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第一章绪论1.冯诺依曼计算机模式：冯·诺依曼计算机模式的提出冯·诺依曼和宾夕法尼亚大学莫尔学院合作，于1952年设计完成了取名为EDVAC(电子离散变量自动计算机)的按照这种方案设计的电子计算机。这个方案的核心是存储程序方法（设计一个包括存储部件和处理部件的机器），用这个方法来实现自动计算。计算机界把采用0、1符号编码方法和存储程序方法设计的计算机称为冯·诺依曼计算机。2.计算机的用途：1）数值计算2）信息处理3）实时控制4）辅助设计5）智能模拟第二章计算机工作原理1.计算机中数的有关概念（老师没有的）①数的长度：1字节（byte)=8比特（bit）②数的符号：一般用数的最高位（左边第一位）来表示数的正负号，并约定以“0”表示正，以“1”表示负。③小数点的表示方法在计算机中表示数值型数据，其小数点的位置总是隐含的。2.数制与转换：掌握各类进制数之间的转换①二进制、十进制、八进制、十六进制之间的转换“逢R进一，借一当R”十进制R=10，可使用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9二进制R=2，可使用0,1八进制R=8，可使用0,1,2,3,4,5,6,7十六进制R=16，可使用0,……,9,A,B,C,D,E,F②二、八、十六进制转换为十进制：对任意一个二、八、十六进制数，均可按照前述r进制数的展开和式方便的转成相应的十进制数如：（1101.01)2=1X23+1X22+0X21+1X20+0X2-1+1X2-2③十进制数换为r进制数：(1)十进制整数转换为r进制规则：采用除以r取余数，直到商为零时结束。所得余数序列，先余为低位，后余为高位。(2)十进制小数转换为r进制规则：采用乘以r取整数，直到余数为0时结束。所得整数序列，先整为高位，后整为低位。④二进制与八进制、十六进制之间的相互转换(1)二进制数转换成八进制数：以小数点为分界点，左右三位一节，不足三位以零补足三位。例:(101101.01)2=(101,101.010)=(55.2)8(2)八进制数转换成二进制数：将每位八进制数码以三位二进制数表示。例:(76.42)8=(111110.100010)2=(111110.10001)2(3)二进制数转换成十六进制数：以小数点为分界点，左右每四位一节，不足四位以零补足四位。如：(1111011011.100101011)2=(11,1101,1011.1001,0101,1000)2=(3DB.958)16(4)十六进制数转换成二进制数：将每位十六进制数码以四位二进制数表示。例:(A3B.C)16=(101000111011.1100)2=(101000111011.11)23.数的机器码表示：掌握数的原码、补码、反码的表示方式1）原码：原码是一种简单的机器数表示法，用最高位表示数的正、负，0表示正，1表示负，数值部分按二进制书写2）补码：正数的补码与原码相同；负数的补码是它的原码除符号位外逐位取反（即0变1，1变0），最后在末位加1。3）反码正数的反码与其本身相同，负数的反码是将它的原码除符号位外逐位取反,也就是1变0，0变14.运算器的三种结构形式：（运算器由核心部件，即算术逻辑部件ALU（ArithmeticLogicUnit）和寄存器、总线等组成。）1）单总线结构的运算器单总线结构的运算器把所有部件都接到同一总线上，所以数据可以在任何两个寄存器之间，或者在任一个寄存器和ALU之间传送。对这种结构的运算器来说，在同一时间内，只能有一个操作数放在单总线上。如果要把两个操作数输入到ALU，需要分两次来做，而且还需要两个缓冲寄存器A和B。这种结构的主要缺点是操作速度较慢。但由于它只控制一条总线，故控制电路比较简单。2)双总线结构的运算器双总线结构中，两个操作数同时加到ALU进行运算,只需一次操作控制，而且马上就可以得到运算结果。两条总线各自把其数据送至ALU的输入端。特殊寄存器分为两组，它们分别与一条总线交换数据。