2019-2020-1学期 20192414《网络空间安全导论》第二周学习总结

Posted 2021-03-26 yhr001

硬件层

门和电路

计算机是电子设备，它的大多数基础硬件元件控制着电流。

计算机和电学

任何电信号都有电平

0-2V是低电平，有二进制数字0表示，2-5V范围内的电压是高电平，由二进制数字1表示。

电路是由门组合而成的，可以执行更加复杂的任务

描述门和电路的表示法有三种，他们互不相同，但却一样有效。

·布尔表达式

·逻辑框图

·真值表

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，形成一个输出信号。

电路：相互关联的门的组合，用于实现特定的逻辑函数

英国数学家发明了一种代数运算，其中变量和函数的值只是0和1.这种代数称为布尔代数。

逻辑框图是电路的图形化表示。

真值表列出了一种门可能遇到的所有输入组合和相应的输出，从而定义了这种门的功能

门

·非门

·与门

·或门

·异或门

·与非门

·或非门

非门

如果非门的输入值是0，那么输出值是1；如果输入值是1，则输出值是0.非门有时又叫作逆变器。

X=A‘

与门

X=A.B

如果与门的两个输入信号都是1，那么输出是1；否则，输出是0.

或门

X=A+B

如果两个输入值都是0，那么，输出是0；否则，输出是1.

异或门

如果异或门的两个输入相同，则输出位0，否则，输出为1.

与非门和或非门

与非门和或非门两者是对立门。也就是说，如果让与门的结果经过一个逆变器，得到的输出和与非门的输出一样。

门处理回顾

非门将对它的唯一输入值求逆

如果两个输入值都是1，与门将生成1

如果一个输入值是1，或者两个输入值都是1，或门将生成1

如果只有一个输入值是1，而不是两个，异或门将生成1.

与非门生成结果和与门生成的相反

或非门生成结果和或门生成的相反

具有更多输入的门

门可以被设计成接受三个或更多个输入值。

门的构造

晶体管 门使用晶体管建立输入值和输出值之间的映射

晶体管是由半导体材料制成的。

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：既不是良导体也不是绝缘体，如硅。

晶体管具有三个接线端，即源级、基级 和发射极。发射极通常被连接到地线上。

通常，源级连线上都有一条输出连线。如果源级信号被接地了，那么输出信号是低电平。

晶体管只能是开或关两种状态，由基极电信号决定。

电路

一类是组合电路，输入值明确决定了输出值。另一类是时序电路，他的输出是输入值和电路现有状态的函数。

组合电路

把一个门的输出作为另一个门的输入，就可以把门组合成电路。

（AB+AC）

两个与门的输出被用作或门的输入

A（B+C）

它们是完全一样的。因此，我们刚才演示了电路等价。也就是说，对每个输入值的组合，两个电路都生成完全相同的输出。

分配率

布尔代数的一些性质

交换律 结合律 分配率 恒等 补 德.摩根定律

德.摩根定律 对与门的输出求逆，等价于先对每个信号求逆，然后再把他们传入或门。

加法器

加法器；对二进制执行加法运算的电路。

半加器：计算两个尾数的和并生成正确进位的电路。

全加器：计算两个数位的和，并考虑进位输入的电路

多路复用器

多为复用器：使用一些输入控制信号决定用哪条输入数据线发送输出信号的电路。

存储器电路

S-R锁存器。一个S-R锁存器锁存一个二进制数胡子。用不同的门可以设计S-R锁存器。

这个电路的设计使两个输出X和Y总是互补的。也就是说如果X是1，电路存储的就是1；如果X是0；电路存储就是0.

