一、前言

在這個(gè)快速發(fā)展的社會(huì)，計(jì)算機(jī)已經(jīng)走進(jìn)了每家每戶(hù)，可以說(shuō)計(jì)算機(jī)也在改變著這個(gè)世界的一言一行，我們已經(jīng)習(xí)慣了有計(jì)算機(jī)的時(shí)代，它也在默默無(wú)聞的改變著我們的生活，從而它給我們帶來(lái)的便利也是不言而喻的，那么有多少人了解計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)呢，下面就讓我們了解一下吧。

二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件組成

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件和軟件組成，它們協(xié)同運(yùn)作完成了整個(gè)系統(tǒng)指令的執(zhí)行，基本硬件組成有運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成，其中運(yùn)算器和控制器是中央處理單元(CPU)的核心部件，用于用算和控制整個(gè)系統(tǒng)的程序處理操作。

2、中央處理單元(CPU)的功能

CPU主要有程序控制、操作控制、時(shí)間控制、數(shù)據(jù)處理等功能，同時(shí)它的主要組成部件有上面提到的控制器、運(yùn)算器外還有寄存器組和內(nèi)部總線(xiàn)組成，其中運(yùn)算器它是數(shù)據(jù)加工處理部件，用于完成計(jì)算機(jī)的各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算。控制器用于控制整個(gè)CPU的工作，它決定了計(jì)算機(jī)運(yùn)作過(guò)程中的自動(dòng)化，寄存器組分為寄存器和通用寄存器，運(yùn)算器和控制器中的寄存器是專(zhuān)用寄存器，其作用是固定的，通用寄存器用途比較廣泛并可由程序員規(guī)定其用途。CPU有多核和單核，CPU中心的芯片就是其核心，是由單晶硅以一定的工藝制造而出，CPU所有的命令都是由其核心執(zhí)行，CPU的制造商AMD和intel的雙核技術(shù)在物理結(jié)構(gòu)上有著一定的差異，最明顯的差異就在于AMD能夠是雙核CPU管腳、功耗指標(biāo)跟單核CPU保持一致，從單核升到雙核不需要更換電源、芯片組、主板等，只需要刷新BIOS軟件即可。而多核CPU系統(tǒng)可以滿(mǎn)足用戶(hù)同時(shí)進(jìn)行多個(gè)任務(wù)處理的要求。單核心多線(xiàn)程CPU在交替執(zhí)行多個(gè)任務(wù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)慢或者卡動(dòng)的現(xiàn)象，而多核心多線(xiàn)程在每個(gè)核心上執(zhí)行各自的任務(wù)，不存在交替執(zhí)行問(wèn)題，從而能更大程度的滿(mǎn)足用戶(hù)需求。

三、計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)

1、計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)概述

計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)分為單處理、并行處理、多處理系統(tǒng)個(gè)分布式處理系統(tǒng)。

(1)單處理系統(tǒng)是利用一個(gè)處理單元與其他外部設(shè)備結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)、計(jì)算通信、輸入與輸出等功能系統(tǒng)

(2)并行處理與多處理系統(tǒng)是將所有需要的問(wèn)題結(jié)合起來(lái)，彼此之間進(jìn)行協(xié)調(diào)式的通信以便達(dá)到一個(gè)問(wèn)題的共同求解。

(3)分布式組處理系統(tǒng)指的是遠(yuǎn)距離而松耦合的多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

2、存儲(chǔ)系統(tǒng)

(1)存儲(chǔ)器，顧名思義是用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的硬件設(shè)備，如CPU內(nèi)部的寄存器組，高速緩存，主板上的存儲(chǔ)器，光盤(pán)等，不同特點(diǎn)的存儲(chǔ)器通過(guò)硬件、軟件有機(jī)的組合從而形成計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。

(2)存儲(chǔ)器按照位置可分為內(nèi)存和外存，其中內(nèi)存一般設(shè)在主機(jī)或主機(jī)板上，相對(duì)于外存其特點(diǎn)是容量小，速度快。外存大家都很熟悉，一般就是光盤(pán)、磁盤(pán)，固態(tài)硬盤(pán)等設(shè)備，用來(lái)存放大量的數(shù)據(jù)信息。

3、高速緩存

高速緩存是用來(lái)存放當(dāng)前最活躍的程序和數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)是位于CPU和主從之間，速度比一般主從快5到10倍左右，由快速半導(dǎo)體存儲(chǔ)器構(gòu)成。

