信息系统管理工程师教程整理版43460.docx
《信息系统管理工程师教程整理版43460.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《信息系统管理工程师教程整理版43460.docx(79页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第一章 计算机硬件基础1.1 计计算机基本本组成1一个完整整的计算机机系统由:控制器、运运算器、存存储器、输输入设备和和输出设备备5部分组组成。2运算器和和控制器合合称为中央央处理器。内内存储器和和中央处理理器合称为为主机。3控制器包包括:指令令寄存器、指指令译码器器、时序控控制。1.1.11 中央处处理器1运算器通通常由算术术运算部件件(ALUU)和一些些寄存器组组成。2累加器除除了存放参参加运算的的操作数外外,在连续续运算中,还还用于存放放中间结果果和最终结结果。3为了使计计算机能够够正确执行行指令,CCPU必须须能够按正正确的时序序产生操作作控制信号号,这是控制器的的主要任务务。4控制器
2、组组成:程程序计数器器(PC)指令寄寄存器(IIR)指指令译码器器脉冲源源及启停控控制线路时序信号号产生部件件操作控控制信号形形成部件中断机构构总线控控制逻辑1.1.22 存储器器1按存储器器在计算机机中的功能能分类:高高速缓冲存存储器(CCachee),由双双极型半导导体;主存存储器,由由MOS半半导体存储储器构成;辅助存储储器,又称称为外存储储器。1.1.33 常用II/O设备备1按信息的的传输方向向来分可分分为:输入入、输出与与输入输出出设备。2输入设备备:键盘、鼠鼠标、光标标、触摸屏屏、跟踪球球、控制杆杆、数字化化仪、语言言输入、手手写汉字识识别、光学学字符阅读读机(OCCK)。分为两
3、类:媒体输入入设备和交交互式输入入设备。媒媒体输入设设备:纸带带输入机、卡卡片输入机机、光学字字符阅读机机;交互式式输入设备备:键盘、鼠鼠标、触屏屏、光屏、跟跟踪球。3输出设备备:显示器器、打印机机、绘图仪仪、语音输输出设备、卡卡片穿孔机机、纸带穿穿孔机、数数模转换设设备。4输入输出出设备:磁磁盘机、磁磁带、可读读写光盘、CCRT显示示器、通信信设备。5输入输出出设备按功功能分为三三类:用于于人机接口口、用于存存储信息、机机机联系系。6键盘:按按键开关可可分为两类类:触点式式、非触点点式。7键盘控制制器的构成成方式不同同,可分为为编码键盘盘和非编码码键盘两类类。8根据鼠标标器锁采用用的传感技技
4、术的不同同,鼠标器器可分为两两类:机械械式与光电电式。9鼠标与主主机相连有有两种方式式:总线接接口和通信信接口。10目前大大部分计算算机把鼠标标接在串行行通信口:COM11和COMM2上。11打印机机以印字原原理可分为为:击打式式打印机和和非击打式式打印机;以输出方方式可分为为串行打印印机和并行行打印机。12击打式式打印机按按字锤或字字模的构成成方式来分分,可分为为整字形击击打印设备备(按字模模载体的形形态分为:球形、菊菊花瓣形、轮轮式、鼓式式)和点阵阵打印设备备两类。13非击打打式打印机机类型:激激光印字机机、喷墨打打印机、热热敏打印机机。14显示器器由监视器器和显示控控制器组成成。监视器器
5、由阴极射射线管(CCRT)、亮亮度控制电电路(控制制栅)、扫扫描偏转电电路(水平平/垂直扫扫描偏转线线圈)组成成。15为保证证屏幕上显显示的图像像不产生闪闪烁,图像像必须以550帧/秒秒至70帧帧/秒的速速度进行刷刷新。16计算题题举例:如如当分辨率率为64004800,帧频为为50帧/秒,且水水平回扫期期和垂直回回扫期各占占水平扫描描周期和垂垂直扫描周周期的200%,则行频=4880线880%550帧/ss=30kkHz水平扫描周周期=130kHHz=333s每一像素读读出的时间间=33s800%6440线=440-500ns若分辨率提提高到100247768,帧帧频为600帧/秒,则则行频