只有当两个输入值都是1是，与非门才能输出0 ？？？？？？？？

集成电路

集成电路是嵌入了多个门的硅片。

CPU芯片

CPU只是一种具有输入先和输出线的高级电路。

计算部件

独立的计算机部件

第一行描述了笔记本电脑的中央处理单元。酷睿2是一种处理器，DUO代表了单个芯片中即成了两个这样的处理器。266GHZ告诉我们处理器由多快的每秒处理速度。G是十亿。

FSB 一个处理器需要访问内存和输入、输出设备，这是通过被称为总线的一组电线实现的。主要是前端总线（FSB)

6NB eache 两个处理器能直接访问6MB的缓存而不需要使用FSB。仅仅当还从中没有所需数据是才使用前端总线。正是如此，前端总线的处理速度才可以比处理器慢而不会影响处理器的处理速度。

High Definition(1080p)说明显示器具备1080水平行显示元素的能力。

1366*768指的是屏幕的像素分辨率。

接下来列出来GPU的品牌和型号。GPU有512MB的内存。GPU是一个独立的计算机，它甚至比主流的处理器更强大

2.0MP表明这个摄像头的分辨率

列出来计算机的随机访问储存器（RAM ），也被称为主存储器

包含了一个硬盘驱动器，它是计算机的二级存储器。

固态硬盘比普通硬盘鱼油更快的速度和更低的电能的消耗

DVD 8X 这个驱动器能以比DVD电影播放器快八倍的速度从DVD中读取信息

下一行描述了电脑对无线网络的支持。802.11是由专业的工程协会-IEEE定义的一个标准代号。分别是a/g/n

接口列表 有两个第二代USB接口

HDMI代表高清晰度多媒体接口

15针脚的VGA可以用来连接投影仪。

以太网电缆能连接路由器或电缆调制解调数据传输能力。

IEEE 1394是另一个通信标准，也称为火线

Express Card槽允许用户插入一个小巧的电路板来提供额外的功能。

物理尺寸和重量

预装的软件、

储存程序的概念

冯·诺依曼体系结果

·存放数据和指令的内存单元

·对数据执行算数和逻辑运输按的算数逻辑单元

·把数据从外部世界转移到计算机中的输入单元

·把结果从计算机内部转移到外部世界的输出单元

·担当舞台总监，确保其他部件都参与了表演的控制单元

内存

每个存储单元能存放1或0

可编址性 内存中每个可编址位置存储的位数。

算数逻辑单元

ALU能执行基本的算术运算。

ALU操作的是字。现在的英特尔处理器柳树先将字长定义为16比特，这是字长的定义变得模糊起来 ？？？？

大多数现代ALU都有少量的特殊存储单元，称为寄存器

输入/输出单元

输入单元 接受哟啊存储在内存中的数据的设备

输出单元 一种设备，用于把存储在内的内存中的数据打印或显示出来，或者吧存储在内存货其他设备中的信息制成一个永久副本。

控制单元

控制单元：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 存放当前正在执行的指令的寄存器

程序计数器 存放下一套要执行的指令的地址的寄存器

中央处理器 算数逻辑单元和控制单元的组合，是计算机用于解释和执行指令的“大脑”

这些组成部分由一组电线连接在一起，这组电线被称为总线，数据通过总线在计算机中传递。每条总线携带三种信息：地址、数据和控制信息。

总线宽度是同事能传输的比特数。总线越宽，一次能传送的地址和数据比特越多。

因为访问内存的速度星币处理器的运算速度要慢很多，因此许多框架提供了缓存。缓存是用来存储经常使用的数据的小容量内存，它的访问速度很快。

流水线是一种加速读取-执行周期的技术。

在个人计算机中，冯·诺依曼的部件物理驻留在一个印刷电路板上，这个电路板被称为主板。

读取-执行周期

读取下一条指令

程序计数器（PC）存放的是下一套要执行的指令的地址，因此控制单元将访问程序计数器中指定的内存地址，复制其中的内容，吧副本放入指令寄存器中。

在一条指令必须从内存读取额外指令才能执行的情况下，算术逻辑单元将一个地址送往内存总线，内存会进行相应并将特定位置的值返回。

破解指令

控制单元必须确定它是什么指令。可能是访问来自输入设备的数据的指令，也可能是把数据放松到输出设备的指令，还可能是对数值执行某种运算的指令。

如果需要，获取信息

执行指令

一旦译解了指令并且读取了操作数，控制单元九尾执行指令做好了准备。执行指令要把信号发送给算术逻辑单元以执行处理。在把一个数加到一个寄存器中内容的情况下，操作数将被发送给ALU，加到寄存器中的内容上。

