前言：下面和大家分享一下第一章的知识点，希望对大家有帮助。
（一）计算机系统基础知识
1.计算机硬件组成
由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大部件组成。
2.CPU的功能
程序控制（程序的执行顺序）
操作控制（一条指令功能的实现需要若干操作型号配合来完成）
时间控制（执行过程中操作新号的出现时间、持续时间以及出现时间顺序严格控制）
数据处理（对数据进行算术运算及逻辑运算等方式进行加工处理）
3.CPU的组成：运算器、控制器、寄存器、内部总线
【1】运算器（ALU）:算数运算；逻辑运算并进行逻辑测试
（1）算术逻辑单元（ALU）
负责处理数据，实现对数据的算数运算和逻辑运算
（2）累加寄存器（AC）
是一个通用寄存器，当运算器的ALU执行算数或逻辑运算是，为其提供一个工作区。
（3）数据缓冲寄存器（DR）
①对内存储器进行读/写操作时，用DR暂时存放由内存储器进 行读/写的一条指令或一个数据字，将不同时间阶段内读/写数据隔离开。
②作为CPU和内存、外围设备之间数据传送的中转站、操作速度上的缓冲。
③在单累加结构的计算器中，兼作为操作数寄存器。
（4）状态条件寄存器（PSW）
保存算数指令和逻辑指令运行或测试的运算结果建立的各种条件码的内容，只要分为状态标志和控制标志。
一个算数操作产生一个运算结果，而一个逻辑操作产生一个判决。
【2】控制器
指令寄存器（IR）
当CPU执行一条指令时，先把它从内存储器取到缓冲寄存器中，再送人IR暂存，ID根据IR的内存产生各种微操作指令，控制其他的组成部件工作，完成所需的功能。
程序计数器（PC）
①具有寄存和计数两种功能，又称为指令计数器。
②程序的执行分为两种：顺序执行时，修改过程通常只是简单地对PC加1，转移指令时，后继指令的地址根据当前指令的地址加上一个向前或向后移的位移量/根据转移指令给出的直接转移地址得到。
地址寄存器（AR）
保存当前CPU所访问的内存单元的地址
指令译码器（ID）
包含操作码和地址码两部分，为了能执行任何给定的指令，必须对操作码进行分析，以便识别所完成的操作。
4.原码、反码、补码、移码（0代表正数，1代表负数）
正数：.原码、反码、补码（都一样）
负数：原码→反码（符号位代表正负不改变，其他位置0→1，1→0）→补码（反码末位加1）→移码（符号位取反）
5.定点数和浮点数
①定点数：小数点的位置固定不变的数
②浮点数：定点数的补码和移码可以表示【2的n次方】个数，
原码和反码只能表示【2的n次方-1】个数
浮点数所能表示的数值范围主要由【阶码】决定，数值的精度用【尾数】决定。
6.校验码
①奇偶校验码
通过在编码中增加一位来使编码中1的个数为奇数（奇校验）或者为偶数（偶校验），从而使得码距变为2。（奇偶校验码有3中：水平/垂直/水平垂直校验码）
②海明码
李咏奇偶性来【检错和纠错】的方法。
数据位是n位,校验位是k位，则有【2的k次方-k-1>=n】
③循环冗余校验码
左边为信息码，右边为校验码，若信息码占k位，则校验码占n-k位
校验位数越【多】，则该代码的校验能力越【强】。
（二）计算机体系结构
1.计算机体系结构分类
宏观上分按处理机数量分类：单处理系统、并行处理与多处理系统、分布式处理系统
①单处理系统：一个处理单元与其他外部设备结合
②并行处理与多处理系统：两个或两个以上处理机连接起来
③分布式处理系统：物理上远距离而松耦合的多计算机系统
2.指令系统
①一个处理器支持的指令和指令的字节级编码称为其【指令集体系结构】
【指令集体系】氛围三类：栈、累加器、寄存器
②
CISC：复杂指令集计算机
RISC：精简指令集计算机（采用了重叠寄存器窗口技术；优化编译技术；超流水及超标量技术；硬布线逻辑与微程序相结合的微程序技术中）
③指令的流水处理
顺序方式：
各条机器指令之间顺序穿行地执行，执行完一条指令后才能执行下一条指令
重叠方式：
在解释第K条指令的操作完成之前就可以开始解释第K+1条指令
流水方式：
模仿工业生产流水线，分成若干子过程。并行性或并发性嵌入到计算机系统中，把重复的顺序处理过程分解为若干子过程，每个子过程能在专有独立模块上有效地并发工作。