6、提高高到57.6kHzz,水平扫扫描周期(HHC)为117.4s,每像像素读出时时间减少到到13.66ns。分辨率要求求越高,为为保证图像像不闪烁,则则时间要求求越高(每每一像素读读出显示的的时间越短短)。光栅扫描显显示器的扫扫描方式还还可以分成成逐行扫描描和隔行扫扫描方式两两种。1.2 计计算机的系系统结构1.2.11 并行处处理的概念念1并行性包包括同时性性和并发性性两种含义义。2计算机中中提高并行行性的措施施:时间重重叠(时间间并行技术术);资源源重复(空空间并行技技术);资资源共享(一一种软件方方法)。3指令流:计算机执执行的指令令序列;数数据流:指指令流调用用的数据序序列;多重重性:
7、计算算机同时可可处理的指指令或数据据的个数。4(S-ssinglle、单一一的,I-insttructtion、指指令,M-multtiplee、多倍的的,D-ddat、数数据)根据据指令流和和数据流的的多重性,可可以把计算算机分为44类: 单指令流流单数据流流(SISSD)单单指令流多多数据流(SSIMD)多指令流流单数据流流(MISSD)多多指令流多多数据流(MMIMD)。1.2.22 流水线线处理机系系统若假定图中中取指令、分分析指令、执执行指令的的时间相同同,均为tt,则完成成n条指令令的时间TT分别为T=3ntt;T=(nn+2)tt。 1.2.33 并行处处理机系统统1并行处理理机
8、也称为为阵列式计计算机,是是操作并行行的SMIID计算机机,采用资资源重复的的措施开发发并行性。并并行处理机机通常有一一个控制器器CU,NN个处理单单元(PEE)(包括括处理器和和存储模块块),以及及一个互联联网络部件件(IN)组组成。2并行处理理机的主要要特点:以以单指令流流多数据流流方式工作作;采用资资源重复方方法引用空空间因素;是以某一一类算法为为背景的专专用计算机机;并行处处理机的研研究必须与与并行算法法的研究密密切结合;处理单元元结构相同同是同构型型并行机,同同时是异构构型多处理理机系统。1.2.44 多处理理机系统1多处理机机属于MIIMD计算算机。和SSIMD计计算机的区区别:多
9、处处理机实现现任务或作作业一级的的并行,而而并行处理理机只实现现指令一级级的并行。2多处理机机的特点:结构灵活活性、程序序并行性、并并行任务派派生、进程程同步、资资源分配和和进程调度度。1.2.55 CISSC/RIISC指令令系统RISC与与CISCC比较,指指令系统的的主要特点点:指令数数目少;指指令长度固固定、指令令格式种类类少、寻址址方式种类类少;大多多数指令可可在一个机机器周期内内完成;通通用寄存器器数量多。1.3 计计算机存储储系统1.3.33 主存储储器1半导体读读写存储器器简称RWWM,习惯惯上称为RRAM,按按工艺不同同可分为:双极型RRAM和MMOS型RRAM。2静态MOO
10、S存储芯芯片由:存存储体、读读写电路、地地址译码、控控制电路(存存储体、地地址译码器器、驱动器器、I/OO控制、片片选控制、读读/写控制制)组成。3存储器主主要技术指指标:存储储容量、存存取速度、可可靠性。4存储器的的速度可用用访问时间间、存储周周期和频宽宽来描述。Tm(存储储周期)Ta(读读出时间),TTmTww(写入时时间)。1.3.44 高速缓缓冲存储器器1访问高速速缓冲存储储器的时间间一般为访访问主存时时间的1/4-1/10。1.3.55 辅助存存储器1常用的辅辅助存储器器包括:磁磁带、磁盘盘、光盘。2磁表面存存储器的存存储原理:磁层由非非矩形剩磁磁特性的导导磁材料(氧氧化铁、镍镍钴合
11、金)构构成;磁层层材料的剩剩磁要大(读读出信息大大),矫顽顽力HC要要合适,才才有足够的的抗干扰能能力和使用用较小写电电流,磁层层厚度要薄薄,才能提提高记录密密度。3磁头由高高导磁率的的软磁材料料(如坡莫莫合金和具具有高频特特性的帖氧氧体)做铁铁心,在铁铁心上开有有缝隙并绕绕有线圈。4在磁表面面存储器中中一般都是是磁头固定定。5磁盘存储储器由磁记记录介质、磁磁盘存储器器、磁盘控控制器3部部分组成;磁盘控制制器包括控控制逻辑、时时序电路、“并并串”转转换和“串串并”转转换电路;磁盘驱动动器包括:读写电路路、读写转转换开关、读读写磁头和和磁头定位位伺服系统统。6按读写类类型,光盘盘可分为:之都型、
