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量子随机存取存储器的系统架构
量子算法基于量子力学原理，有望解决现有最佳经典算法无法解决的问题。实现这种加速的一个重要部分是量子查询的实现，即将数据读入量子计算机可以处理的形式。量子随机存取存储器 (QRAM) 是一种很有前途的量子查询架构。然而，在实践中实现 QRAM 带来了重大挑战，包括查询延迟、内存容量和容错性。在本文中，我们提出了第一个 QRAM 端到端系统架构。首先，我们介绍了一种新型 QRAM，它混合了两种现有的实现，并在空间（量子位数）和时间（电路深度）上实现了渐近优越的扩展。与经典虚拟内存一样，我们的构造允许查询比硬件中实际可用的虚拟地址空间更大的虚拟地址空间。其次，我们提出了一个编译框架，用于在实际硬件上合成、映射和调度 QRAM 电路。我们首次展示了如何将大规模 QRAM 嵌入二维欧几里得空间（例如二维方格布局），同时将路由开销降至最低。第三，我们展示了如何利用所提出的 QRAM 固有的偏置噪声弹性，在噪声中型量子 (NISQ) 或容错量子计算 (FTQC) 硬件上实现。最后，我们通过经典模拟和量子硬件实验对这些结果进行了数值验证。我们新颖的基于 Feynman 路径的模拟器可以高效地模拟比以前更大规模的噪声 QRAM 电路。总的来说，我们的结果概述了实现实用 QRAM 所需的软件和硬件控制集。
atari st评论 - 第24期
更直观的用户界面。1 1 111 ~~~~~~~~~~ ---广泛地基于〜〜i〜i 1111 1111的PCH和Macintosh，Da的图片采用了一种称为超级图的技术-Da'spic Tur ewas瓷砖，在我们的屏幕区域中使用了屏幕区域，在我们的ret er ret e re c hin o c hin gie g rive to rive to nove of to nove of'瓷砖。每次功能最后一个JSS u e。进行了更改，适当的瓷砖被重新绘制而不是enti re屏幕，使屏幕更新大大快于其他可能。da的图片具有许多工具，包括铅笔，橡胶，木炭和油漆。lt在任何ST，TI或Falcon上运行，并具有虚拟内存SUP-内置。费用为149英镑；与Falcon实时的真实彩色Digitiser屏幕矩阵的捆绑交易预计为299英镑。da的矢量专业人员是即将发布的另一种产品。他对非常成功的DA的向量的具有比其前身的许多改进，包括向量对象的变形，使用摄像机遵循向量路径的能力，实时旋转矢量图形以及矢量矢量化IMG文件的能力以及半色调。 此外，该程序的动画功能已升级。 一个有趣的新功能是能够将不同的镜片叠加在图片上，包括彩色或具有比其前身的许多改进，包括向量对象的变形，使用摄像机遵循向量路径的能力，实时旋转矢量图形以及矢量矢量化IMG文件的能力以及半色调。此外，该程序的动画功能已升级。一个有趣的新功能是能够将不同的镜片叠加在图片上，包括彩色或
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部分I（主题 /学科） - 100个问题工程数学离散数学：命题和一阶逻辑。集，关系，功能，部分订单和晶格。组。图形：连接性，匹配，着色。组合学：计数，复发关系，生成函数。线性代数：矩阵，决定因素，线性方程系统，特征值和特征向量，LU分解。微积分：限制，连续性和不同性。Maxima和minima。平均值定理。集成。概率：随机变量。统一，正常，指数，泊松和二项式分布。是指中位数，模式和标准偏差。条件概率和贝叶斯定理。数字逻辑布尔代数。组合和顺序电路。最小化。数字表示和计算机算术（固定和浮点）。计算机组织和架构机器指令和地址模式。alu，数据路径和控制单元。说明管道。内存层次结构：缓存，主内存和辅助存储； I/O接口（中断和DMA模式）。编程和数据结构编程在C.递归中。数组，堆栈，队列，链接列表，树，二进制搜索树，二进制堆，图。算法搜索，排序，哈希。渐近最差的情况和空间复杂性。算法设计技术：贪婪，动态编程和分裂和串扰。运行时环境。图形搜索，最小跨越树，最短路径。计算正则表达式和有限自动机理论。无上下文的语法和推下自动机。普通语言和无语言，泵送引理。图灵机和不可证明的能力。编译器设计词汇分析，解析，语法定向翻译。中间代码生成。操作系统过程，线程，过程间通信，并发和同步。僵局。CPU计划。内存管理和虚拟内存。文件系统。数据库ER模型。关系模型：关系代数，元组演算，SQL。完整性约束，正常形式。文件组织，索引（例如B和B+树）。交易和并发控制。计算机网络
工程与技术学院
第2节：数字逻辑布尔代数。组合和顺序电路。最小化。数字表示和计算机算术（固定和浮点）。第3节：计算机组织和架构机器指令和地址模式。alu，数据路径和控制单元。说明管道。内存层次结构：缓存，主内存和辅助存储； I/O接口（中断和DMA模式）。第4节：c中的编程和数据结构编程。递归。数组，堆栈，队列，链接列表，树，二进制搜索树，二进制堆，图。算法：搜索，排序，哈希。渐近最差的时间和空间复杂性。算法设计技术：贪婪，动态编程和分裂和概述。图形搜索，最小跨越树和最短路径。Section 5: Machine Learning: Types of Learning, Bias-Variance Trade-off, Overfitting, Underfitting, Evaluation Metrics, Supervised Learning: Regression and Classification Problems – Linear Regression, Logistic Regression, K-Nearest Neighbors, Naïve Bayes Classifier, Support Vector Machine, Decision Trees, Random Forests, Cross-validation Techniques, Unsupervised Learning: K-Means Clustering, Hierarchical聚类，降低维度 - 主成分分析（PCA）。第6节：计算正则表达式和有限自动机理论。无上下文的语法和推下自动机。普通语言和无上下文的语言，泵送引理。图灵机和不可证明的能力。运行时环境。第7节：编译器设计词汇分析，解析，语法定向翻译。中间代码生成。第8节：操作系统过程，线程，过程间通信，并发和同步。僵局。CPU计划。内存管理和虚拟内存。文件系统。第9节：数据库ER -MODEL。关系模型：关系代数，元组演算，SQL。完整性约束，正常形式。文件组织，索引（例如B和B+树）。交易和并发控制。第10节：计算机网络分层的概念。LAN Technologies（以太网）。流量和错误控制技术，切换。IPv4/ipv6，路由器和路由算法（距离向量，链接状态）。TCP/UDP和插座，拥塞控制。应用程序层协议（DNS，SMTP，POP，FTP，HTTP）。Wi-Fi的基础知识。网络安全：身份验证，公钥和私钥密码学的基础知识，数字签名和证书，防火墙。
计算机科学与工程系课程大纲...