4、虛擬存儲(chǔ)器

可以將主從存儲(chǔ)器，看做一個(gè)由若干字節(jié)構(gòu)成的存儲(chǔ)空間，當(dāng)需要訪(fǎng)問(wèn)主從中的數(shù)據(jù)時(shí)，由CPU給出要訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元地址，然后由主從的讀寫(xiě)控制部件對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元，對(duì)其進(jìn)行讀寫(xiě)操作，從實(shí)際意義上說(shuō)它是一個(gè)邏輯存儲(chǔ)器，實(shí)質(zhì)是對(duì)物理存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行邏輯化的處理，并將統(tǒng)一邏輯視圖呈現(xiàn)給用戶(hù)。

5、外存儲(chǔ)器

外存儲(chǔ)器用來(lái)存放暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)，并且以文件形式存儲(chǔ)，CPU不能直接訪(fǎng)問(wèn)外存中的程序和數(shù)據(jù)，只有將其以文件為單位調(diào)入主從可訪(fǎng)問(wèn)。外存儲(chǔ)器主要由磁表面存儲(chǔ)器(如磁盤(pán)、磁帶等)。

6、磁盤(pán)陣列技磁盤(pán)陣列是由多臺(tái)磁盤(pán)存儲(chǔ)器組成的一個(gè)快速、大容量的外部存儲(chǔ)子系統(tǒng)，常見(jiàn)的磁盤(pán)陣列有:

RAID-0是一種不具備容錯(cuò)能力的磁盤(pán)陣列。

RAID-1是采用鏡像容錯(cuò)改善可靠性的一種磁盤(pán)陣列。

RAID-2是采用海明碼進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)的一種磁盤(pán)陣列。

RAID-3是減少了用于檢驗(yàn)的磁盤(pán)存儲(chǔ)器個(gè)數(shù)，從而提高磁盤(pán)陣列的有效容量。

RAID-4是一種可獨(dú)立的對(duì)組內(nèi)各磁盤(pán)進(jìn)行讀寫(xiě)的磁盤(pán)陣列。

RAID-5是對(duì)RAID-4的一種改造，它不設(shè)置專(zhuān)門(mén)的檢驗(yàn)盤(pán)。

RAID-6磁盤(pán)陣列采用兩級(jí)數(shù)據(jù)冗余和新的數(shù)據(jù)編碼以解決數(shù)據(jù)恢復(fù)問(wèn)題。

四、計(jì)算機(jī)的安全性、可靠性與系統(tǒng)性能評(píng)測(cè)概述

1、計(jì)算機(jī)安全概述

計(jì)算機(jī)安全是一個(gè)非常廣的課題，既包括硬件、軟件、和技術(shù)，又包括安全規(guī)劃、安全管理和安全監(jiān)督等工作，其中安全管理尤為重要，這里主要介紹下計(jì)算機(jī)的加密技術(shù)和認(rèn)證技術(shù)。

(1)加密技術(shù)是常用的安全保密手段，數(shù)據(jù)加密技術(shù)關(guān)鍵在于加密和解密和對(duì)秘鑰的管理，數(shù)據(jù)加密的過(guò)程就是對(duì)原來(lái)的明文或數(shù)據(jù)按哦種加密算法進(jìn)行處理，使其成為不可讀的一段代碼，一般稱(chēng)為密文，密文只有輸入秘鑰后才能顯示出來(lái)。

(2)加密技術(shù)一般有對(duì)稱(chēng)加密技術(shù)，其特點(diǎn)是文件加密和解密使用相同的秘鑰。

(3)認(rèn)證技術(shù)主要是解決網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程中雙方的身份認(rèn)證，認(rèn)證涉及到加密可秘鑰的交換。這里主要介紹數(shù)字簽名。數(shù)字簽名主要有一下幾個(gè)過(guò)程

a:信息發(fā)送者使用一個(gè)單向散列函數(shù)對(duì)信息生成摘要。

b:信息發(fā)送者使用自己的私鑰簽名

c:信息發(fā)送者把信息和已簽名的信息意思發(fā)送出去。d:信息接收者使用與信息發(fā)送者使用的同一個(gè)單向散列函數(shù)對(duì)接受本身生成信息摘要。再使用信息發(fā)送者的公鑰進(jìn)行驗(yàn)證，看是否被修改過(guò)。