3.全局相关性
转移指令（尤其是条件转移指令）与它后面的指令之间存在关联，使之不能同时解释。执行转移指令时，可能会改动指令缓冲器中预取到的指令内容，从而造成流水线吞吐率和效率下降，比局部性相关的影响要严重得多。
4.解决全局相关性的方法
①猜测转移分支：一支按原来顺序执行（转移不成功分支），一支按转移后的指令序列执行（转移成功分支）
②加快和提前形成条件码：对流水线简化条件转移的处理（提前形成条件码）
③加快短循环程序的处理：
使整个循环程序放入指令缓冲器中，对提高流水效率和吞吐率有明显效果
5.RISC中采用流水技术有三种：超流水线、超标量、超长指令字
①超流水线
以时间换空间（细化流水、增加级数和提高主频，使得在每个机器周期内完成一个甚至两个浮点操作CPI（每条指令需要的机器周期数）稍高）
②超标量：以空间换时间（内装多条流水同时执行多个处理CPI更小）
③超长指令字（VLIW）：充分发挥软件作用
6.吞吐率
单位时间内流水线处理机流出的结果数。对指令而言，就是单位时间内执行的指令数。如果流水线子过程所用的时间不一样，则吞吐率P应为【最长子过程的倒数】。
流水线开始工作，需要经过一段时间才能达到最大吞吐率。
7.并行性（同时性、并发性）的实现方式
阵列处理机 ：将重复设置的多个处理单元按照一定方式连成阵列，在单个控制部件控制下，对分配给自己的数据进行处理，并行地完成一条指令所规定的操作。（单指令多数据计算机，通过资源重复实现并行性）。
并行处理机：SIMD（共享存储器、分布式存储器）和MIMD（无实际意义）
多处理机
多台处理机组成的系统，每台处理机都有属于自己的控制部件，可执行独立的程序，共享一个主存储器所有的外部设备。（多指令多数据计算机）机间的互连技术决定了多处理机的性能。互连要满足高频带、低成本、连接方式的多样性以及在不规则通信情况下连接的无冲突性。
8.存储器的分类
【Cache和主存之间的交互功能全部由硬件实现；主存和辅存之间的交互功能全部由软件实现】
①按位置分类：
CPU内部通用存储器—Cache—主存储器—联机磁盘存储器—脱机光盘、硬盘存储器
②按访问方式分类：【地址和内容】访问的存储器
②按寻址方式分类：
随机存储器（RAM）：对任何存储单元存入或读取数据，访问任何一个存储单元所需的时间是相同的。
顺序存储器（SAM）：访问数据所需的时间与存储的位置有关（例如：磁带）
直接存储器（DAM）：介于随机和顺序存取之间。（例如：磁盘，它对磁道的寻址是随机的，而在一个磁道内则是顺序寻址）
9.相联存储器（内容访问的存储器）：关键字读取检索内容
可放在高速缓冲存储器中
10.高速缓存组成：高速缓存（Cache）：存放主存部分拷贝（副本）信息、主存
11.高速缓存中地址映像的方法
①直接映象：主存与块对应关系固定
优点：地址变换简单，缺点：灵活性差
②相连映像：任一块可以调入Cache存储器中任何一个块的控件中
优点：主存的块调入Cache的位置不受限制，十分灵活，缺点：无法从主存的块号中直接获得Cache的块号，变换比较复杂，速度比较慢。
③组相连映像：折中，分组
12.降低Cache失效的方法：选择恰当的块容量，提高Cache的容量和相联度
13.固态硬盘：一种采用闪存，另一种采用DRAM作为存储介质。
14.磁盘阵列技术
磁盘阵列由多台磁盘存储器组成的一个快速、大容量、高可靠的外存子系统。（现在最常见的为廉价冗余磁盘阵列）
15.微型计算机中最常用的内存与接口的编制方式：
①内存与接口地址独立编制方式：内存地址和接口地址是完全独立的两个地址空间
优点：编程或读程序时容易使用和辨认。
缺点：接口的指令太少，功能太弱。
②内存与接口地址独立编制方式：内存地址和接口地址在一个公共的地址空间里。
优点：原则上内存指令全都可以用于接口，大大增强了对接口的操作功能，在指令上也不再区分内存或接口指令。
缺点：地址空间被分成两部分，一部分分配给接口，剩余分给内存，导致内存地址不连续。
16.直接程序控制（在CPU执行程序的控制下完成）
①无条件传送：外围设别总是准备好的
②程序查询方式