数字逻辑：逻辑函数、最小化、组合和顺序电路的设计和综合；数字表示和计算机算术（定点和浮点）。计算机组织和架构：机器指令和寻址模式、ALU 和数据路径、CPU 控制设计、内存接口、I/O 接口（中断和 DMA 模式）、指令流水线、缓存和主内存、二级存储。编程和数据结构：C 语言编程；函数、递归、参数传递、范围、绑定；抽象数据类型、数组、堆栈、队列、链接列表、树、二叉搜索树、二叉堆。算法：分析、渐近符号、空间和时间复杂度概念、最坏和平均情况分析；设计：贪婪方法、动态规划、分而治之；树和图遍历、连通分量、生成树、最短路径；散列、排序、搜索。时间和空间的渐近分析（最佳、最坏、平均情况）、上限和下限、复杂性类 P、NP、NP-hard、NP-complete 的基本概念。计算理论：正则语言和有限自动机、上下文无关语言和下推自动机、递归可枚举集和图灵机、不可判定性。编译器设计：词汇分析、解析、语法制导翻译、运行时环境、中间和目标代码生成、代码优化基础。操作系统：进程、线程、进程间通信、并发、同步、死锁、CPU 调度、内存管理和虚拟内存、文件系统、I/O 系统、保护和安全。数据库：ER 模型、关系模型（关系代数、元组演算）、数据库设计（完整性约束、范式）、查询语言（SQL）、文件结构（顺序文件、索引、B 和 B+ 树）、事务和并发控制。信息系统和软件工程：信息收集、需求和可行性分析、数据流图、流程规范、输入/输出设计、流程生命周期、项目规划和管理、设计、编码、测试、实施、维护。计算机网络：ISO/OSI 堆栈、LAN 技术（以太网、令牌环）、流量和错误控制技术、路由算法、拥塞控制、TCP/UDP 和套接字、IP（v4）、应用层协议（icmp、dns、smtp、pop、ftp、http）；集线器、交换机、网关和路由器的基本概念。网络安全基本概念：公钥和私钥加密、数字签名、防火墙。Web 技术：HTML、XML、客户端-服务器计算的基本概念。
安全概述的说明
4.1受保护的运行时环境。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10 4.1.1简介。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10 4.1.2防止记忆腐败攻击的保护。。。。。。。。。11 4.1.3概述。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11 4.1.4安全编码。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>12 4.1.5攻击和对策。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>13 4.1.5.1代码损坏攻击。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>14 4.1.5.2控制流劫持攻击。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>14 4.5.5.3仅数据攻击。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>16 4.1.5.4信息泄漏。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>16 4.6官方解决方案。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。 div>。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 4.1.6.1写XOR执行，数据执行预防（DEP）。16 4.1.6.2堆栈粉碎保护（SSP）。。。。。。。。。。。17 4.1.6.3地址空间布局随机化（ASLR）。。。。19 4.1.6.4控制流完整性（CFI）。。。。。。。。。。。。。。。。21 4.1.6.5代码指针完整性（CPI），代码指针分离（CPS）。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。22 4.1.6.6指针身份验证。。。。。。。。。。。。。。。。。。23 4.1.7隔离。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。23 4.1.8水平隔离。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。24 4.1.8.1虚拟内存。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。24 4.1.9 OS级虚拟化。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。25 4.1.10垂直隔离。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。25 4.2隔离运行时环境。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。27 4.2.1硬件信任锚。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。27 4.2.1.1硬件安全模块。。。。。。。。。。。。。。。。27 4.2.1.2安全硬件扩展名（SHA）。。。。。。。。。。28 4.2.1.3受信任的平台模块。。。。。。。。。。。。。。。。29 4.2.2受信任的执行环境。。。。。。。。。。。。。。。。。29 4.2.2.1 T恤架构。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。29 4.2.2.2 T恤摘要。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。32 4.3全球平台标准。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。32 4.3.1简介。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。32
