4)
两类中断事件
机器故障中断事件
程序性中断事件 输入输出中断事件
外部中断事件
运行程序
16位中断码 字段 4位保护键 指令长和 条件码
24位指令 地址
程序状态字寄存器
• PSW用来指示处理器状态，控制指令执行顺 序并保留和指示与运行程序有关的系统状 态，主要作用是实现程序状态的保护和恢 复。 • 每个程序都有一个与其执行相关的PSW，每 个处理器都设置一个PSW寄存器。程序占有 处理器执行，它的PSW将占有PSW寄存器。
• 计算机如何知道当前处于何种工作状态？ 这时能否执行特权指令？通常操作系统都 引入程序状态字PSW（Program Status Word）来区别不同的处理器工作状态。
IBM360/370系列计算机 程序状态字的基本格式
8位系统 屏蔽 4位CMWP 字段 4位程序 屏蔽
XX
X
X
XXXX
X
X XXXXXX
②中断时保存现行 PSW
主存专用双字单元 (16进制)
现行PSW
④中断后 恢复PSW
18 20 28 30 38
外中断旧PSW 访管中断旧PSW 程序中断旧PSW 机器故障中断旧PSW I/O中断旧PSW
①装配中断码 ③中断时装入 现行PSW
58 60 68 70 78
外中断新PSW 访管中断新PSW 程序中断新PSW 机器故障中断新PSW I/O中断新PSW
2.2.5中断事件具体处理方法
中断和异常的处理过程大致相同，只是在异 常时，硬件并不清除中断标志位，还允许外 部硬件中断。 1、机器故障中断事件的处理 事件是由硬件故障产生的，排除故障须进行 人工干预。中断处理能做的工作是：保护现 场，防止故障蔓延，报告给操作员并提供故 障信息以便维修和校正，及对程序中所造成 的破坏进行估价和恢复。
特权指令与非特权指令(3)
• 从资源管理和控制程序执行的角度出发，必 须把指令系统中的指令分作两部分：特权指 令和非特权指令。 • 特权指令是指只能提供给操作系统的核心程 序使用的指令，如启动I/O设备、设置时钟、 控制中断屏蔽位、清内存、建立存储键，加 载PSW等。
2.1.4 处理器状态(1)
2.2.4 中断处理程序(1)
• 处理中断事件的程序称为中断处理 程序。它的主要任务是处理中断事 件和恢复正常操作。 • 不同中断源对应不同中断处理程序， 故快速找到中断处理程序的入口地 址是一个关键问题。
中断处理程序(2)
•
• • • 中断处理程序主要做四项工作： 保护未被硬件保护的一些必需的处理 状态。 识别各个中断源，分析产生中断的原 因。 处理发生的中断事件。 恢复正常操作。