本周内,我自学了《计算机科学概论》的第四、第五章内容。第四章与第五章的内容是关于计算机硬件方面的一些知识,第四章是关于门与电路,第五章是关于计算机的计算元件。
第四章:门与电路
首先,我了解了门与电路的相关概念:
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,生成一个输出信号。
电路:相互关联的门的组合,用于实现特定的逻辑函数。
而在关于门和电路的讨论中,我们将分析这三种类型的表示法:
布尔代数:表示二值逻辑函数的数学表示法。
逻辑框图:电路的图形化表示,每种类型的门有自己专用的符号。
真值表:列出了所有可能的输入值和相关的输出值的表
计算机是通过使用电信号来表示并操作二进制的值,而电信号则是通过门与电路的进行传递。
门有六种类型
1.非门
2.与门
3.或门
4.异或门
5.与非门
6.或非门
然后我了解了门处理:
- 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。
- 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。
- 与非门生成的结果和与门生成的相反。
- 或非门生成的结果和或门生成的相反。
然后是门的构造,我了解到了晶体管的作用以及连接方式,以及电路的基础知识,并由集成电路的概念导出电脑的核心组件:*处理器(CPU)
以下为第四章的知识脑图
第五章:计算部件
这是课本中的关于笔记本电脑的一则广告,其中介绍了计算机的基本配置及组成原件。
第五章的内容主要就是介绍了关于计算机元件的知识,解释了上图中的元素以及各种缩写。
本章中有一个重要的概念:冯·诺依曼体系结构
计算机基本上都是根据这个体系为原理设计的。
这个体系结构的一个主要特征是处理信息的部件独立于储存信息的部件,如图所示
以下为体系中的一部分组成部分的概念
算数/逻辑单元(ALU):执行算数运算和逻辑运算的计算机部件。
寄存器(register):CPU中的一小块存储区域,用于存储中间值或特殊值。
输入单元(input unit):接收要存储在内存中的数据的设备。
输出单元(output):一种设备,用于把存储在内存中的数据打印或显示出来,或者把存储在内存或其他设备中的信息制成一个永久副本。
控制单元(Control unit):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(Instruction Register,IR):存放当前正在执行的指令的寄存器。
程序计数器(Program Counter,PC):存放下一条要执行的指令的地址的寄存器。
*处理器(CPU):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”。
在电脑执行指令的过程中,有一个周期,称为“读取-执行周期”,具体周期如课本中图:
还有两个重要概念:RAM和ROM,这是两种计算机内存的缩写
RAM表示随机存取存储器,它具有易失性,在关闭电源后,它不再保留位配置
ROM表示只读存储器,在断电后,仍然保持位配置,ROM的位组合是永久性的,稳定,不可更改
主存通常包括包含一些ROM和通用的RAM
以下为第五章内容的思维导图:
总结
通过学习第四、五章的内容,我系统性的接触到了关于计算机运行的相关知识,从电路及硬件方面了解了计算机运行的相关方式,是自己对计算机的理解更深了一些,我希望能通过继续学习今后的内容,并与前面所学的内容相结合,用自己的语言构建一个属于自己的计算机知识体系。