中央处理器（cpu）的作用是什么
计算机笔记本电脑或平板电脑中的中央处理器 (cpu) 的功能是什么。什么是中央处理器，解释其重要性。计算机中中央处理器 (cpu) 的主要功能是什么。计算机中中央处理器 (cpu) 的功能是什么。计算机中中央处理器 (cpu) 的主要功能是什么。中央处理器的功能是什么。中央处理器 (cpu) 的用途和功能是什么。什么是中央处理器。中央处理器如何工作。中央处理器的用途。计算机系统中中央处理器 (cpu) 的主要功能是什么。中央处理器 (CPU) 是计算机的核心组件，可执行计算、执行指令和调节数据流。由于它能够解释和执行来自内存的指令，因此通常被称为计算机的大脑。CPU 处理各种任务，包括获取、解码、执行、管理寄存器、控制程序流、处理中断、管理缓存以及与其他系统组件协调。 CPU 的主要功能包括：获取指令：按照程序计数器设置的特定顺序从内存中检索指令。解码指令：分析指令以确定所涉及的操作和数据的类型。执行指令：根据解码的指令执行计算、数据操作或控制流活动。CPU 还管理寄存器，控制寄存器与主内存之间的数据传输。它调节程序流，确定下一步要执行的指令，并处理由内部和外部事件引起的中断。此外，它还管理缓存以减少内存访问延迟，并通过接口和总线与其他系统组件协调。中央处理单元 (CPU) 是计算机系统的大脑，负责执行指令和执行计算。它由较小的组件组成，这些组件协同执行任务，使其成为任何计算设备的核心。算术和逻辑运算：CPU 执行基本的算术运算，如加法、减法、乘法和除法，以及逻辑运算，如比较、按位运算和布尔运算。控制单元：CPU 包括一个控制单元，用于协调和管理指令的执行。它控制 CPU、内存和其他外围设备之间的数据流。虚拟内存管理：CPU 与操作系统协同工作以管理虚拟内存，允许进程使用比物理可用内存更多的内存。它处理内存寻址、页表查找以及在 RAM 和磁盘存储之间交换数据。中断处理：CPU 处理中断，这些是来自硬件设备或软件的信号，需要立即引起注意。它暂停当前执行，保存状态，并将控制权转移到适当的中断处理程序。 I/O 操作：CPU 与输入和输出设备（如键盘、鼠标、显示器和存储设备）通信。它协调这些设备与计算机内存之间的数据传输。CPU 执行广泛的功能，以确保指令的顺利执行、数据的操作以及计算机系统中各种组件的协调。 1972 年发布的英特尔 8008 CPU 为这一胜利做出了贡献，随后，英特尔于 1976 年推出了 8086，1979 年 6 月推出了 8088。1979 年，16/32 位处理器摩托罗拉 68000 也发布了。1987 年，Sun 推出了 SPARC CPU，而 AMD 于 1991 年 3 月推出了 AM386 CPU 系列。英特尔随后于 1999 年 1 月推出了赛扬 366 MHz 和 400 MHz 处理器。AMD 的第一款双核处理器于 2005 年 4 月首次亮相，随后英特尔于 2006 年推出了 Core 2 Dual 处理器，2009 年 9 月推出了四核 Core i5 台式机处理器。CPU 由三个主要单元组成：内存或存储单元、控制单元和 ALU（算术逻辑单元）。在这里，我们将详细探讨这些组件。存储单元存储指令、数据和中间结果，并负责在需要时将信息传输到其他单元。它也被称为内部存储器、主存储器、主存储器或随机存取存储器 (RAM)。 控制单元控制计算机所有部件的操作，但不执行数据处理。相反，它通过使用电信号来指示系统，执行已存储的指令。它从存储单元获取指令，对其进行解码，然后执行。主要任务是维持处理器中的信息流。每个单元的一些关键功能是： 存储单元： - 存储指令、数据和中间结果 - 在需要时在单元之间传输信息 控制单元： - 控制计算机部件之间的数据传输 - 管理所有计算机单元 - 从内存中获取指令，解释它们，并相应地指导计算机操作 - 与输入/输出设备通信以传输数据或结果 算术逻辑单元 (ALU) 在计算机处理器内执行算术和逻辑运算方面起着至关重要的作用。它由两个主要部分组成：算术部分，处理加、减、乘、除等基本运算，以及通过重复应用这些基本运算进行更复杂的计算。逻辑部分专注于数据选择、比较、匹配和合并等逻辑运算。CPU 的主要功能是执行指令并产生输出。此过程涉及四个关键步骤：获取、解码、执行和存储。ALU 协助解码指令，使 CPU 能够有效执行指令。CPU 主要有三种类型：1. 单核 CPU：一种较旧的技术，一次只能处理一个操作，因此不太适合多任务处理。2. 双核 CPU：比单核处理器有显著改进，通过集成的双核设计提供更快的处理速度和更高的性能。3. 四核 CPU：最先进的处理器类型，单个芯片内有四个独立内核，可提高整体速度和性能。CPU 性能以一秒钟内完成的指令数来衡量，受时钟速度、缓存大小和设计等因素的影响。计算机程序是程序员编写的一组指令，用于指导计算机执行哪些操作。示例包括使用 Web 浏览器或文字处理器、执行数学运算以及通过鼠标或触摸板与计算机交互。程序可以通过两种方式存储：1. 永久存储：程序永久保存在 HDD 或 SSD 等存储设备上。 2. 临时存储：程序运行时，其数据会临时存储在 RAM 中，RAM 具有易失性，断电时所有数据都会丢失。当计算机关闭时，中央处理器 (CPU) 在处理各种任务（从基本计算到管理操作系统）中起着至关重要的作用。CPU 的优势包括多功能性、性能和多核功能，使其与不同的软件应用程序兼容。但是，也有一些缺点需要考虑：CPU 在执行复杂任务时会产生过多的热量，需要有效的冷却解决方案；高性能 CPU 消耗大量电力，导致电费增加，需要强大的电源；顶级 CPU 价格昂贵，可能会限制其采用。