電腦群組成原理基本概念

電腦群組成原理基本概念

1.主機：由CPU、儲存空間與I/O介面合在一起構成的處理系統稱為主機。

2.CPU：中央處理器，是電腦的核心組件，由運算器和控制器構成。

3.運算器：電腦中完成運算功能的組件，由ALU和寄存器構成。

4.ALU：算術邏輯運算單元，負責執行各種算術運算和邏輯運算。

5.外圍裝置：電腦的輸入輸出裝置，包括輸入裝置，輸出裝置和外存放裝置。

6.資料：編碼形式的各種資訊，在電腦中作為程式的操作對象。

7.指令：是一種經過編碼的操作命令，它指定需要進行的操作，支配電腦中的資訊傳遞以及主機與輸入輸出裝置之間的資訊傳遞，是構成電腦軟體的基本元素。

8.透明：在電腦中，從某個角度看不到的特性稱該特性是透明的。

9.位：電腦中的一個位元據代碼，電腦中資料的最小表示單位。

10.字：資料運算和儲存的單位，其位元取決於具體的電腦。

11.位元組：衡量資料量以及儲存容量的基本單位。1位元組等於8位二進位資訊。

12.字長：一個資料字中包含的位元，反應了電腦並行計算的能力。一般為8位、16位、32位或64位。

13.地址：給主存器中不同的儲存位置指定的一個二進位編號。

14.儲存空間：電腦中儲存程式和資料的組件，分為記憶體和外存。

15.匯流排：電腦中串連功能單元的公用線路，是一束訊號線的集合，包括資料匯流排、地址匯流排和控制匯流排。

16.硬體：由物理元器件構成的系統，電腦硬體是一個能夠執行指令的裝置。

17.軟體：由程式構成的系統，分為系統軟體和應用軟體。

18.相容：電腦組件的通用性。

19.軟體相容：一個電腦系統上的軟體能在另一個電腦系統上運行，並得到相同的結果，則稱這兩個電腦系統是軟體相容的。

20.程式：完成某種功能的指令序列。

21.寄存器：是運算器中若干個臨時存放資料的組件，由觸發器構成，用於儲存最頻繁使用的資料。

22.容量：是衡量容納資訊能力的指標。

23.主存：一般採用半導體儲存空間件實現，速度較高。成本高且當電源斷開時儲存空間的內容會丟失。

24.輔存：一般通過輸入輸出組件串連到主儲存空間的外圍裝置，成本低，儲存時間長。

25.作業系統：主要的系統軟體，控制其它程式的運行，管理系統資源並且為使用者提供操作介面。

26.組譯工具：將組合語言程式翻譯成機器語言程式的電腦軟體。

27.組合語言：採用文字方式（助記符）表示的程式設計語言，其中大部分指令和機器語言中的指令一一對應，但不能被電腦的硬體直接識別。

28.編譯器：將進階語言程式轉換成機器語言程式的電腦軟體。

29.解釋程式：解釋執行進階語言程式的電腦軟體，解釋並立即執行來源程式的語句。

30.系統軟體：電腦系統的一部分，進行命令解釋、操作管理、系統維護、網路通訊、軟體開發和輸入輸出管理的軟體，與具體的應用領域無關。

31.應用軟體：完成應用功能的軟體，專門為解決某個應用領域中的具體任務而編寫。

32.指令流：在電腦的儲存空間與CPU之間形成的不斷傳遞的指令序列。從儲存空間流向控制器。

33.資料流：在電腦的儲存空間與CPU之間形成的不斷傳遞的資料序列。存在於運算器與儲存空間以及輸入輸出裝置之間。

34.介面：電腦主機與外圍裝置之間傳遞資料與控制資訊的電路。電腦可以與多種不同的外圍裝置串連，因而需要有多種不同的輸入輸出介面。

I/O部分

1.統一編址：將輸入輸出裝置中控制寄存器、資料寄存器、狀態寄存器等與記憶體單元一樣看待，將它們和記憶體單元聯合在一起編排地址，用訪問記憶體的指令來訪問輸入輸出裝置介面的某個寄存器，從而實現資料的輸入輸出。