缺点：CPU必须等待I/O系统完成数据的传输任务，在此期间CPU需要定期查询I/O系统的状态，以确定传输是否完成。
17.中断方式
①多中断信号线法
每个中断源都有属于自己的一根中断请求信号线向着CPU提出中断请求。
②中断软件查询法
当CPU检测到一个终端请求新号后，即转入到中断服务程序去【轮询】需每个中断源确定是谁发出了中断请求信号
③菊花链法
硬件查询方法。所有的I/O模块共享一根共同的中断请求线，中断确认信号以链式在各模块间相连。当CPU检测到中断请求信号时，则发出中断确认信号。
中断确认信号依次在I/O模块间传递，直到发出请求的模块。该模块把它的ID送往数据线由CPU读取。
④总线仲裁法
一个I/O设备发出中断请求之前，必须先获取总线控制权。当CPU发出中断信号后，该设备把自己的ID发往数据线。
⑤中断向量表法
保存各个中断源的中断服务的【入口地址】
18.直接存储器存储方式（DMA）:不需要CPU的干预
19.总线分类
①数据总线：
传输数据，【双向】的，DB的宽度决定了CPU和其他设备之间【每次交换数据的位数】
②地址总线：【单向】的，地址总线的宽度决定了CPU的【最大寻址能力】
③控制总线（CB）：【双向】的用来传输控制信号、时序信号、状态信息
（三）安全性、可靠性与系统性能评测基础知识
1.影响数据安全的因素
①内部因素：（加密、规划、备份）
多种技术对数据加密；制定数据安全规划；建立安全存储体系，包括容量、容错数据保护和数据备份等；建立应急计划和容灾措施；重视安全管理，制定数据安全管理规范。
②外部因素：
划分不同密级，规定外部使用人员的权限；设置身份证、口令、指纹、笔记；
设置防火墙；建立入侵检测、审计和追踪，对计算机进行防卫；环境保障、防辐射等。
2.加密技术：对称加密（私人密钥加密）、非对称加密（公开密钥加密）
①对称加密技术：
数据加密标准（DES）:采用替换和移位的方法加密。
②三重DES：将密钥长度加倍
③RC-5:公司应用广发
④国际数据加密算法：一系列加密轮询，每轮加密都使用完整的加密密钥中产生一个子密钥。
⑤高级加密标准（AES）：基于排列（对数据重新进行安排）和置换（将一个数据单元替换成另一个）运算
3.非对称加密技术：RSA
4.密钥管理
①密钥产生
公钥和其他信息交给CA中心进行签名；
签名密钥可能在客户端或RA（注册管理机构）中心产生，加密密钥在CA中心直接产生。
②密钥备份和恢复
PKI：安全透明的（公开密钥体系）中，不能让独立的个人完全控制最重要的主密钥
完整的PKI系统必须具有权威认证机构（CA）、数字证书库、密钥备份及恢复系统、证书作废系统、应用接口（API）。
③密钥更新
CA系统的证书有效期一般为【2~3年】
④多密钥的管理
5.信息摘要（MD）
信息摘简要地描述了一份较长的信息或文件，被看作一份长文件的“数字指纹”，用户创建数字签名，可以被公开，不会透漏相应文件的任何内容。
6.MD5特点：压缩性；容易计算；抗修改性；强抗碰撞性
数字签名（非对称加密算法）：使用单向散列函数对信息生成信息摘要；发送者使用者自己的私钥签名；
7.SSL协议用于提高程序之间数据的安全系数，设计所有的TC/IP应用程序。
提供三方面服务：
用户和服务器的合法性认证；加密数据以隐藏被传送的数据；保护数据的完整性。
8.数字时间戳技术（DTS）:
提供电子文件的日期和时间信息的安全保护。
经加密后形成凭证文档：需加时间戳的文件的摘要；收到文件的日期和时间；数字签名。
9.计算机可靠性
硬件故障是由【元器件】的失效引起的
分为3个阶段，开始（失效率高）–正常工作期（失效率低）–第三阶段（失效率高）【“盆浴曲线”】
10.可靠性模型
串联系统：R=R1R2R3….RN
并联系统：R=1-(1-R1)(1-R2)…(1-RN)
N模式冗余系统：由N个（N=2n+1）相同子系统和一个表决器组成，只要有n+1及以上的子系统，系统就能正常工作。
11.计算机性能评价
时钟频率、指令执行速度、等效指令速度法、数据处理速率（PDR）、核心程序法
总结:软考的学习也是一个不断重复不断总结的过程，越重复越总结越清晰。在总结中不断地完善和提高。