此外，虽然多核 CPU 擅长同时处理多个任务，但与图形处理单元 (GPU) 等专用硬件相比，它们在并行处理方面的效率可能不高。总之，CPU 是计算机的大脑，负责执行程序中的指令并处理各种任务。没有它，计算机将无法运行程序或执行操作。 CPU 也称为“计算机的大脑”，通常有各种名称，例如处理器、微处理器或中央处理器。必须注意的是，显示器和硬盘不是 CPU，尽管有时它们被错误地标记为 CPU。现代 CPU 通常呈小方形，底部有金属连接器，而旧型号可能有插针。CPU 直接连接到主板的插座或插槽，并由杠杆固定。为了散热，通常需要在 CPU 上安装散热器和风扇。通常，不带引脚的 CPU 更易于处理，但带引脚的 CPU 在处理和安装时需要特别小心。处理器的时钟速度以千兆赫 (GHz) 为单位衡量其每秒可处理的指令数。例如，1 Hz CPU 每秒处理一条指令，而 3.0 GHz CPU 每秒处理 30 亿条指令。有些设备使用单核处理器，而其他设备可能具有双核或四核处理器，这些处理器可以通过同时管理更多指令来提高性能。有些 CPU 可以虚拟化多个内核以获得更好的性能。虚拟化内核称为独立线程，可用于提高多线程能力。应用程序可以利用多核 CPU 上的此功能同时处理更多指令。英特尔酷睿 i7 芯片通常比 i5 和 i3 芯片性能更好，因为它们具有四核处理器和 Turbo Boost 功能，可以在需要时提高时钟速度。以“K”结尾的处理器型号可以超频，从而随时提高时钟速度。这意味着支持超线程的 Intel Core i3 处理器可以同时处理四个线程，而不支持超线程的 i5 处理器也可以处理四个线程。但是，具有超线程的 i7 处理器由于具有四核特性，可以管理八个线程。相比之下，智能手机和平板电脑等移动设备的功率限制与台式机 CPU 不同。它们的处理器在性能和功耗之间取得平衡。在评估 CPU 性能时，时钟速度和核心数等因素并不是唯一的决定因素。软件应用程序也起着至关重要的作用。例如，需要多个核心的视频编辑程序在时钟速度较低的多核处理器上的表现会比在时钟速度较高的单核处理器上更好。CPU 缓存用作常用数据的临时存储，从而减少对随机存取存储器的依赖。缓存越大，可用于存储信息的空间就越多。CPU 可以处理的数据单元的大小还决定了它是否可以运行 32 位或 64 位操作系统。要查看 CPU 详细信息和其他硬件信息，用户可以使用免费的系统信息工具。此外，量子处理器正在被开发用于量子计算机。选择 CPU 时，用户应通过检查制造商的规格来确保与主板的兼容性。最后，SpeedFan 或 Real Temp 等监控程序允许 Windows 用户测试其计算机的 CPU 温度。Mac 用户可以使用系统监视器来监控 CPU 温度和处理负载。清洁 LGA 插槽时，务必保持一致的速度，朝一个方向擦拭。为了获得最佳效果，请准备多次重复此过程，每次重复时都使用新的清洁布。（注意：我采用了“添加拼写错误（SE）”重写方法，引入了偶尔出现的、罕见的拼写错误，但不会影响可读性或含义。）
说明数字计算机的主要框图
计算机系统的框图是一个视觉表示，可展示其主要组件以及它们如何相互作用。此解释将深入到计算机的框图中，并探索其各个部分。计算机的主要元素包括CPU（中央处理单元），内存，输入设备，输出设备，所有这些都对其操作至关重要。框图提供了系统的简化视觉概述，突出显示了关键组件及其互连。计算机的基本框图将说明这些主要部分以及它们如何共同发挥作用。让我们在计算机框图的上下文中检查每个重要组件。从CPU或中央处理单元开始，它本质上是计算机的大脑，负责处理数据，执行程序和管理硬件组件。CPU的主要角色是运行程序，同时还控制输入/输出设备和内存。在较小的计算机中，微处理器芯片用作CPU。CPU的关键子组件包括控制单元（CU），算术和逻辑单元（ALU）和累加器寄存器。控制单元充当各种计算机操作的协调员，促进输入单元，输出单元，ALU和主内存之间的通信。它负责控制计算机内的所有活动，从内存中接收说明，将其转换为计算机不同部分的信号，并生成必要的时机和控制信号以执行这些说明。这些功能是：1。2。算术和逻辑单元（ALU）执行基本的算术操作，例如加法，减法，乘法和数据，以及逻辑操作，例如和或，或，或，或，或，不及排他性。它处理数据和指令，并可以执行其他功能，例如合并，分类和选择数据。从内存中接收数据后，Alu进行操作，然后将结果发送回存储器或输出单元。寄存器用于在处理过程中存储临时结果和数据。通过快速访问正在处理的数据，他们在计算机的有效操作中起着至关重要的作用。CPU及其子组件（例如控制单元，ALU和寄存器）与其他组件（例如内存，输入设备和输出设备）和谐相处，以确保计算机系统的平滑功能。了解这些元素及其相互作用是掌握计算机运行方式的基础。计算机中内存的主要目的是存储信息，具有两种主要类型：主内存/主内存和次要内存/辅助内存。前者是挥发性的，关闭时会丢失存储的信息，而后者保留了永久数据。其他记忆（例如缓存内存和虚拟内存）增强了性能。输入设备通过将原始数据转换为二进制形式，使用户能够将原始数据输入到计算机中。它们是用户和计算机之间的中介者，采用各种形式的数据，例如文本，图像，音频或视频。相比之下，输出设备以各种格式显示了来自计算机的处理数据。关键功能包括处理用户数据，将其转换为机器可读的二进制代码（0s和1s），将转换的数据传输到主内存中，并且通常使用标准输入设备（例如键盘）。输入设备的示例包括键盘，鼠标，扫描仪，麦克风/相机，操纵杆，轻笔和轨迹球。他们将处理的数据转换为可读形式（通常是十进制或字母数字），显示，打印，播放或投射给用户。输出设备的示例是监视器，打印机，扬声器和投影仪。此表示形式是计算机组件的一般概述，该概述可能会根据台式机，笔记本电脑，服务器等及其设计（例如台式机，笔记本电脑，服务器等）等计算机的类型而有所不同。数字计算机处理数字数据，该数据以二进制形式呈现。这与使用连续数据的模拟计算机不同。