12、一一次性写入入型和可重重写型。1.4 计计算机应用用领域1计算机应应用领域包包括: 11 科学计计算2 信信息管理33 计算机机图形学与与多媒体技技术4 语语言与文字字的处理55 人工智智能第二章 操操作系统知知识2.1 操操作系统简简介2.1.11 操作系系统的定义义与作用1操作系统统是管理软软硬件资源源,控制程程序执行、改改善人机界界面、合理理组织计算算机工作流流程和为用用户使用计计算机提供供良好运行行环境的一一种系统软软件。2操作系统统2个重要要的作用:通过资源源管理,提提高计算机机系统的效效率;改善善人机界面面,向用户户提供友好好的工作环环境。3资源:在在计算机系系统中,能能分配给用用
13、户使用的的各种硬件件和软件设设施。包括括2大类:硬件资源源和信息资资源。2.1.22 操作系系统的功能能特征1操作系统统的主要特特性:并发发性、共享享性和异步步性。并发性:指指两个或两两个以上的的运行程序序在同一时时间间隔内内同时执行行。共享性:指指操作系统统中的资源源,可被多多个并发的的程序使用用。异步性:又又称为随机机性。2从资源管管理的观点点来了解操操作系统的的6个主要要功能:处理器管管理存储储管理设设备管理文件管理理作业管管理网络络与通信管管理。2.1.33 操作系系统的类型型1操作系统统的类型:批处理操操作系统、分分时操作系系统、实时时操作系统统。2批处理系系统的主要要特征:用用户脱
14、机工工作、成批批处理作业业、多道程程序设计、作作业周转时时间长。3分时操作作系统特性性:同时性性、独立性性、及时性性、交互性性。4实时操作作系统组成成:数据采采集、加工工处理、操操作控制、反反馈处理。2.2 处处理机管理理2.2.11 进程的的基本概念念1进程:一一个具有独独立功能的的程序关于于某个数据据集合的一一次运行活活动。2进程属性性:结构性性、共享性性、动态性性、独立性性、制约性性、并发性性。2.2.22 进程的的状态和转转换1 3种不不同的进程程状态:运运行态(rrunniing)、就就绪态(rreadyy)、等待待态(waait)(又又称为阻塞塞态,bllockeed;或睡睡眠态,
15、ssleepp)。2.2.33 进程的的描述1进程上下下文:操作作系统中把把进程物理理实体和支支持进程运运行的环境境合称为上上下文(cconteext).2一个进程程映像包括括:进程程程序块、进进程数据块块、系统/用户堆栈栈、进程控控制块(PPCB)。3进程控制制块包括33类信息:标示信息息、现场信信息、控制制信息。4常用的现现场信息包包括:通用用寄存器的的内容、控控制寄存器器(PSWW)的内容容、用户堆堆栈指针、系系统堆栈指指针。5常用的控控制信息包包括:进程程的调度相相关信息、进进程组成信信息、进程程间通信相相关信息、进进程在二级级存储器内内的地址、CCPU资源源的占用和和使用信息息、进程
16、特特权信息、资资源清单。2.2.44 进程的的同步与互互斥1进程之间间存在两种种基本关系系:竞争关关系和协作作关系。2进程的互互斥是解决决进程间竞竞争关系的的手段;进进程的同步步是解决进进程间协作作关系的手手段。进程程的互斥是是一种特殊殊的进程同同步关系,即即逐次使用用互斥共享享资源。3典型的进进程间同步步问题:生生产者消消费者问题题。4最常用的的同步机制制:信号量量即PV,管管程。5原语是操操作系统中中执行时不不可中断的的过程,即即原子操作作两个同步步原语:PP(测试)操操作和V(增增量)操作作。2.2.55 死锁1死锁:两两个进程分分别等待对对方占用的的一个资源源,于是两两者都不能能执行而
17、处处于永远等等待。2死锁产生生的条件:互斥的的条件占占有和等待待条件不不剥夺条件件循环等等待条件。2.3 存存储管理1存储管理理的功能:主存空空间的分配配与回收地址转换换和存储保保护主存存空间的共共享主存存空间的扩扩充。2.3.11 存储器器的层次1计算机系系统的存储储器可分为为:寄存器器、高速缓缓存、主存存储器、磁磁盘缓存、固固定磁盘、可可移动磁盘盘介质6个个层次结构构。2逻辑地址址转化为物物理地址,称称为地址转转换或重定定位。2.3.22 地址转转换与存储储保护1存储管理理类型:分分区存储管管理、分段段存储管理理、分页存存储管理、虚虚拟存储管管理。2.3.33 分区存存储管理1分区存储储管
