知识体系结构

1、 信息系统基础知识：

计算机基础知识以及数据结构、数据库、计算机网络等核心技术知识。 2、 信息系统开发过程：

信息系统的开发管理、需求分析、系统设计、系统实施、系统测试的整个建设过程。 3、 信息系统管理：

系统管理的各个方面，包括有系统管理规划、IT组织职能设计、IT财务管理、系统日常作业管理、IT资源管理、故障管理、性能管理、安全管理、系统转换、系统维护、用户支持等内容。

一、计算机硬件基础

1、 计算机的基本组成

计算机硬件系统：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。

（Central Processing Unit）中央处理器 + 内部 外设

信息加工

主机

运算器：进行算术和逻辑运算的部件，运算数据以二进制格式给出，它可从存储器取出或来自输入设备，运算结果或写入存储器，或通过输出设备输出。 控制器：协调整个计算机系统的正常工作。工作实质就是解释、执行指令。 ① 程序计数器（PC）：在大多数机器中存放的是要执行的下一条指令的地址。 ② 指令寄存器（IR）：用以存放现行指令，以便在整个指令执行过程中，实现一条

指令的全部功能控制。

③ 指令译码器：对指令寄存器中的操作码部分进行分析解释，产生相应的控制信

号提供给操作控制信号形成部件。

④ 脉冲源及启停控制线路：脉冲源产生一定频率的脉冲信号作为整个机器的时钟

脉冲，是周期、节拍和工作脉冲的基准信号。启停线路是对脉冲源产生脉冲的的控制。

⑤ 时序信号产生部件：以时钟脉冲为基础，产生不同指令相对应的周期、节拍、

工作脉冲等时序信号，以实现机器指令执行过程的时序控制。

⑥ 操作控制信号形成部件：综合时序信号、指令译码信息、被控功能部件反馈的

状态条件信号等，形成不同指令所需要的操作控制信号序列。 ⑦ 中断机构：实现对异常情况和某些外来请求的处理。 ⑧ 总控制逻辑：实现对总线信息传输的控制。

控制器组成图

存储器：存放数据和程序的部件，通过地址线和数据线与其他部件相连。 按功能分类：

（1）高速缓冲存储器（Cache）：其存取速度接近CPU的工作速度，用来临时存放指令和数据。

（2）主存储器：用来存放计算机运行时的大量程序和数据。CPU能够直接访问的存储器称为内存储器，高速缓存和主存都是内存储器，主存与缓存之间要不断交换数据。 （3）辅助存储器：其中的内容需要调入主存后才能被CPU访问。

输入/输出部件：各类输入/输出设备及相应的输入/输出接口。 2、计算机的系统结构

（1）并行处理的概念

指计算机系统具有可以同时进行运算或操作的特性。它包括同时性与并发行。 同时性指的是两个或两个以上的事件在同一时刻发生，并发行指的是两个或两个以上的事件在同一时间间隔发生。

提高并行性的措施可概括为： ① 时间重叠： ② 资源重叠： ③ 资源共享：

根据指令流和数据流的多重性，系统可分为：

单指令流单数据流（SISD）、单指令流多数据流（SIMD）、多指令流单数据流（MISD）、多指令流多数据流（MIMD）。

（2）流水线处理机系统（时间并行技术）

把一个重复的过程分解为若干个子过程，每个过程与其他自过程并行进行。

（3）并行处理机系统

并行处理机通常由一个控制器CU、N个处理器单元（PE）以及一个互连网络部件组成。 主要特点：

① 并行处理机是以单指令流多数据流方式工作的。

② 并行处理机采用资源重复方法引入空间因素。此外，它还利用了并行性中的同时性，所以处理器单元必须同时进行相同操作。 ③ 并行处理机是以某一类算法为背景的专用计算机。

④ 并行处理机的研究必须与并行算法的研究密切结合，以使它的求解算法的适应性更强一些，应用面更广一些。

⑤ 实际的并行处理机系统是由以上三部分构成的一个异构型多处理机系统。 （4）多处理机系统

在多处理机系统中，处理机与处理机之间通过互连网络进行连接，从而实现程序之间的数据交换和同步。