存储器

* = 了解 1.python是什么？ 　　Python是一门编程语言 2.什么是编程语言？ 　　语言的本质：语言是一个对象与其它对象沟通的工具 　　编程语言：程序员与计算机沟通的工具 3.什么是编程？ 　　程序员基于某种编程语言的语法格式将自己想要让计算机做的事写到文件中。 　　编程的结果是一堆文件，这一堆文件就是程序。 4.为什么要编程？ 　　计算机就像人的奴隶，编程的目的就是人要奴役计算机，让计算机代替人类去工作，从而解放人力。 5.计算机硬件： 　　五大部分： 　　　　控制器：计算机的指挥系统。控制器通过地址访问存储器，从存储器中取出指令，经译码器分析后， 　　　　　　　　根据指令分析结果产生相应的操作控制信号作用于其他部件，使得各部件在控制器控制下有条不紊地协调工作。 　　　　运算器：实现算术运算和逻辑运算的部件。 　　　　存储器：是计算机用来存放所有数据和程序的记忆部件。它的基本功能是按指定的地址存（写）入或者取（读）出信息。 　　　　输入设备：是向计算机中输入信息的设备。外存储器也是一种输入设备。 　　　　输出设备：主要有显示器、打印机和绘图仪等。外存储器也当作一种输出设备。 　　控制器 + 运算器 = cpu 　　cpu：x86-64 　　x86：cpu型号 （x86架构的cpu） 　　64：每次可处理64位二进制数 　　cpu具有向下兼容性

1、编程语言的作用及与操作系统和硬件的关系 　　一个完整的计算机系统包括硬件、操作系统、软件（即程序员开发的各种软件）三部分组成。 　　各程序员开发的软件若直接调用计算机的硬件，如硬盘读取、音频播放等，则软件不仅编写复杂同时影响开发效率，因此程序员开发的软件需通过计算机操作系统间接调用计算机各硬件。如下图： 　　 即编写各种计算机软件的编程语言可看作程序员与计算机沟通的介质，程序员通过编程语言编写软件从而达到控制计算机的目的。 2、计算机硬件 　　计算机硬件（Computer hardware）是指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。简言之，计算机硬件是构成计算机的物质基础，是计算机系统的核心。从外观上来看，微机由主机箱和外部设备组成。 　　根据计算机之父冯·诺依曼的划分，计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成。 通常把运算器与控制器合称为中央处理器（ Central Processing Unit ，CPU ）。 其中： CPU是计算机的核心，负责计算机的运算及程序控制； 存储器是计算机的记忆设备，用来存放程序和数据 输入设备是计算机接收外部信息和数据的设备。常用输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪等 输入设备是输出计算机处理后的数据。常用的输出设备有：显示器、打印机等 在计算机中，计算机各硬件是通过各类总线连接在一起的。 2.1处理器

维基百科对B树的定义为“在计算机科学中，B树（B-tree）是一种树状数据结构，它能够存储数据、对其进行排序并允许以O(log n)的时间复杂度运行进行查找、顺序读取、插入和删除的数据结构。B树，概括来说是一个节点可以拥有多于2个子节点的二叉查找树。与自平衡二叉查找树不同，B-树为系统最优化 大块数据的读和写操作 。B-tree算法减少定位记录时所经历的中间过程，从而加快存取速度。普遍运用在 数据库 和 文件系统 。” 定义 B 树 可以看作是对2-3查找树的一种扩展，即他允许每个节点有M-1个子节点。 根节点至少有两个子节点 每个节点有M-1个key，并且以升序排列 位于M-1和M key的子节点的值位于M-1 和M key对应的Value之间 其它节点至少有M/2个子节点 下图是一个M=4 阶的B树: 可以看到B树是2-3树的一种扩展，他允许一个节点有多于2个的元素。 B树的插入及平衡化操作和2-3树很相似，这里就不介绍了。下面是往B树中依次插入 6 10 4 14 5 11 15 3 2 12 1 7 8 8 6 3 6 21 5 15 15 6 32 23 45 65 7 8 6 5 4 的演示动画： B+ 树是对B树的一种变形树，它与B树的差异在于： 有k个子结点的结点必然有k个关键码； 非叶结点仅具有索引作用，跟记录有关的信息均存放在叶结点中。