18、理分为为:固定和和可变分区区管理。2可变分区区管理的分分配算法:最先适用用分配算法法、最优适适用分配算算法、最坏坏适用分配配算法。2.4 设设备管理1外围设备备分类:存存储型设备备、输入输输出型设备备。2设备管理理应具有以以下功能:外围设备备中断处理理;缓冲区区处理;外外围设备的的分配;外外围设备驱驱动调度。2.4.11 I/OO硬件原理理1按照输入入输出特性性,I/OO设备可划划分为:输输入型外围围设备、输输出型外围围设备和存存储型外围围设备。2按I/OO控制器功功能的强弱弱以及和CCPU之间间联系方式式的不同,II/O设备备控制方式式可分为:询问方式式、中断方方式、DMMA方式、通通道方式
19、。3访问方式式又称为程程序直接控控制方式。4DMA,直直接存储器器存取方式式。5通道又称称为输入输输出处理器器。2.4.22 I/OO软件原理理1操作系统统通常把II/O软件件组织成44个层次:I/O中中断处理程程序(底层层)、设备备驱动程序序、与硬件件无关的操操作系统II/O软件件、用户层层的I/OO软件。2输入输出出中断的类类型和功能能:通知用用户程序输输入输出操操作延链推推进的程度度;通知用用户程序输输入输出正正常结束;通知用户户程序发现现的输入输输出操作异异常;通知知程序外围围设备上重重要的异步步信号。3由设备无无关软件完完成的功能能:对设备备驱动程序序的统一接接口;设备备命名;设设备
20、保护;提供独立立于设备的的块大小;缓冲区管管理;块设设备的存储储分配;独独占性外围围设备的分分配和释放放;错误报报告。2.4.33 Spooolinng系统1外围设备备联机操作作,简称为为Spooolingg系统或假假脱机操作作系统,是是用一类物物理设备模模拟另一类类物理设备备的的技术术,是使独独占使用的的设备变成成多台虚拟拟设备的一一种技术,也也是一种速速度匹配技技术。2“井管理理程序”控控制作业和和辅助存储储器缓冲区区域之间交交换信息。3“井”是是用做缓冲冲的存储区区域,采用用井的技术术能调节供供求之间的的矛盾,消消除人工干干预带来的的损失。4预输入程程序的主要要任务是控控制信息从从输入设
21、备备输入到输输入井存放放,并填写写好输入表表以便在作作业执行中中要求输入入信息量,可可以随时找找到它们的的存放位置置。5系统拥有有一张作业业表用来登登记进入系系统的所用用作业的作作业名、状状态、预输输入表位置置等信息。6输入井中中的作业有有4种状态态:输入状状态、收容容状态、执执行状态、完完成状态。7作业表是是作业调度度程序进行行作业调度度的依据,是是Spooolingg系统和作作业调度程程序共享的的数据结构构。2.4.44 磁盘调调度1操作系统统采用一种种适当的调调度算法,使使各进程对对磁盘的平平均访问(主主要是寻道道)时间最最小,磁盘盘调度分为为:移臂调调度、旋转转调度。2移臂调度度算法:
22、电电梯调度算算法。3当有若干干等待进程程请求访问问磁盘上的的信息时,旋旋转调度应应考虑如下下情况:进程请求求访问的是是同一磁道道上的不同同编号的扇扇区;进进程请求访访问的是不不同磁道上上的不同编编号的扇区区;进程程请求访问问的是不同同磁道上的的相同编号号的扇区。情况情情况,旋转转调度总是是让首先到到达读写磁磁头位置下下的扇区先先进行传送送操作;情情况旋转转调度可以以任选一个个读写磁头头位置下的的扇区先进进行传送操操作。2.5 文文件管理2.5.11 文件与与文件系统统1文件是由由文件名字字标示的一一组相关信信息的集合合,文件名名是字母和和数字组成成的字母数数字串,格格式和长度度因系统而而异。2
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 信息系统 管理 工程师 教程 整理 43460
限制150内