CPU：中央处理器

内存

主板

输入、输出设备

硬盘

显卡

冯·诺依曼体系： 计算机的硬件基础架构都是依赖于冯诺依曼提出的冯诺依曼体系结构。 现代计算机的核心架构可以抽象为五个基础组件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

CPU功能：程序、操作、时间控制和数据处理。 组成：运算器、控制器、寄存器组、内部总线。 运算器：ALU-算术逻辑单元、AC-累加寄存器、DR-数据缓冲寄存器、PSW-状态条件寄存器。 控制器：IR-指令寄存器、PC-程序计数器、AR-地址寄存器、ID-指令译码器

不同进制之间的转换有： R进制转十进制：按权展开； 十进制转R进制：短除法； 二进制转八、十六进制：分组快速转换

原码：负数把第一位改成1； 反吗：正数的反码与原码相同，负数的反码是其绝对值按位求反； 补码：正数的补码与原码相同，负数补码等于在其反码的末尾+1； 移码：在数X上增加一个偏移量（实际上，将补码的符号位取反）。

1.奇偶校验码（在编码中增加一个校验位来使编码中1的个数为奇数（奇校验）或者偶数（偶校验），从而使码距变为2）=>只能检验一位的错误。 特点：只能检测出奇数位出错但不知道哪位出错，并且不可以纠正。

2.海明码：在数据位中之间插入k个校验位，通过扩大码距来实现检错和纠错，既可以检测数据传输过程中出现的一位数据错误的位置加以纠正。 特点：可以检错和纠错.

3.循环冗余校验码：利用生成多项式为k个数据位产生r个校验位来进行编码，长度为r+k，校验码越长，校验能力越强。 特点：可以检错但不能纠错。

4.结构、组织、实现、性能。结构指的是计算机系统各种应用的互联，组织指的是各种不见的动态联系和管理，实现指的是各模块设计的组装完成，性能指计算机系统的行为表现。

单指令流单数据流（SISD）：单控制器单处理器 单指令流多数据流（SIMD）：单控制器多处理器 多指令单数据流（MISD）：多控制器单处理器 多指令多数据流（MIMD）：多控制器多处理器

CISC-复杂指令集计算机（指令数量多，指令频率差别大，多寻址、使用微程序控制技术） RISC-精简指令集计算机（指令数量少，操作寄存器，单周期，少寻址，多通用寄存器，硬布线逻辑控制，适用于流水线）

流水线：是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。 流水线建立时间：一条指令执行时间。 流水线周期：执行时间最长的一段。 吞吐率：单位时间内流水线处理机流出的结果。对指令而言就是单位时间内处理的指令数。

cache替换算法：随机替换算法、先进先出算法、近期最少使用算法、优化替代算法。

IO设备与主机之间交换数据主要有物种方式： 程序查询方式、程序中断方式（当IO系统与主机之间交换数据时，当IO系统完成了数据传输后用中断信号通知CPU，CPU保护现场并转入IO终端服务程序完成与IO系统的数据交换。）、DMA方式、通道方式、IOP输入输出处理机、DMA传送方式优先级高于中断方式。

1.数据总线（data bus）：在CPU与RAM之间来回传送需要处理或是需要储存的数据。 2.地址总线（address bus）：指定在RAM之中储存的数据的地址。 3.控制总线（control bus）：将微处理器控制单元的信号，传送到周边设备。

静态数据区、代码区、栈区、堆区。 静态数据区：全局变量和静态变量存储时放在这块区域 代码区：存放函数体的二进制代码； 栈区：编译器自动分配释放； 堆区：一般由程序员分配释放，或OS管理。

保密性、完整性、可用性、可控性、可审查性。 加密技术： 对称加密技术（发送和接受数据的双方必须使用相同的、对称的密钥对明文进行加密和解密）。 数据加密标准：DES，采用替换和移位的方法加密； 非对称加密技术：需要两个密钥，公开和私有密钥； 算法：RSA算法（公开密钥，安全性在于基于大素数分解）；PKI,公开密钥体系。 认证技术：hash函数与信息摘要、数字签名、SSL协议（安全套协议）、数字时间戳技术。