计算机的前世 　　美籍 匈牙利 科学家 冯·诺依曼 在1949年世界上第一台计算机，因此被誉为现代计算机之父， 冯·诺依曼 理论的要点是：数字计算机的数制采用了二进制，程序按照顺序执行， 冯·诺依曼 计算机主要由运算器、控制器、存储器和输入设备输出设备组成，它的特点是：程序以二进制代码的形式存放在存储器中，所有的指令都是由操作码和地址码组成，指令按照顺序执行；其上述的五大组件分别完成输入数据和程序的输入，记忆程序和数据的存储器，完成数据加工处理的运算器，控制程序执行的控制器输出处理结果的输出设备； CPU 即中央处理器，是英语“Central Processing Unit”的缩写，CPU从内存或缓存中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。CPU并不能直接调用存储在硬盘上的系统、程序和数据，必须首先要将硬盘的有关内容存储在内存中，从内存中读取，内存作为外存（硬盘）的中转站，极大的提高了计算机的运行速度，当在内存中占用数据超出内存大小本身的时候，这个时候硬盘就会分配一部分空间模拟成内存-虚拟内存，将暂时不用的数据或者不运行的程序存放到虚拟内存中，以便及时方便的调用。 CPU包括（运算逻辑部件，寄存器部件和控制部件） 可以比喻为人的大脑； 运算器：计算机中执行各种算术和逻辑运算的部件； 寄存器

　　上一篇博客 我们介绍了几种数据传送指令，包括MOV,MOVS,MOVZ,PUSH和POP等，理解起来也不算难。本篇博客我们来接着看汇编语言的算术与逻辑运算指令，算术无非就是加减乘除，而逻辑运算也就是与或非，移位等操作。下面这张图是汇编里面的算术和逻辑操作： 　　 　　上面除了 leal（加载有效地址）指令通常用来执行简单的算术操作，其余的指令都是标准的一元或者二元操作，下面我们分别来介绍这几个指令操作。 1、leal 指令 　　leal 指令也称为加载有效地址（load effective address）指令，它实际上是 movl 指令的变形。它的指令形式是从存储器读数据到寄存器，但实际上它根本没有引用存储器。 　　它的第一个操作数看上去是一个存储器引用，但该指令并不是从指定的位置读取数据，而是将有效地址写入到目的操作数，类似于 C 语言的取地址操作符“&”。另外就是作普通的算术运算。 　　leal 立即数，寄存器 　　这类指令就是将立即数装载至寄存器，比如 leal $0x01,%eax 这种情况下 和 movl $0x01,%eax 的效果是等价的 　　 leal 地址，寄存器 　　leal指令的作用是将地址加载到寄存器，对于leal S，D而言，就是实现了 &S –> D 的功能 　　 leal S, D 结果是&S -> D 　　movl S,D 结果是S -> D

在计算机系统中,中央 处理器 能直接访问的唯一的存储空间是内存储器 。任何程序和数据必须被装入内存储器之后,中央处理器才能对它们进行操作,因而一个作业必须把它的程序和数据存储在内存储器中才能运行,而且 操作系统 本身也要存储在内存储器中并运行。 如果是多道程序系统,就会有若干个程序和相关的数据要存储在内存储器中。操作系统要管理、保护这些程序和数据,使它们不至于受到破坏,不会互相影响和出现冲突。内存储器以及与存储器管理有关的硬件机构是支持操作系统运行的硬件环境的一个重要方面。 此外,IO系统和时钟部件也是计算机硬件的重要组成部分,为计算机用户交互及计算机时间系统提供基础 本节介绍与操作系统密切相关的计算机硬件部件的知识,具体见以下内容。 一、存储系统 1、存储器的类型 (1)类型 在微型计算机中使用的半导体存储器有若干种不同的类型,但基本上可划分为两类: 一种是读写型的存储器,另一种是只读型的存储器 。 所谓读写型的存储器,是指可以把数据存入其中任一地址单元,并且可在以后的任何时候把数据读出来,或者重新存入新的数据的一种存储器 。这种类型的存储器常被称为 随机访问存储器( Random Access Memory,RAM) 。RAM主要用作存储随机存取的程序的数据。 另一种是 只读型的存储器,只能从其中读取数据,但不能随意地用普通的方法向其中写入数据

了解CPU By JackKing_defier 首先说明一下，本文内容主要是简单说明CPU的大致原理，所需要的前提知识我会提出，但是由于篇幅我不会再详细讲解需要的其他基础知识。默认学过工科基础课。 一、总述 先从计算机的结构说起，在现代计算机中，CPU是核心，常常被比喻为人的大脑。现在的计算机都为“冯·诺依曼机”， “冯诺依曼机” 的一个显著的特点就是由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备组成。 CPU是运算器和控制器合起来的统称 ，因为运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系十分紧密，尤其在大规模集成电路制作工艺出现之后，所以这两个部件就集成在同一芯片上。 了解CPU怎么工作就转化为了解运算器和控制器的作用和功能。 二、CPU的运算 运算器由ALU（算术逻辑单元）和若干通用寄存器组成。 //寄存器需要数字逻辑知识 ALU即为一个芯片，有相应的输入，会给出相应的输出，由逻辑运算功能表可确定不同针脚会有的相应的运算输出。//这里可以类比于数字逻辑中的74LS138芯片，只不过74181给出的是相应输入的运算结果。 在这里我想到，很多同学并没有学习过数字逻辑这门课，简单介绍一下。我们高中物理就学过“与门”、“或门”和“非门”，也就是通过电路可以实现逻辑上的“与”、“或”和“非”运算。同时呢，有一个门叫做“与非门”，也就是A和B先做与运算，再做非运算取反