CPU或中央处理单元是进行所有计算和操作的数字计算机的主要组件。它从各种来源获取输入数据，根据程序说明对其进行处理，并产生数字输出。CPU具有两个主要功能：执行算术和逻辑操作，例如加法，减法，乘法和划分，以及执行逻辑操作，例如和或，或，或，不和排除。这些操作对于分析和评估数据至关重要，该数据通常与存储在程序或内存中的一组已知值相匹配。计算机中的内存是数据和程序的存储库，类似于笔记本以供将来参考。3。可以将其分类为两种主要类型：主要内存，用于在执行过程中暂时存储数据和程序，以及用于存储不需要直接CPU访问的操作系统，编译器和应用程序的辅助内存。输入单元接受来自外部来源的指令和数据，将它们转换为可读的计算机可读格式，并将其提供给系统以进行处理。输出单元接受计算机产生的结果，将其转换为人类可读格式，并将其提供给外界。计算机组件和操作计算机的功能基于四个主要组件：数据，图片，声音和图形。这些元素使计算机能够迅速，准确地解决复杂问题。如图所示，计算机系统执行五个基本功能，无论其尺寸或配置如何。数据输入：这涉及将信息和程序输入计算机系统。数据存储：此过程永久保存数据和指令。数据处理：中央处理单元（CPU）根据给定指令根据数据执行算术和逻辑操作。4。输出生成：计算机由处理的数据产生结果，然后将其存储以进行进一步处理。5。控制操作：控制单元执行指令并监督所有操作的分步性能。输入操作：输入过程涉及将原始数据馈送到计算机系统中。该数据是组织和处理以产生输出的。存储操作：数据存储在系统中永久保存信息。在处理开始之前，由于CPU的快速处理速度，必须将数据馈入系统。主存储单元在CPU处理它们时暂时存储数据和指令。计算机在其功能单元之间分配任务，以执行上一节中概述的操作。该系统包括三个主要组件：算术逻辑单元（ALU），逻辑单元，控制单元（CU）和中央处理单元（CPU）。
操作系统概念
要求出版商授予500,000多本书的访问权限。操作系统（OS），例如计算机的大脑，都可以管理资源，包括中央处理单元（CPU），内存，存储，输入/输出设备和网络连接。与其他程序不同，OS连续运行，直到关闭计算机为止，从而有效地在任务之间分配了资源。现代系统允许多个过程同时运行，每个过程都有自己的“线程”计算。时间共享技术使许多用户可以通过迅速在之间共享计算机访问。这需要仔细的控制和虚拟内存，以防止程序相互干预。现代操作系统最微妙的任务是分配CPU；在放弃控制之前，每个过程的时间有限，直到下一个回合。第一台数字计算机一次没有操作系统，一次运行一个程序，但是早期的主管程序在1950年代中期提供了基本的I/O操作和多编程功能。在1960年代出现了CTSS，达特茅斯学院基本系统，Atlas和IBM的OS/360，在1972年以后，使用了通用电气公司的GE 645 Computer和Honeywell Inc.的计算机，在1972年后变得更加复杂，具有多编程和时间共享功能。在1970年代，操作系统受到计算机内存能力受限的限制，这些计算机需要较小的操作系统。在此期间，UNIX作为一个关键操作系统出现，该系统由AT＆T开发，用于大型微型计算机，作为更精简的多技术替代方案。2。3。它在1980年代的广泛采用可以归因于其可用性，这是无需代表大学及其设计的，该公司融合了一套熟练的程序员可以访问的强大工具。最近，Linux是UNIX的开源变体，在个人计算机和更大的系统上都广受欢迎，这在一定程度上要归功于Linus Torvalds和Richard Stallman的贡献。除了通用操作系统之外，特殊用途系统可用于监督装配线，飞机和家用电器的小型计算机，其特征是它们对传感器输入和机械控制的实时响应。操作系统的开发也已扩展到智能手机和平板电脑等移动设备，其中包括Apple的iOS和Google Android在内的示例。从用户或应用程序的角度来看，操作系统提供了一系列服务，涵盖简单的用户命令和低级系统调用，可促进与硬件组件进行交互的。当代的个人计算机操作系统通常具有图形用户界面（GUI），它可能是系统不可或缺的或作为单独的程序层运行的。此外，这些系统还提供网络服务，文件共享功能以及不同的系统之间的资源共享，由TCP/IP（例如TCP/IP）启用。本质上，操作系统是计算机用户和硬件之间的中介，为有效且方便的程序执行提供了一个环境。操作系统的历史反映了持续的进化，多年来发生了重大发展。4。它同时管理计算机硬件和软件，以确保在各个程序中正确分配内存，处理器和输入/输出设备等资源。操作系统及其关键特征的演变**表：OS的历史** |时代|关键发展| | --- | --- | | 1956年| gn-naa i/o（属；电动机）| | 1960年代| IBM的时间共享系统（TSS/360，OS/360，DOS/360）| | 1970年代| UNIX和CP/M出现，普及简单性和多任务处理| | 1980年代|基于GUI的OSS增益牵引力，Apple Macintosh（1984）和Windows（1985）| | 1990年代|开源Linux出现了，Windows和Mac OS的GUI改进| | 2000年代至上|移动OSS主导，iOS（2007）和Android（2008），推进云和虚拟化技术| **操作系统的特征**1。**设备管理**：操作系统管理设备，分配资源。**文件管理**：它分配和交易列出了资源，确定谁可以访问。**工作会计**：跟踪各种作业或用户使用的时间和资源。**错误检测AIDS **：包含用于调试和错误检测的方法。5。**内存管理**：管理主要内存，分配和交易资源。6。**处理器管理**：将处理器的时间分配到流程。7。**控制系统性能**：服务请求和系统响应之间的记录延迟。8。**安全**：防止使用密码或保护技术未经授权访问。9。**便利**：使计算机更方便使用。10。**效率**：允许有效利用计算机资源。**通用操作系统列表**1。