性能衡量评价：时钟频率、指令执行速度、等效指令速度法、数据处理速率。

1.概念；程序在执行时呈现出局部性规律，即在一段时间内，整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。相应的，执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域， 2.时间局部性：如果程序中的某条指令一旦执行，则不久后该指令可能再次被执行。 3.空间局部性：一旦程序访问了某个存储单元，则不久之后，其附近的存储单元也将被访问。程序大部分情况下处于顺序和循环或者某个模块中执行。

概念：以又穷的集合描述无穷的计划的工具 字母表：元素的非空有穷集合，其中元素称为符号，所以也叫符号集； 符号串：由字母表中的元素组成的任何有穷序列，串中的元素个数叫做符号串的长度，空符号串ε，长度为0。

符号串的运算： 连接-符号串x = ab,y=cd, xy = abcd 方幂-z=xn，当n = 0, z = ε，当 n = 2, z = xx 集合的闭包-∑* = ∑0 ∪∑1 ∪∑2 ∪…∪∑n ∑+ 为正闭包 = ∑1 ∪∑2 ∪…∪∑n

规则|产生式|生成式，是形如α->β的有序对，读作α定义为β，相同左部的产生式可缩写A->a|b|c|d。

文法定义的形式-四元组（Vn,Vt,P,S）: Vn为非终结符集，Vt 为终结符集，P为规则集，S为识别符|开始符，至少要在一个规则中作为左部出现，Vn ∩ Vt = ∅。 直接推导=>， 长度为n(n>=1)的推导+=>，长度为n(n>=0)的推导=>【+在=上面】，v=0S1,w=0011,直接推导：0S1 =>0011，使用规则：S->01，γ=0，δ=1;可以说w是v的直接推导，或者w直接归约于v，由识别符号S推导出来的符号串称为文法的句型，如果该符号串仅由终结符号组成，称为句子。

G[S]称为文法，L[G]为文法的集合表示形式 若L[G1] = L[G2]，则称文法G1和G2是等价的。 G[S]：S->0S1，S->01 G[A]：A->0R，A->01，R->A1 L[S]=L[A]={0n1n|n>=1}

1.作用：通过资源管理提高计算机系统的效率，改善人机界面，向用户提供友好的工作环境。 2.特点：并发性、共享性、虚拟性、不确定性。 3.功能：处理机管理、文件管理、存储管理、设备管理、作业管理。 4.类型：批处理、分时、实时、网络、分布式操作系统。 批处理操作系统，例子：薪资系统、银行对账单等。它支持多个用户，CPU空闲时间短，通过多个作业分组位较少批处理来工作，但是批处理系统的成本很高，调试难度大。 分时操作系统，例子：Unix、Multics等，它位每个作业分配一定的时间限制“量子”。完成一项工作后，将位另一项分配时间，每个作业在CPU获得相等时间。 网络操作系统：例子：UNIX、LINUX\NOVELL NETWARE等。它们可以在互连模型上工作，但是该模型由客户端服务器组成。与松散耦合的分布式系统不同，它是紧密耦合的系统，它的连接和网络稳定，位于不同位置的不同系统可以轻松访问服务器，完成文件共享，但是服务器和维护、更新的成本很高。 分布式操作系统：例子：LOCUS；它允许使用共享通信网络在全世界范围内互连各种系统。但是所有互连的系统都是独立的，所以一个系统的故障不会影响网络中的任何其他系统，计算任务也很快，减少了仅一台计算机上的负载。 实时操作系统：实时操作系统可以快速的处理输入和对应关系，很小的响应延迟也会导致故障。实时操作系统分为两类：硬实时，响应时间不得超过安全时间。软实时，时间限制不严重，但是系统仍然认为是有故障的。这些用于游戏的软件应用程序开发。