这样，通用寄存器中的数据就可进入到任一组特殊寄存器中去，从而使数据传送更为灵活。ALU的输出不能直接加到总线上去，这是因为，当形成操作结果输出时，两条总线都被输入数占据，因而必须在ALU输出端设置缓冲寄存器。3)三总线结构的运算器在三总线结构的运算器中，ALU的两个输入端分别由两条总线供给，而ALU的输出则与第三条总线相连。这样，算术逻辑操作就可以在一步控制之内完成。另外，设置了一个总线旁路器。设置总线旁路器的目的是：如果一个操作数不需要修改，而直接从总线2传送到总线3，那么可以通过控制总线旁路器把数据传出；如果一个操作数传送时需要修改，那么就借助于ALU。很显然，三总线结构的运算器的特点是操作时间快，但需要总线多。5.存储器的原理（19）分类：1)按存储介质分类（1）半导体存储器（2）磁面存储器2)按存储方式分类（1）随机访问存储器（RAM）（2）只读存储器（ROM）（3）顺序存储器（SAM）（4）直接存取存储器（DAM）3)按信息的可保存性分类（1）非永久记忆的存储器（2）永久记忆性存储器4)按在计算机系统中的作用分类（1）高速缓冲存储器（2）主存储器（3）外存储器6.中央处理器的基本功能、基本结构（中央处理器是控制器和运算器的总称，它是负责指令解释和执行的部件。）基本功能：（1）指令控制：程序的顺序控制称为指令控制。由于程序是一个指令序列，这些指令的相互顺序不能任意颠倒，必须严格按程序规定的顺序进行。（2）操作控制：一条指令的功能往往是由若干个操作信号的组合来实现的，因此，CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。（3）时间控制：对各种操作实施时间上的定时称为时间控制。（4）数据加工：数据加工是对数据进行算术运算和逻辑运算处理并进行逻辑测试。计算机的基本工作原理：指令格式、寻址方式、指令系统特征基本结构：（1）数据缓冲寄存器（2）指令寄存器（3）程序计数器（4）地址寄存器（5）累加寄存器（6）状态条件寄存器7.计算机的基本工作原理：指令格式、寻址方式、指令系统特征指令格式：（26）寻址方式：1）立即寻址：在同一时间内，指令本身被取出来时，操作数也同时被取出来了，这个操作数立即就可以使用了。2）直接寻址：指令中的地址码就是操作数的实际地址，即按照这个地址能够从存储器中直接取得操作数，这样的寻址方式称为直接寻址方式。3）间接寻址：在指令中的地址码不是操作数的地址，而是存放操作数地址的内存单元地址，这个地址称之间接地址。利用间接地址的寻址方式称为间接寻址方式。指令系统特征：1）完备性2）有效性3）规整性4）兼容性第四章软件与操作系统1.计算机软件的分类软件系统分为系统软件、支撑软件和应用软件三大类1）系统软件系统软件是属于计算机系统中最靠近硬件的一层。它与具体的应用无关，是软件系统的核心，而其他软件一般都通过系统软件发挥作用。例如：操作系统、语言处理程序、服务程序、数据库管理系统、网络通信管理程序。2）支撑软件(软件开发环境)支撑软件是支撑软件开发、运行和维护的软件。3）应用软件应用软件是支持各种不同领域应用的专门软件，主要用以解决一些实际问题，如为特定需要而开发的面向问题的各种应用程序，还有一些子程序包、通用软件等。2.操作系统的目标、作用1）操作系统的目标在计算机硬件上配置的OS的目标有以下几点：(1)方便性(2)有效性(3)可扩充性(4)开放性2）操作系统的作用(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口(2)OS作为计算机系统资源的管理者(3)OS用作扩充机器3.单道批处理系统、多道批处理系统、分时系统、实时系统1）单道批处理系统（处理流程课本67）主要特征如下：①自动性；②顺序性；③单道性2）多道批处理系统(1)多道程序设计的基本概念在OS中引入多道程序设计技术可带来以下好处：①提高CPU的利用率；②可提高内存和I/O设备利用率；③增加系统吞吐量。(2)多道批处理系统的特征在OS中引入多道程序设计技术后，会使系统具有以下特征：①多道性；②无序性；③调度性(3)多道批处理系统的优缺点①主要优点：资源利用率高、系统吞吐量大。