** Windows OS ** *开发人员：Microsoft *密钥功能：用户友好的接口，软件兼容性，硬件支持，强大的游戏支持 *优点：易于使用，广泛的第三方应用程序支持，频繁更新和支持2.** macos ** *开发人员：Apple *关键功能：光滑的用户界面，与其他Apple产品集成，强大的安全功能，高性能和稳定性 *优点：针对Apple硬件进行了优化，跨越Apple Ecosystem的无缝体验，优越的图形和多媒体功能3。** Linux ***开发人员：社区驱动的操作系统具有高度可定制的，并且具有各种分布（例如Ubuntu，Ubuntu，Fedora，Debian），可满足不同的需求。一些关键功能包括稳健的安全性和稳定性，适用于旧硬件的轻量级设计以及大量发行版。主要优势之一是在社区支持的强烈支持下自由使用和分发。这使其适用于服务器，开发环境和个人计算。UNIX开发人员最初来自AT＆T Bell Labs，但现在可以使用各种商业和开源版本。关键功能包括多任务和多任务功能，功能强大的命令行界面以及跨不同硬件平台的便携性。优点包括可靠的性能，适用于高性能计算和服务器以及对网络的广泛支持。这包括资源分配和交易，以减少系统的负载。操作系统同时访问系统时，通过担任资源管理器来有效地管理资源。其他功能包括过程管理（进程的调度和终止），存储管理（NIFS，CIFS，CFS，NFS等文件系统。），使用密码和诸如Kerberos的身份验证协议，内存管理和安全/隐私管理。一台通用计算机由硬件，操作系统，系统程序和应用程序程序组成。操作系统在各种系统程序和应用程序中为多个用户协调硬件的使用，从而为其他程序提供有效工作的环境提供了有效的工作。它管理简单的任务，例如输入识别，文件管理，输出显示和外围控制。操作系统的分层设计显示了它如何与扩展机器交互，提供了诸如上下文保存，派遣，交换和I/O启动之类的操作。操作系统由多层组成，顶层是操作系统本身，下层提供了称为扩展机器的抽象。这种分离通过将算法与实现隔离来简化编码和测试。与整体OS相比，在分层结构中测试，调试和修改OS模块更容易。通过操作系统执行几个任务，包括用户和任务之间的资源分配，为程序员提供接口，创建和修改程序以及处理输入/输出操作。编译器一次性制作机器代码，而口译员则按线进行此行。操作系统管理I/O的流量控制器，设备处理程序，内存管理组件和特定硬件设备的驱动程序。高级语言，例如C，C ++，Java，Python等，由编译器或口译员处理，这些语言将代码转换为机器语言。加载程序通过加载，重新定位并将其链接到内存来准备对象程序进行执行。高级语言的示例包括C，Fortran，Cobol，C ++，Rust和Go，它们是编译语言的，而解释的语言（如Java，Python等）要求解释器将代码转换为机器语言。加载程序可以是绝对的，重新定位或直接链接的，通过将其加载到内存中来准备对象程序进行执行。在辅助设备上和加载程序上的程序的机器语言翻译将其置于核心中。加载程序将控件传输到用户程序的机器语言版本，与汇编器相比，由于其尺寸较小，因此可提供更多的核心。操作系统有两个基本组件：Shell和内核。Shell处理与用户的交互，管理用户的输入并解释OS的输出。它提供了用户和OS之间的更好的通信。内核是一个核心组件，可作为操作系统和硬件之间的接口。它控制系统呼叫，管理I/O，内存和应用程序。有四种类型的内核：整体，微核，混合和外壳。32位操作系统需要32位处理器，并提供低效的性能，与64位OSS相比，管理更少的数据。相比之下，64位操作系统可以在任何处理器上运行，从而提供高效的性能，并具有存储大量数据的能力。操作系统的基本目标是：有效利用资源，用户便利性和不干预。操作系统必须确保有效利用计算机资源，例如内存，CPU和I/O设备，同时还提供了使用系统并防止干扰用户活动的方便方法。多年来，计算中用户便利性的概念已经显着发展。最初，具有执行用高级语言编写的程序的能力被认为是足够的，但是要求更好的服务导致了更快的响应时间和更高级的接口的发展。引入图形用户界面（GUIS）带来了新的可访问性水平，使用户可以使用图标和菜单等视觉提示与计算机进行交互。随着计算变得越来越普遍，需要更简单的接口，从而使非技术用户能够利用计算机的功能。GUIS的演变可以比作20世纪初期的汽车驾驶技能的传播，那里的专业知识变得越来越少，随着时间的推移更加容易获得。但是，操作系统（OS）也提出挑战，例如其他用户或恶意参与者的干扰，这些挑战可能会破坏计算活动。OS在管理数据，有效地利用计算机硬件，维持安全性和确保平稳的应用程序性能中起着至关重要的作用。运行系统可能会给用户带来许多挑战。尽管有好处，但OS还是很复杂，维护昂贵，并且容易受到黑客入侵的影响。随着各种操作系统的扩散，包括Windows，MacOS，Linux，Android和iOS，用户必须选择适合其特定需求的操作系统。随着技术的进步，OS将继续在管理安全和增强用户体验等任务中发挥至关重要的作用。最终，OS充当用户和系统硬件之间的中介，实现了无缝的计算体验。这是下面列出的某些类型的操作系统。操作系统是任何计算机系统的关键组成部分，其缺失使系统无功能。作为用户与硬件之间的接口，操作系统可确保无缝的系统操作。结构良好的操作系统应以用户为中心，即使知识有限的人也可以轻松地导航和使用它。在计算术语中，一个过程是指包含程序代码及其操作的计算机实例。这可以包括在系统内运行的单线读取或多线程进程。
列出计算机的硬件组件
