海军武器工程导论

标题:计算机基础知识

阅读:计算机基础补充1-11页

我的目标。

理解二进制编号和与位和字节相关的可能组合的数量

了解计算机的三个基本组成部分

了解基本总线架构

了解什么限制了整体处理速度

描述基本存储系统的特性

了解各种I/O接口的特点

II。介绍

现代作战系统的成功很大程度上依赖于计算机。事实上，在某种程度上可以说，现代武器系统实际上是围绕中央计算机建立的，而中央计算机已成为系统中最重要的设备。

电脑的功能:

1. 检索、存储、处理和传递信息
2. 与其他系统沟通
3. 开发火控解决方案
4. 检查系统状态

1. 电脑如何工作？

内部所有计算机都在二进制、数字环境中工作，即0,1开/关

让我们回顾一下什么是二进制数字系统:

二进制是以2为底，我们很熟悉10为底

二进制只有两个数字0和1

所有其他数字都由0和1的组合表示(见示例p2)

每个数字都是2的幂，单位是2⁰10是2¹百位是2²等

1001101等于1乘以2⁶+ 1 x 2^3.+ 1 x 2²+ 1 x2⁰= 64 + 8 + 4 + 1 = 77

比特和字节

二进制数中的每一个数字叫做a位．计算机被设计成按期望的位数进行操作。他们开始是8位的机器，现在是64位的任天堂。每一组8位被称为a字节。

在8位机器中，我们有8位，所以可用的最大组合数是2⁷+ 2⁶+ 2⁵+ 2⁴+ 2^3.+ 2²+ 2¹+ 2⁰= 128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 +所有零= 256

通常，公式是

N = 2^b

其中N =组合(或数字)的数量

b=比特数比特越多，组合越多

在16位机器中，两个字节组成一个单词，32位机器是4个字节，这是一个双单词，64位机器是8个字节，这是一个四单词。

组件

计算机变化但都将具有一些基本组件，如CPU，内存，互连总线和输入/输出（I / O）接口。

CPU:

它执行操作。

最基本的二进制。

真值表(见p4)

和，不，+，-，

如果你把两个超过机器位能力的数字相加，就会出现经典的“溢出错误”。

CPU内部有四个组件:

1. 控制单元 - 管理CPU的整体操作
2. 算术-逻辑单元-执行基本的算术和逻辑操作
3. 内部存储器-在计算期间临时存储数据，并保存程序指令的地址
4. 系统总线-连接其他三个组件

CPU按3步循环运行

获取-获取下一条指令并存储

解码-解释指令并收集任何其他必要的数据

执行-执行指令并将结果存储在内存中

总线:

连接所有组件。三个部分：

地址总线

数据总线

控制巴士

总线工作在一个4步循环

数据的位置被放在地址总线上

地址存储在临时内存中(释放地址总线)

数据被检索并放置在数据总线上

数据发送到CPU

总线的定时是由时钟控制的。200mhz意味着每秒200,000,000个时钟周期。每个时钟周期是操作过程中的一个步骤。所以200步骤/秒

每一步都有64位，所以你可以有64 x 200M = 12.8千兆/秒

内存

ROM -由紫外光(EPROM)或电压(EEPROM)编程的只读存储器，例如CD-ROM

RAM -随机存取存储器-读和写能力

2种RAM

静态RAM -即使在电源关闭后仍然保留-不需要刷新

DRAM -动态RAM -需要不断刷新

访问时间:检索一段数据所需的时间。SRAM更快，但更贵、更大

如果访问时间超过一个时钟周期，那么系统必须在等待内存访问时建立一个暂停。

例如，奔腾233MHz系统的时钟周期为1/233MHz = 4纳秒，这意味着它可以每4纳秒执行一次操作。如果内存访问时间是10ns，系统必须等待6ns之间的操作，以等待内存访问。

容量:可以存储多少数据。以字节为单位(8位)

传输模式:在第一次请求之后如何发送数据(消除周期)

EDO -第一次请求后2个周期

缓存:容量有限的高速(低访问时间)存储器。(SRAM)存储最频繁访问的数据以节省时间。系统先检查缓存，然后检查RAM

I / O:

调制解调器，显示器，硬盘，光盘，鼠标，键盘，打印机等

I/O设备可能会有很多兼容性问题，因为它们都是由不同的制造商构建的，通常是模拟的，而且接口没有行业标准化。

串行模式-所有位按顺序在一行上发送。慢

并行模式-位在单独的行上发送(例如32位- 32行)

同步传输- I/O设备和CPU在它们之间保持一个共同的时间，以便数据可以在任何时候发送。

异步需要一个启动和停止命令，让计算机知道数据来了。