5.前趋图：有向无循环图，进程=程序+数据+PCB（进程控制块）。进程控制是由操作系统内核kernel中的原语实现。

6.信号量机制：解决进程同步与互斥工具。信号量分为公用与私用信号量。

高级通信方式：共享存储模式（共享某些数据结构存储区域实现进程之间的通信）、消息传递模式（进程之间的数据交换以消息为单位）、管道通信（管道只用于连接一个读进程和写进程，实现他们之间通信的共享文件pipe文件）。 进程调度：FCFS先来先服务、时间片轮转、优先级调度、多级反馈调度。 死锁：两个以上的进程因为互相都要求对方已经占用的资源导致无法运行下去的线下，产生原因时资源竞争以及进程推进顺寻非法。 死锁产生条件：互斥条件、不可抢占条件、占用且申请条件、循环等待条件。 处理：死锁预防、死锁避免、死锁检测、死锁接触。 线程是比进程更小的能独立运行的基本单位，是处理器分配的最小单元。线程最为调度和分配的基本单位，进程作为独立分配资源的单位。 存储管理：地址重定位是指将逻辑地址变换成主存物理地址的过程。静态重定位是指在程序装入内存时已经完成逻辑地址到物理地址的变换，在程序执行器件不再发生变化。动态重定位是指在程序运行期间完成逻辑地址到物理地址的变化，基地址寄存器BR。 分页存储管理：将一个进程的地址空间划分为若干个大小相等的区域叫做页，将主存空间划分成与页相同大小的若干个物理块，称为块或者页框。再将进程的每一页离散的分配再主存的多个物理快中后，系统为每个进程建立了一张页面映射表，称为页表。 地址变换机构的基本任务是利用表页把用户程序中的逻辑地址变换成主存中的物理地址，实际就是将用户程序中的页号变换成主存中的物理块号，再系统这设置页表寄存器，用来存放页表的始址和页表的长度。页式存储管理至少需要两次访问内存。 分段式存储管理：作业地址空间被划分为若干个段，每个段多是一组完整的逻辑信息，有主程序段、子程序段、数据段和堆栈段。 段面是信息的逻辑单位。二维。页面是信息的物理单位，一维。 段页式系统，整个主存划分为大小相等的存储块，将程序按逻辑关系分为若干个块。每个段赋予一个段名，每个段再划分若干个页。其中段表中的内容不再是段的主存始址和段长，而是页表的始址和页表长度。 虚拟存储器是为了扩大主存容量采用的一种设计方法，它的容量是由计算机的地址结构决定，实现：请求分页系统、请求分段系统、请求段页式系统。 页面置换算法：最佳值换算法、先进先出算法、最近最少使用LRU、最近未使用NUR、工作集， 文件存储设备管理系统：位图向量法（用向量描述磁盘），空闲块链表连接法（用链表将空闲表组织起来）。 文件存储空间的管理：空闲表法、位示图、空闲块链、成组链接法。 文件逻辑结构：由结构的记录式文件、无结构的流式文件。 文件的物理结构：连续结构、链接结构、索引结构、多个物理块的索引表。 系统再管理文件时必须的数据结构是文件存在的唯一标识，称FCP。 文件的使用：目录管理命令、文件控制命令、文件存取命令。 文件共享：将多个文件名与一个文件体建立链接。 作业是系统位完成一个用户的计算任务所做的工作总和，提交、后背、执行、完成。 作业响应时间位作业进入系统的等待时间与作业的执行时间之和。

进程的状态：三态模型：运行、就绪、等待， 五态模型：静止就绪、静止阻塞、活跃就绪、活跃阻塞， 临界资源：各进程采取互斥的方式，实现共享的资源称作临界资源。 临界区：每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区，临界区中的临界资源同一事件只能由一个进程（线程）访问。 互斥：互斥是进程（线程）之间的间接制约关系，当一个进程（线程）进入临界区使用临界资源。另一个进程必须等待。只有当使用临界资源的进程退出临界区后，这个进程（线程）才会解除阻塞状态。 同步：同步时进程（线程）之间的直接的制约关系，相互合作的进程（线程）需要在某些确定的点协调他们的工作，当一个进程（线程）达到这些点后，除非另一个已经完成相应某些操作，否则只能等待这些操作结束。 信号量：信号量semaphore的数据结构为一个值和一个指针，指针指向等待该信号量的下一个进程，值与相应资源的使用情况有关。 值S>=0:表示某资源的可用数；S=0，则执行P操作的进程继续执行。 若S0，则执行V操作的进程继续执行，若S