计算机导论第二节课知识总结

计算机导论第二节课知识总结

本文仅为应学校要求对上课内容知识点的进行总结，基本上自己总结，概念不全见谅

1.5计算机科学的定义

1.5.1计算机的学科形态

学科形态	理论研究（基于数学）	模型抽象（基于实验科学）	工程设计（基于工程）
实践者	数学家	科学家	工程师
第一步	特征化研究对象（定义）	形成假设	叙述要求
第二步	假设它们之间的可能关系（证明）	构造模型并作出预言	给定技术条件
第三步	确定这些关系是否正确（证明）	设计实验并搜集数据	设计并实现该系统
第四步	解释结果	分析结果	测试该系统
第五步	当发生错误或矛盾时，上述过程反复进行	当模型的语言与实验结果不符时，这些步骤应该反复进行	当测试表明其同步满足条件时，上述步骤反复进行

理论是数学的根本；
抽象是自然科学的根本；
设计是工程的根本。

在计算机科学的研究和开发中，三个学科形态不是孤立出现的，他们常常交织在一起。

1.5.2计算机科学的含义和基本问题

①.含义：

一般来说，计算机科学是处理信息的学科，主要包括信息的处理、管理和改善；它是对描述和变换信息的算法过程的系统研究，包括其理论、分析、设计、效率分析、实现和应用。

②.基本问题：

什么能（有效地）自动进行

2.1个人计算机

2.1.1 冯·诺伊曼体系结构

主要思想：

1.计算机内部采用二进制计数；
2.程序有一系列指令构成，程序和数据存放在内存储存器中，进行统一编址并按照同样的方法存取；
3.计算机硬件用运存器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成；
4.将编好的程序和原始数据事先存入内存处理器中，计算机在程序控制下一步一步地处理数据，直到得出结果。

目前所使用的计算机大多都属于冯·诺伊曼体系结构计算机，包括：控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备。

2.1.2个人计算机的硬件子系统

硬件子系统

主机

外部设备

中央处理器

内存储器

控制器

运算器

寄存器

只读存储器

随机存储器

高级缓冲存储器

外存储器

输入设备

输出设备

其他

1.中央处理器

也称中央处理机或中央处理单元，由控制器、运算器和寄存器组成。寄存器临时保存要将被运算器处理的数据和处理后的结果。

2.内存储器

用于存放要执行的程序和相应的数据，计算机中常见的内存种类主要有：**随机存取存储器（random access memory，RAM）、只读存储器（read only memory，ROM）和高速缓冲存储器（cache），但要说到内存，更多时候指的是随机存取存储器。

（1）随机存取存储器

随机存取是相对顺序存储而言的，顺序存储是指只能按照地址顺序从存储单元中取数据或存储数据的访问方式。随机存取存储器主要分为 静态存取存储器(SRAM) 和 动态存取存储器(DRAM)。

SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据，缺点是及程度低，功耗大，成本高。
DRAM需要定时刷新，存取速度慢，但集成度高、体积小、成本低。
RAM内存主要选用DRAM。

（2）只读存储器

任何单元只能随机地读出信息，而不能写入信息，存储器中的信息通常是在其制造过程中或者非正常情况下写入的。ROM存储的数据稳定，断电后所存储的数据也不会改变；其结构较为简单读出较方便，因而用于存储各种固定程序和数据。主要有 可编程只读存储器（PROM） 、 可擦可编程只读存储器（EPROM） 和 电可擦可编程只读存储器（EEPROM）。

PROM 仅能写入一次；
EROM 可将内存清空并可重复使用，使用紫外线擦除；
EEPROM 与EROM类似，使用强电场擦除。

（3）高级缓冲模拟器

位于主存储器和CPU之间的高速小容量存储器

CPU

Cache控制器

Cashe-SRAM

主存储器

3.外存储器

有时被称为辅助模拟器，指出计算机内存及CPU缓存以外的存储器。

（1）硬盘

计算机存储数据的主要配件工具。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

①磁头，硬盘通过磁头移动来传递信号的；
②磁道，磁头移动所经过的每个同心圆；
③扇区，每个磁道分为多个扇区单元；
④柱面，虚拟概念，即所有盘片同一位置的磁道都在同一柱面。

（2）光盘

即高密度光盘，用聚焦的氢离子激光束处理记录媒体的方法才能出和再生信息，又称激光光盘。光盘凭借着大容量得以广泛使用。

（3）U盘

全称为USB缓存盘，它以一种用闪存技术来进行数据存储的媒体。体积极小，重量轻，可热插拔，也可重复写入。

（4）移动硬盘

以硬盘为存储媒体、在计算机之间交换大容量数据、强调便携性的存储结构。容量大、传输速度高、使用方便、可靠性高。

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