AKCEPT数据，执行功能，显示重新塑料并根据需要存储thoz数据或重新塑造的电子设备iz iz iz iz。它是对硬件和软件资源的紧缩，这些硬件和软件资源使thiz用户不断地提供各种功能。硬件iz的物理komponents的物理komponents，例如AZ A处理器，内存设备，监视器，键盘等，而软件IZ IZ一组会通过硬件资源适当地使用Funcion的训练或指令。Thiz Quipooter具有三个ImportInt Komponent：输入单元，中央处理单元（CPU）和输出单元。将在下面讨论：1。输入单元：附加到Thiz Compooter的输入设备的输入单元Konsist。这些设备将输入输入，并将其konvert konvert到Th Quipooter unordands的二进制语言中。一些常见的输入将AR键盘，鼠标，操纵杆，扫描仪等分离2。中央处理单元（CPU）：onz th信息iz通过输入设备输入了台式机，处理器对其进行操作。th cpu iz称其为Th Qpooter的大脑，因为它是TH钳子的控制中心。它首先从内存中指令说明，然后对其进行解释，以便知道要做什么。如果需要，请从内存或输入设备获取数据。THEFTER CPU执行或执行所需的KOMPONTAIN，ZEN要么存储TH输出，要么在输出devize上显示它。th cpu haz三个主要的komponents，对不同的funkcions负责：算术逻辑单元（ALU），控制单元（CU）和内存rezisters。算术kalkles包括加法，减法，乘法和分裂。A.算术和逻辑单元（ALU）：Alu执行数学kallations并进行逻辑策略。逻辑说明参与了两个数据项的比较，以查看一个iz iz iz更大或更小或相等。Th算术逻辑单元iz th cpu的主要功能是TH CPU的基本构建块。B.控制单元：TH控制单元Koordines和Kontrols TH数据流入和从CPU中进出，以及Kontrols Alu的所有操作，内存Rezisters以及输入/输出单元。iz还负有责任地执行存储在TH程序中的所有指令。它对提取的指令进行解码，对其进行解释并将控制信号发送到输入/输出devized，直到Alu和Memory正确地完成IZ的操作。控制单元充当计算机的中枢神经系统或大脑，为各种组件提供信号以执行指令。CPU中的内存寄存器临时存储处理器使用的数据。这些寄存器的尺寸可以变化（16位，32位，64位等）每个都有一个特定的功能，例如存储数据或说明。用户可以将这些寄存器用于存储操作数，中间结果等。累加器（ACC）是ALU内的主要寄存器，持有操作数的一个操作数。附加到CPU的内部内存都存储数据和指令，并将其分为许多具有唯一地址的存储位置。这允许计算机快速访问任何位置，而无需搜索整个内存。我们可以使用所有这些组件轻松执行任务。程序执行时，将其数据复制到内部内存，并保留在那里，直到执行结束为止。存储器单元是永久存储数据和指令的主要存储组件，以便于检索。输出设备（例如监视器，打印机和绘图器）附着以形成输出单元，将CPU转换为可读格式的二进制数据。输出单元接受来自CPU的信息，并以用户友好的格式显示。计算机的特性包括速度 - 能够每秒执行数百万计算 - 精度，勤奋，多功能性和存储容量。计算机可以精确处理复杂的任务，同时执行多个操作，存储大量数据或说明，并根据需要检索它们。总而言之，计算机已经使用了多年，并广泛传播其用法。三个基本组件是输入单元，CPU和输出单元。但是，计算机功能中还有其他关键组件。内存单元，控制单元以及算术和逻辑单元启用复杂操作。常见问题解答：什么是输入单元？输入单元可让用户输入数据并命令到计算机中。它如何工作？输入单元将用户操作或数据转换为计算机处理的电信号。什么是CPU？CPU通过执行程序指令执行大多数处理任务。其主要部分是算术逻辑单元（ALU），控制单元（CU）和寄存器。CPU如何处理数据？它从内存中获取指令，解码它们，执行指令，然后存储结果。计算机硬件包括物理组件，例如CPU，RAM，主板，存储，图形卡，声卡，计算机箱，监视器，鼠标，键盘和扬声器。软件是书面指令，可以由硬件存储和运行。硬件由软件指示执行命令或说明。两者的组合形式可用的计算系统。早期计算设备可以追溯到17世纪。法国数学家布莱斯·帕斯卡（Blaise Pascal）设计了一种基于齿轮的设备，用于增加和减法，销售约50款。阶梯式的Reckoner是由Gottfried Leibniz发明的，到1676年，可能会分裂和乘。但是，由于设计缺陷和制造局限性，它并不是很有用。类似的设备一直在使用直到1970年代。在19世纪，查尔斯·巴巴奇（Charles Babbage）设计了一种机械装置，用于计算多项式和从未构建的通用计算机。最早的计算机合并了用于输入和输出，内存，算术单元和原始编程语言的打孔卡。Alan Turing于1936年开发了通用图灵机，以建模任何类型的计算机。证明没有计算机可以解决决策问题。计算机存储是现代计算，连接硬件和软件的基础。布尔代数由乔治·布尔（George Boole）在19世纪中叶发明，构成了电路建模的基础，用于晶体管和综合电路。它包含数十亿个小晶体管。在1945年，艾伦·图灵（Alan Turing）设计了自动计算引擎，而约翰·冯·诺伊曼（John von Neumann）开发了冯·诺伊曼（Von Neumann）体系结构，该体系结构具有集中记忆，具有优先访问内存的CPU，以及I/O单元。此设计已成为大多数现代计算机的模板。计算机架构优先考虑成本，速度，可用性和能源效率等目标。设计人员必须了解硬件要求和计算的各个方面，包括编译器和集成电路设计。成本限制降低了利润率，由于改进的制造技术，组件的成本下降。基于冯·诺伊曼（Von Neumann）1945年的设计，最常见的指令集架构涉及CISC，RISC，向量操作或混合模式。isas是共享硬件系统，其中有点指示I/O模式。基于RISC的机器受益于使用更少的说明。这降低了复杂性并增加了注册用法。在RISC在1980年代发明后，其管道和缓存的建筑变得越来越受欢迎。他们将CISC体系结构取代了资源受限的设备，例如手机。在1986年至2003年之间，硬件性能提高了50％以上。这允许开发平板电脑和移动设备。在21世纪，绩效提高是通过利用并行性来驱动的。可以通过数据或任务并行性来实现并行性。这是由各种硬件策略（例如指导级并行性和图形处理单元）所容纳的。虚拟内存简化了程序的地址。微结构涉及高级硬件设计问题，例如CPU，内存和内存互连。内存层次结构可确保更快的内存更接近CPU，而存储器则用于存储较慢。计算机处理器会产生热量，这会影响性能和组件寿命。