2.單獨編址：將輸入輸出裝置中控制寄存器、資料寄存器、狀態寄存器單獨編排地址，用專門的控制訊號進行輸入輸出操作。

3.單級中斷：CPU在執行中斷服務程式的過程中禁止所有其他外部中斷。

4.多級中斷：CPU在執行中斷服務程式的過程中可以響應層級更高的插斷要求。

5.中斷屏蔽：CPU處理一個中斷的過程中，對其他一些外部裝置的中斷進行阻止。

6.DMA：直接儲存空間訪問，直接依靠硬體實現主存與外設之間的資料直接傳輸，傳輸過程本身不需CPU程式幹預。

7.現場保護：CPU在響應插斷要求時，將程式計數器和有關寄存器內容等系統的狀態資訊儲存起來，以使中斷處理結束之後能恢複原來的狀態繼續執行程式，稱為現場保護。

8.中斷向量：外設在向CPU發出插斷要求時，由該裝置通過輸入輸出匯流排主動向CPU發出一個識別代碼，這個識別代碼通常稱為中斷向量。

9.自陷：當CPU出現有算術操作異常、非法指令、越權操作和訪存中的異常等某種內部情況時自己引起的中斷稱為自陷。

10.軟體中斷：由自陷指令引起的中斷稱為軟體中斷，又稱為系統調用。

11.通道命令：通道用於執行輸入輸出操作的指令，也叫通道控制字（CCW）。

其他概念

1.猝發轉輸方式：在一個匯流排周期內傳輸儲存地址連續的多個資料字的匯流排傳輸方式。

2.四邊沿協議（全互鎖）：全互鎖的匯流排通訊非同步方式，就緒訊號和應答訊號的上升邊沿和下降邊沿都是觸發邊沿。

3.碼元：資訊傳輸通道中，攜帶資料資訊的訊號單元。

4.傳輸速率：碼元傳輸速率，每秒通過通道傳輸的碼元數。（傳的是訊號）

5.位元速率：資訊位傳輸速率，每秒鐘通過通道傳輸的有效資訊量。（傳的是資訊）

6.UART：通用非同步接收器/發送器，一種典型的整合電路非同步串列介面電路。

7.主裝置：獲得匯流排控制權的裝置。

8.從裝置：被主裝置訪問的裝置。

9.匯流排事務：從匯流排的請求到完成匯流排的使用的操作序列。

10.匯流排協議：匯流排通訊同步方式規則，規定實現匯流排資料轉送的定時規則。

11.匯流排訪問延遲：是主裝置為獲得匯流排控制權而等待的時間。

12.匯流排周期：是主裝置佔用匯流排的時間。

13.匯流排裁決方式：決定匯流排由哪個裝置進行控制的方式。

14.系統匯流排：是用來串連系統內各大功能模組或裝置，實現系統種各電路板的串連。

15.資料幀：串列資料轉送的位格式，包括起始位，資料位元，校正位，結束位和空閑位。

16.同步通訊：所有的裝置都從一個公用的時鐘訊號中獲得定時資訊。

17.非同步通訊：使用一個在CPU和裝置之間的"握手"訊號，去除了公用的時鐘訊號，從而使得操作變成非同步。非互鎖、半互鎖、全互鎖。

18.鏈式查詢方式（菊花鏈方式）：各申請匯流排的裝置合用一條匯流排作為請求訊號線，而匯流排控制裝置的響應訊號線則串接在各裝置間。

19.計數器定時查詢方式：集中式匯流排裁決方式之一，裝置要求使用匯流排時通過一條公用請求線發出，匯流排控制器按計數的值對各裝置進行查詢。

20.獨立請求方式：集中式匯流排裁決方式之一，每一個裝置都有一個獨立的匯流排請求訊號線送到匯流排控制器，控制器也給各裝置分別發送一個匯流排響應訊號。

21.串列傳輸：是指資料的傳輸在一條線路上按位進行。（只需一條資料轉送線，線路的成本低，適合於長距離的資料轉送）

22.並行傳輸：每個資料位元都需要單獨一條傳輸線，所有的資料位元同時進行傳輸。（在採用並行傳輸方式的匯流排中，除了有傳輸資料的線路外，還可以具有傳輸地址和控制訊號的線路，地址線用於選擇儲存單元和裝置，控制線用於傳遞操作訊號）。

23.複合傳輸：又稱匯流排複用的傳輸方式，它使不同的訊號在同一條訊號線上傳輸，不同的訊號在不同的時間片中輪流地從匯流排的同一條訊號線上發出。（它與並串傳輸的區別在於分時地傳輸同一資料來源的不同資訊。）