作业补做 1.Amdahl定律说明，我们对系统的某个部分做出重大改进，可以显著获得一个系统的加速比 A .正确 B .错误 我这道题自己做有点不明白，所以上网查了资料。 学习到的知识点如下： 并行存储系统的性能分析可以通过简单的性能模型展开，这其中主要就是阿姆达尔定律 一：什么是并行存储系统并行存储系统? 解决问题:并行系统是指同时执行多个任务或多条指令或同时对多个数据项进行处理的系统。早期的计算机是串行逐位处理的，称为串行计算机。随着计算机技术的发展，现代计算机均具有不同程度的并行性。 二：阿姆达尔定律实际上定义了采取增强（加速）某部分功能处理的措施后可获得的性能改进或执行时间的加速比。 所以根据上述定义所以是错误的，是要增强某部分功能的措施后才可以获得加速比。 2.Linux中，内核虚拟内存在虚拟地址空间的低端 A .正确 B .错误 此题为错误因为内核虚拟内存在虚拟地址空间的高端。 3.实现进程这个抽象概念需要低级硬件和操作系统软件之间的紧密合作。 A .正确 B .错误 4.操作系统有两个基本功能：防止硬件被滥用；向应用供一致的机制来控制低级硬件设备。实现这两个功能相关的抽象有（） A .文件 B .虚拟机 C .虚拟内存 D .进程 解析：操作系统通过几个基本的抽象概念（ 进程、虚拟存储器和文件 ）来实现这两个功能。如图1-11所示，文件对I/O设备的抽象表示

2018-2019-1 20189224 《深入理解计算机系统》第二周学习总结 二进制信号能够容易的被表示、存储和传输。 主要研究三种数字表示：无符号编码——大于或等于0的数字；补码编码——有符号整数；浮点数——实数的科学计数法以2为基数的形式 计算机最小的可寻址内存单位：8位的块/字节 虚拟内存：机器级程序将内存视为一个大的字节数组 虚拟地址空间：所有可能地址的集合 虚拟地址以字为地址进行编码 计算机的字长：指明指针数据的标称大小 整数表示 补码转无符号编码 补码转二进制编码 补码转反码 补码转原码 有符号转无符号 无符号转有符号 整数运算 无符号加法 无符号求反 补码加法 补码的非 无符号乘法 补码乘法 上周测试 1.（B）就是位+上下文 A .数据 B .信息 C .知识 D .数据结构 解析：信息就是位+上下文：计算机系统中的所有信息都是由二进制串表示的，区分这些数据对象的唯一方法是读到这些数据的上下文。 2.Linux中，内核虚拟内存在虚拟地址空间的低端。（B） A .正确 B .错误 解析:p13 内核虚拟内存在虚拟地址空间的最顶端而不是最低端 3.实现进程这个抽象概念需要低级硬件和操作系统软件之间的紧密合作。（A） A .正确 B .错误 解析：p12 进程是操作系统对正在运行的程序的一种抽象。一个系统上可以同时运行多个进程，每个进程好像独占的使用硬件。所谓并发

1.Amdahl定律说明，我们对系统的某个部分做出重大改进，可以显著获得一个系统的加速比。（B） A .正确 B .错误 解析：Amdahl定律，该定律的主要思想是，当我们对系统的某个部分加速时，其对整个性能的影响取决于该部分的重要性和加速程度。 2.Linux中，内核虚拟内存在虚拟地址空间的低端。（B） A . 正确 B . 错误 解析:由上图可知内核虚拟内存在虚拟地址空间的最顶端而不是最低端 3.实现进程这个抽象概念需要低级硬件和操作系统软件之间的紧密合作。（A） A . 正确 B . 错误 解析：进程是操作系统对正在运行的程序的一种抽象。一个系统上可以同时运行多个进程，每个进程好像独占的使用硬件。所谓并发，是说一个进程的指令和另一个进程的指令交错执行。操作系统实现这种交错执行的机制称为上下文切换。操作系统跟踪进程运行所需的所有状态信息（也就是上下文），任何一个时刻，处理器只能运行一个进程。当操作系统决定要把控制权从当前进程转移到一个新进程时，就要进行上下文切换，即保存当前进程的上下文，恢复新进程的上下文，然后将控制权转交给新进程，新进程就从上次停止的地方开始执行。实现进程这个抽象概念需要低级硬件和操作系统软件之间的紧密合作 4.操作系统有两个基本功能：防止硬件被滥用；向应用供一致的机制来控制低级硬件设备。实现这两个功能相关的抽象有（ACD） A . 文件 B . 虚拟机 C