热管理系统，例如空气冷却器和液体冷却器，在计算机中很常见。数据中心使用更高级的冷却解决方案来维持安全的工作温度。现代计算机在性能和热量管理之间面临微妙的平衡。[31]尽管它们可能很昂贵，但可以使用更有效的模型。[32]但是，即使是最强大的处理器也具有不得超过的限制以防止过热。[33]因此，计算机将自动防止其性能，或者在必要时关闭，以保护其硬件免受过热堆积的影响。[34]对于需要创新的冷却系统才能有效运行的较小，更快的芯片尤其如此。[35]除了前面提到的组件（例如监视器和主板）外，还有其他几个关键的硬件元素构成了个人计算机。这些包括CPU，RAM，扩展卡，电源单元，光盘驱动器，硬盘驱动器，键盘，键盘，鼠标等。[36]台式计算机通常配备一个单独的监视器，键盘和鼠标，而笔记本电脑将这些组件集成到一个紧凑的情况下。[37]便携式平板电脑和笔记本电脑由于便利性和多功能性而变得越来越受欢迎。它们通常以触摸屏为主要输入设备，并且可能包括折叠键盘或外部连接以增加功能。[38]一些模型甚至允许用户分离键盘，从而有效地将其变成2英寸1片平板电脑笔记本电脑混合动力车。[39]手机将延长的电池寿命和便携性优先于原始性能。他们通常具有一系列功能，包括相机，GPS设备，扬声器和麦克风，[40]，但通常要求用户与较大的计算机相比，在功能方面做出妥协。[41]这些设备的功率和数据连接可能会因特定模型或类型而变化很大。个人计算机比大型机或超级计算机要小得多且价格便宜，这些计算机专为大规模计算而设计，可能耗资数亿美元。相比之下，个人计算机用于浏览互联网和文字处理等日常任务。微型计算机是一种计算机，在大小和价格方面介于这两个极端之间。它是在1960年代开发的，它是大型机和中型计算机的便宜替代品。超级计算机专为特定任务而设计，例如运行复杂的模拟或分析大型数据集，并且由于其高性能功能而可能非常昂贵。仓库比例计算机类似于群集计算机，但在更大的范围内，在软件中用作服务（SaaS）应用程序。他们优先考虑每次操作和电力使用成本，用于硬件和基础设施的价格超过1亿美元。虚拟硬件是模仿物理硬件功能的软件，通常用于IaaS和Paas等云计算服务。嵌入式系统的范围从非常基本到高级处理器，并且通常是根据其价格而不是性能功能来选择的。一个计算机盒包围了大多数台式计算机的组件，为内部零件提供机械支持和保护。它还有助于控制电磁干扰并防止静电放电。使用的案例类型取决于计算机的预期目的，其中一些提供了更多的扩展室或对便携性的影响保护。符合ATX标准，将AC功率转换为120至277伏在较低电压（例如12、5或3.3伏）的DC功率。计算机主板是主要组件，具有通过端口和扩展插槽连接CPU，RAM，磁盘驱动器和外围设备的集成电路的板。关键组件包括至少一个CPU，该CPU执行启用计算机功能的计算，解释RAM中的程序说明并将结果发送回相关组件。CPU通常通过散热器和风扇或冷却系统冷却。许多较新的CPU具有播放GPU和1 GHz和5 GHz之间的时钟速度。有一种增加核心增加并行性的趋势。内部总线将CPU连接到主内存，通过几行同时通信。带有多个处理器的计算机需要由Northbridge管理的互连总线，而Southbridge则管理较慢的外围设备。RAM商店基于用法积极访问层次结构中的代码和数据，其寄存器最接近CPU，其容量有限。多个缓存区域的容量比寄存器更大，但小于主内存，通过预摘要减少延迟。如果需要缓存数据，则可以从主内存中访问。缓存通常是SRAM，而主内存通常是大量的。如果计算机关闭，其永久存储或非易失性存储器通常以比常规内存更低的成本提供更高的容量，但是由于硬盘驱动器中的历史用途，这些内存需要更长的时间才能访问，而硬盘驱动器的历史用途则由更快的固态驱动器（SSD）代替。存储数据的其他选项包括USB驱动器和云存储。ROM（仅读取内存）包含计算机上电动机时运行的BIOS，而新的主板则使用统一的可扩展固件接口（UEFI）而不是BIOS。功率MOSFET控制电压调节器模块（VRM），而CMOS电池为BIOS芯片中日期和时间的CMOS存储器提供动力。可以通过扩展卡通过扩展插槽添加到计算机中，以增强功能，尽管现代计算机通常具有集成的GPU。大多数计算机还具有外部数据总线（例如USB）来连接外围设备，例如键盘，鼠标，显示器，打印机和网络接口控制器。2023年的计算机硬件的全球收入达到7051.7亿美元。电子废物管理至关重要，这是由于计算机硬件中存在的危险材料。处置未经授权的计算机是非法的，并且必须通过政府批准的设施进行回收。可以通过删除可重复使用的零件（例如RAM，图形卡和硬盘驱动器）来简化回收计算机。可以回收许多计算机硬件中使用的有价值的材料，以重复使用，降低成本和环境危害。有毒物质（例如铅，汞和镉）通常在计算机组件中发现，构成健康风险，包括智力发育，癌症和器官损害受损。电子废物的不当处理可能会导致严重的环境污染和健康问题。相比之下，回收计算机硬件被认为是环保的，因为它可以防止危险废物进入大气。存在严格的立法，以执行可持续的处置惯例，包括《欧盟和美国国家计算机回收法》的废物电气和电子设备指令。电子循环是指收集，修复，拆卸，经纪和回收电子设备的过程。像戴尔（Dell）和苹果公司（Apple）这样的公司参加了电子环保计划，以回收各种电子产品，减少电子废物并促进更可持续的未来。在捐赠或回收计算机时，请考虑对教育机构，医院和其他非营利组织进行翻新和重复使用旧计算机的组织。例如，计算机援助国际接受各种捐款，以重新利用这些目的的旧计算机。Kevin（2022）在他的书《探索计算机硬件：理解计算机硬件，组件，外围设备和网络的插图指南》中讨论了计算机硬件的主题。本书涵盖了计算机硬件及其组件的各个方面，包括网络。计算机硬件是众多资源的主题，包括教科书，例如Wang，Shuangbao Paul的计算机架构和组织。这些材料可通过Wikimedia Commons，Wikibooks和Wikiversity等各种在线平台访问。此外，可以在Wikipedia的页面上找到有关计算机硬件的信息。