②缺点：平均周转时间长、无交互能力。(4)多道批处理系统需要解决的问题①处理机管理问题②内存管理问题③I/O设备管理问题④文件管理问题⑤作业管理问题3）分时系统(1)分时系统(Time-SharingSystem)的产生推动分时系统形成和发展的主要动力：①人机交互；②共享主机；③便于用户上机。(2)分时系统实现中的关键问题①及时接收；②及时处理：为了实现人机交互应该做到：A、使所有的用户作业都直接进入内存；B、在不长的时间内，例如3秒钟内，就能使每个作业都运行一次（较短的时间），这样方能使用户键入的命令获得及时处理。（3）分时系统具体的实现方法有以下几种：①单道分时系统；②具有“前台”和“后台”的分时系统；③多道分时系统。(4)分时系统的特征①多路性：允许在一台主机上同时联接多台联机终端，系统按分时原则为每个用户服务。②独立性：每个用户各占一个终端，彼此独立操作，互不干扰。③及时性：用户的请求能在很短时间内获得响应，时间间隔是以人们所能接受的等待时间来确定的，通常为2~3秒钟。④交互性：用户可通过终端与系统进行广泛的人机对话。重要指标：响应时间目前分时操作系统典型的例子就是Unix和Linux的操作系统4)实时系统实时系统的引入是由于以下两个领域的需要：①实时控制；②实时信息处理。实时系统与分时系统的比较：主要从多路性、独立性、及时性、交互性和可靠性五个方面对实时系统与分时系统进行比较。4.操作系统的特征、操作系统的服务1）操作系统的特征(1)并发(concurrence)：并行性和并发性是既相似又有区别的两个概念。并行性是指两个或多个事件在同一时刻发生，而并发性是指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。(2)共享(Sharing)：所谓共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。由于资源的属性不同，故多个进程对资源的共享方式也不同，可分为以下两种资源共享方式：①互斥共享方式②同时访问方式(3)虚拟(Virtual)：在操作系统中的所谓“虚拟”，是指通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。(4)异步性(Asynchronism)：在多道程序环境下，允许多个进程并发执行，但由于资源等因素的限制，通常进程的执行并非“一气呵成”，而是以“走走停停”的方式运行。2）操作系统的服务(1)操作系统的公共服务类型：①程序执行；②I/O操作；③文件系统操纵(file-systemmanipulation)；④通信；⑤差错检测。(2)系统调用的作用：OS可用不同的方法提供OS服务，但几乎在所有的OS中所采用的最基本方法是以系统调用（SystemCall）的方式提供的。(3)系统调用的类型：根据操作系统所提供服务的功能，可把系统调用分为进程管理、设备管理、文件操纵、信息维护以及通信五大类。5.进程与程序的异同点进程和程序是紧密相关而又完全不同的两个概念。(1)每个进程实体中包含了程序段和数据段这两个部分，因此说进程与程序是紧密相关的。但从结构上看，进程实体中除了程序段和数据段外，还必须包含一个数据结构，即进程控制块PCB。(2)进程是程序的一次执行过程，因此是动态的；动态性还表现在进程由创建而产生、由调度而执行、由撤消而消亡，即它具有一定的生命周期。而程序则只是一组指令的有序集合，并可永久地存放在某种介质上，其本身不具有运动的含义，因此是静态的。(3)多个进程实体可同时存放在内存中并发地执行，其实这正是引入进程的目的。而程序(在没有为它创建进程时)的并发执行具有不可再现性，因此程序不能正确地并发执行。(4)进程是一个能够独立运行、独立分配资源和独立接受调度的基本单位。而因程序(在没有为它创建进程时)不具有PCB，所以它是不可能在多道程序环境下独立运行的。(5)进程与程序不一一对应。同一个程序的多次运行，将形成多个不同的进程；同一个程序的一次执行也可以产生多个进程(如UNIX中通过fork调用)；