在本次对第五章与第四章进行了自主学习后，我对电脑硬件层的门和电路以及计算部件的有关知识有了一定了解，这两章从硬件层结构的层面出发，来辅助加深对于计算机的理解。
计算机是电子设备，它的大多数基础硬件元件控制着电流，而人类则通过这技术利用电流能量来进行计算，第四章将继承前两章讲述的计数系统，进而探讨计算机如何让使用电信号来表示和操作这些二进制值。首先要了解我们根据信号的电平区分信号的值，0-2伏是低电平，由二进制数字0表示，2-5伏范围内是高电平，由二进制数字1表示，然后再来来介绍一下有关概念，
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。
以上是两个计算机的基础设备，描述二者的表示法有三种，
布尔表达式；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；列出来所有可能的输入值和有关的输出值的表
在之后有关门和电路的讨论中我们将再对这三种表示法进行探讨，下面让我们来介绍门的分类，分为六种；与门，或门，非门，异或门，与非门，或非门。其中非门接受一个输入值，生成一个输出值；与门与或门接受两个输入值，输出一个输出值；异或门有两个输入，当两个输入相同时，输出为零，否则为一；与非门与或非门都接受两个输入值，这二者实为与门和或门的对立门，即结果和与门和或门相反。对于这六种门的一般处理规则是门部分的重点，其中记住布尔运算符和逻辑框图符号优于真值表。
了解了门的分类之后，让我们在了解一下基础知识，如何构造门来控制电流。其中关键是晶体管，门使用晶体管建立输入值与输出值的映射，晶体管扮演了传导电流的电线与组织电流的电阻器的角色，而不同的门需要不同数量的晶体管来组成不同结构，从而达到控制电流的目的。接下来要将门组成电路，电路分为两种，组合电路：输出仅由输入值决定的电路；时序电路：输出是输入值和电路当前状态的函数的电路，对于电路我们也可以用同样三种方法描述电路的运作，而将一个门的输出作为另一个门的输入就可以把门组合为电路。在书上使用布尔代数表示电路运作的例子中，演示了电路等价即对每个输入值组合，两个电路都生成完全相同的输出，这个例子也证明了分配律适用于布尔代数设计逻辑电路。而在布尔代数中还有一个著名定律-德-摩根定律，非常有用，它声明两点；1.对与门的输出求逆，等价于对每个信号求逆，再把它们传入或门 2.对或门的输出求逆等价于先对每个信号求逆，再打入与门。这个定律与其他性质为电路设计提供了正规机制。说完了电路再来提提几个基本设备，加法器，多路复用器，存储器电路，集成电路，CPU芯片，这些设备除最后一个都是可以通过仔细设计电路创建出的，然后再将电路镶进集成电路，引出来中央处理器的概念。
在这章中知识点其实就是围绕着门与电路打开，重点是记住如何用那三种方法来表示门和电路，掌握了这个基本就掌握了本章知识。
在第五章中则在介绍前面提到的技术所利用的主要计算机部件。首先以一个广告为媒介引出了不少具体层面的缩写术语进行解释让我们对此有了初步了解，然后再介绍了从逻辑层构成计算机的硬件。首先是存储程序的概念，这个程序中有一个重要原理——冯-诺伊曼体系结构，这个原理当今仍然是计算机的基础。该原理的一个主要特征是处理信息的部件独立于存储信息的部件，其导致了下列五个部件；内存单元，算术逻辑单元，输入单元，输出单元，控制单元。
下面来分别解释一下，在前文有关数制系统的讨论中，我们提到了每个储存单元【称为位】能存放1或0，这些位被组成字节【8位】，字节被组成字，而内存是存储单元的集合，每个存储单元有一个唯一的物理地址。这里用通称单元是因为不同机器中每个可编址的位置的位数【称为可编址性】不同。算术逻辑单元是执行算术运算【加减乘除】和逻辑运算【两个值的比较】的计算机部件，而大多数现代算术逻辑单元都有少数特殊存储单元，称为寄存器，寄存器能容纳一个字，用于存储立即会被再次用到的信息。输入/输出单元是计算机与外部世界沟通的渠道，输入单元是接收要储存在内存中的数据的设备，如键盘、鼠标，输出单元是使外界使用存储在计算机上的结果的设备，如打印机和显示器。控制单元是控制其他部件的动作，从而执行指令序列的计算机部件。在控制单元中也有两种特殊寄存器，指令寄存器存放正在执行的指令，程序计数器存放的是下一条要执行的指令的地址。控制单元与算术逻辑单元由于联系紧密被合称为中央处理器。看完了结构，在了解一下计算机的能力。首先计算机的定义概述了他的能力，计算机是一种能储存，检索和处理数据的设备，因此给予的指令都与存储，检索和处理数据有关，这些指令从读取到执行有一个周期，读取下一条指令，译解指令，如果需要获取数据，执行指令。计算机内含有两种内存，随机存取存储器，只读存储器，还有二级存储设备补充，磁带，磁盘，CD，DVD，闪存，还有一种特殊的输入、输出设备——触摸屏兼具输入与输出功能。还有嵌入式系统作为大型系统的一部分，是为完成小范围功能而专门设计的计算机。为了节省时间，引出来并行计算体系结构的概念，并行计算有四种一般形式:比特级，指令级，数据级和任务级。四种形式分别基于不同的计算机特性达到并行。然后对并行硬件进行分类，不同类型并行计算由并行硬件反映如多核处理器，超标量处理器，对称多处理器等。
构成计算机的部件涉及多种设备，各有特征的他们在计算机中都扮演着重要角色对于本章内容要注意牢记各种术语。原文地址：https://www.cnblogs.com/zyh12345/p/11667010.html
时间： 2024-07-31 19:42:29