计算机系统组成 --------------------------------------计算机系统组成

计算机系统组成 运算器：算术/逻辑运算单元 ALU、累加器 ACC、寄存器组、多路转换器、数据总线组成。控 运算器 控 制器：计数器 PC、时序产生器、微操作信号发生器，指令寄存器、指令译码器。CPU 的功能 的功能：程 制器 序控制、操作控制、时间控制、数据处理（最根本的） 。 相联存储器是按内容访问的， 用于高速缓冲存储器、 在虚拟存储器中用来作段表页表或快表存 相联存储器 储器、在数据库和知识库中。 CACHE 高速缓存 地址映像方法：直接地址映像（主存分区，区分块） 高速缓存的地址映像方法 、全相联映像（主存 地址映像方法 分块） 、组相联映像（主存分区，区分块、块成组，CACHE 分块 成组） 替换算法 。替换算法 替换算法：随机、先进 先出、近期最少用、优化替换算法。性能分析：H 为 CACHE 命中率，tc 为 Cache 存取时间、tm 为 主存访问时间，Cache 等效访问时间 ta＝H tc +(1-H) tm 提高了 tm/ta 倍。虚拟存储器 虚拟存储器由主存、辅存、 虚拟存储器 存储管理单元和操作系统软件组成。 RISC 精简指令集：指令种类少、长度固定、寻址方式少、最少的访内指令、CPU 内有大量寄 精简指令集 存器、适合流水线操作。 内存与接口统一编址 内存与接口统一编址：都在一个公共的地址空间里，独立使用各自的地址空间。优点是内存指 统一编址 令可用于接口，缺点内存地址不连续，读程序要根据参数判断访内还是访接口。 廉价冗余磁盘阵列 RAID：0 级不具备容错能力但提高了传输率 N 倍、1 级镜像容错技术、2 级汉明码作错误检测、3 级只用一个检测盘、4 级是独立地对组内各磁盘进行读写的阵列，用一个 检测盘、5 级无专门检测盘。 中断方式 处理方法：多中断信号线法、中断软件查询法、菊花链法（硬件） 、总线仲裁法、中 断向量表法（保存各中断源的中断服务程序的入口地址） 。 直接存储器存取 直接存储器存取 DMA：内存与 IO 设备直接成块传送，无需 CPU 干涉。根据占据总线方法不 ： 同分为 CPU 停止法、总线周期分时法、总线周期挪用法。 输入输出处理机用于大型机：数据传送方式有字节多路方式、选择传送方式、数组多路方式。 输入输出处理机 指令流水线： 指令流水线：操作周期是最慢的操作的时间。建立时间是达到最大吞吐率的时间。 内总线：ISA、EISA、PCI；外总线 外总线：RS－232（3 根线全双工 15 米） 、SCSI（并行外总 总线 内总线 外总线 线、16 位、最大 320M 秒、最多 63 个设备 20 米） 、USB（4 条线 480M 秒 接 5 层 127 个设备） 、 IEEE－1394（串行 6 条线 3.2G 秒 热插） 阵列处理机：单指多数据流 SIMD，同步同时执行同一指令。 阵列处理机 多处理机：多指多数据，多处理机互连应满足高频带、低成本、方式多样、在不规则通讯下连 多处理机 接的无冲突性。四种结构：总线式、交叉开关、多端口存储器结构、开关枢纽式。 并行处理机： 并行处理机：单指令多数据流，分布存储和共享存储两种结构。特点资源重复、连接模式、专 1 用性（与算法联系） 、复合性。 信息安全五要素：机密性、完整、可用、可控性、可审查性。 信息安全五要素 安全等级： 安全等级 ： 三类技术安全性、管理安全性、政策法规安全性。 可信计算机系统评测标准 》 《 可信计算机系统评测标准》 TCSEC/TDI 分 4 组 7 级。A1 可验证安全设计、B3 安全域、B2 结构化安全保护、B1 标记安全保 护、C2 受控访问控制、C1 初级、D 最低无安全功能。 安全威胁：对资源的机密性、完整性、可用性、合法性造成危害。两类故意和偶然。 安全威胁 加密技术的两个元素：算法和密钥。对称加密即私密加密，加解密使用相同的密钥 DES；非 加密技术 对称加密即公密加密 RSA，加密公开解密保密， 适合少量数据加密；不可逆加密。常用加密算法： DES 算法采用 56 位密钥对 64 位数据加密 密钥太短、三重 DES 效果相当于密钥长度加倍；RC5 算法 RSA 采用此算法；IDEA 密钥是 128 位。密钥管理：密钥产生由权威认证机构 CA 中心、公开 密钥体系 PKI、密钥分发中心 KDC。 认证技术主要解决通讯双方身份认可。PKI 技术是信息安全技术的核心，也是电子商务的关 认证技术 技术 键和基础技术（包括加密、数字签名、数据完整机制、数字信封、双重数字签名） 。密钥备份恢复 仅限解密密钥，私密不