当执行完成时，下一个周期开始。询问一个关于上条指令的结果的问题，而且可能会改变程序计数器的内容。

RAM和ROM

RAM是随机存取 存储器的缩写，这是一种每个存储单元都能被直接访问的内存。

ROM是只读存储器的缩写。

RAM有易失性，而ROM则没有

二级存储设备

这些存储设备中读取数据并把数据写回，所以每个二级存储设备也是一种输入和输出设备

磁带

读卡器和卡片穿孔机是最早期 辅助存储设备是磁带驱动器。

磁带驱动器有一个严重的缺点，访问磁带中间的数据，则必须访问这个数据之前的所有数据并丢弃它们。

磁盘

磁盘驱动器是CD播放器和磁带录音机的混合物。

磁盘种类不易，但是他们使用的都是由磁制材料组成的薄磁盘。每个磁盘的表面都被逻辑分为磁道和扇区。每个磁道被分为几个扇区。每个扇区存放一个信息块。

虽然越靠近圆心的刺刀看起来越来越小，但是每个磁道中的扇区数是相同的，每个扇区中的位数也是相同的。

磁盘驱动器的读写头被固定在一个机械臂上。

**寻道时间 读写头定位到指定的磁道所花费的时间

等待时间 把指定的扇区定位到读写头之下所花费的时间

存取时间 开始读取一个数据块之前花费的时间，即寻道时间和等待时间之和。

传送速率 数据从磁盘传输到内存的速率

柱面 所有磁盘表面的同心磁道的集合**

磁盘的分类之一是硬盘和软盘

单个的磁盘被称为磁盘片

上下排列的所有磁道组成了一个柱面

CD和DVD

CD是光盘的缩写

CD有一个从里向外盘旋的螺旋磁道。

CD的数据是均匀分布在整个光盘上的

CD-DA

CD-ROM

CD-R 可记录光盘 它允许写入数据。，CD-R的数据记录一次之后就不能再进行改变CD-RW代表可重写光盘

DVD存在多种形式：

R意思是可记录的

RW意思是可重写的

DL意思是双层

蓝光指使用的是蓝色激光

闪存

闪存是一种可写入可擦除的非易失性计算机存储器（U盘）

闪存也被用于制作固态硬盘（SSD）

触摸屏

特殊的I/O设备

电阻式触摸屏

电容式触摸屏

红外触摸屏

表面声波

嵌入式系统

早期嵌入式系统是安装有自带的操作系统的单独的8比特微处理器

嵌入式系统这一术语是很模糊的。

并行体系结构

并行计算

并行计算有四种一般的形式：比特级、指令级、数据级、任务级

比特级的并行是基于增加计算机的字长

指令级的并行是基于程序中的某些指令能够同时独立地进行

数据级的并行基于同一组指令集能同对不同的数据级执行，这种方法也被称为同步处理

任务级的并行是基于不同的处理器能在相同或不同的数据集上执行不同的操作。

在数据级环境中，每一个处理器在对不同的数据执行着相同的处理。

不同的处理器通过共享内存进行通信，这种配置也称为共享内存并行处理器

并行硬件分类

并行硬件的类别反映了并行计算的不同类型。多核处理器有多个独立的核心，它们通常是中央处理。

对称多处理器包含多个相同的核心

收获

学习了硬件层的一些知识，对和自己朝夕相伴自己的电脑更加了解了

问题

集合电路 各种缩写 对各硬件的印象不深 不能想象出工作原理