24.訊息傳輸方式：匯流排的資訊傳輸方式之一，將匯流排需要傳送的資料資訊、地址資訊、和控制資訊等組合成一個固定的資料結構以猝發方式進行傳輸。

25.匯流排：一組可由多個組件分時共用的資訊傳輸線。

調製磁碟部分

1.歸零制（RZ）：磁表面儲存空間記錄資訊時，不論某儲存單元的代碼是0或者1，在記錄下一個資訊之前記錄電流要恢複到零電流。在給磁頭線圈送入的脈衝電流中，正脈衝表示1，負脈衝表示0。不具有自同步能力。

2.不歸零制（NRZ）：磁表面儲存空間記錄資訊時，磁頭線圈上始終有電流，不是正向電流就是反向電流，正向電流代表1，反向電流代表0。不具有自同步能力。

3.調相制（PM）：磁表面儲存空間記錄資訊時，在一個磁化元的中間位置，利用電流相位的變化進行寫1或者寫0，所以通過磁頭中的電流方向一定要改變一次。規定在記錄資料1時，磁化翻轉的方向是由負變正，記錄資料0時磁化翻轉的方向為由正變負。具有自同步能力

4.調頻制（FM）：磁表面儲存空間記錄資訊時，無論記錄的代碼是1還是0，或者是連續的1或連續的0在相鄰的兩個儲存元交界處電流要改變方向。在記錄資料1時，還要在位與位之間再翻轉一次， 寫1的電流頻率是寫0的2倍。具有自同步能力

5.改進調頻制（MFM）：只有連續記錄兩個或兩個以上0時在位周期的起始位置處翻轉一次，而不是在每個位周期的起始處都翻轉。

6.RLL碼：在高密度磁碟中採用的資訊編碼技術，將未經處理資料序列變換成0，1遊程長度受限制的代碼，然後再用不歸零制方式進行調製和寫入。具有自同步能力

7.磁碟存取時間：指從發出讀寫命令，磁頭從某一起始位置移動到新的記錄位置，到結束  從碟片讀出或寫入資訊所花的時間。磁碟存取時間＝尋道時間+旋轉延遲+控制延遲+資料轉送時間。

8.尋道時間：是將磁頭定位到所要求的磁軌上所需的時間。

9.旋轉延遲：是找道完成後到磁軌上需要訪問的資訊到達磁頭的時間。

10.平均旋轉延遲：是磁碟旋轉半周的時間，也稱磁碟的定址時間。

11.資料轉送時間取決於讀扇區資料時間和傳輸資料時間，等於兩者的最大值。

  磁碟資料轉送率＝轉速/秒*每道容量 

12.磁碟存放裝置的主要技術指標：儲存密度、儲存容量、定址時間和資料轉送等。 

13.光碟片的結構包括：光碟片基片、儲存介質和密封層。

14.光碟片存放裝置有唯讀型CD-ROM、EORM（寫一次讀多次）型和可檫寫型三種。

註：自同步能力是從訊號波形本身中提取訊號時鐘頻率的能力。能力越強，接收者將能收到來自同一載體內同時發出的多個訊號源更多更好資訊的能力越強。

控制器部分

1.指令周期：從一條指令的啟動到下一條指令的啟動的間隔時間。

2.機器周期：指令執行中每一步操作所需的時間。

3.指令模擬：通過改變微程式實現不同機器指令系統的方式，使得在一種電腦上可以運行另一種電腦上的指令代碼。

4.指令類比：在一種電腦上用軟體來解釋執行另一種電腦的指令。

5.硬連線邏輯：一種控制器邏輯，用一個時序電路產生時間控制訊號，採用組合邏輯電路實現各種控制功能。

6.微程式：儲存在控制儲存中的完成指令功能的程式，由微指令組成。

7.微指令：控制器儲存的控制碼，分為操作控制部分和順序控制部分。

8.微操作：在微程式控制器中，執行組件接受微指令後所進行的操作。

9.微地址：微指令在控制儲存空間中的儲存地址。

10.控制儲存空間：CPU內用於存放實現指令系統全部指令的微程式的唯讀記憶體稱為控制儲存空間。

11.相容性微操作：在同時或同一個CPU周期內可以並存執行的微操作。

12.相斥性微操作：不能在同時或不能在同一個CPU周期內並存執行的微操作。

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