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三级信息管理技术分章节考试要点1第一章一、计算机的发展自从1946年2月现代电子计算机的鼻祖ENIAC（electronic numerical integrator and computer）在美国宾夕法尼亚大学问世以后，短短50年里，计算机技术经历了巨大的变革。学术界经常使用器件（硬件）划分计算机的发展史，如第一代电子管计算机（19471957），第二代晶体管计算机（19581964），第三代集成电路计算机（19641972），第四代大规模集成电路计算机（1972），目前提出了所谓的第五代（或新一代）计算机。从1946年到50年代后期（19461957）为电子管计算机时期。计算机的元器件主要由电子管（vacuum tube）组成。其特点是体积庞大、功耗高、运算速度较低。如ENIAC占地170m 2 ，重达30吨，功耗为140kW，有18000多个电子管，每秒钟能进行5000次加法计算。这一阶段，计算机主要用于军事、国防等尖端技术领域。除了ENIAC以外，1945年左右，冯诺依曼等人在研制EDVAC（electronic discrete variable computer）时，提出了存储程序（stored-program）概念，奠定了以后计算机发展的基石。IBM公司1954年12月推出的IBM650是第一代计算机的代表。从20世纪50年代后期到60年代中期（19581964）为晶体管计算机时期。自从1947年晶体管（transistor）在贝尔实验室诞生后，引发了一场影响深远的电子革命。体积小、功耗低、价格便宜的晶体管取代了电子管，不仅提高了计算机的性能，也使计算机在科研、商业等领域内得到广泛地应用。第二代计算机不仅采用了晶体管器件，而且存储器改用速度更快的磁芯存储器;与此同时高级编程语言和系统软件的出现，也大大提高了计算机的性能和拓宽了其应用领域。这一时期计算机的代表主要有DEC公司1957年推出的PDP-I、IBM公司于1962年推出的7094以及CDC公司1964年研制成功的CDC6600。1969年CDC公司研制的DCD7600平均速度达到每秒千万次浮点运算。从20世纪60年代中期到70年代初期（19651972）为集成电路计算机时代。第一代和第二代计算机均采用分离器件（discrete component）组成。集成电路（integrated circuit）的出现，宣告了第三代计算机的来临。由于采用了集成电路，使得计算机的制造成本迅速下降;同时因为逻辑和存储器件集成化的封装，大大提高了运行速度，功耗也随之下降;集成电路的使用，使得计算机内各部分的互联更加简单和可靠，计算机的体积也进一步缩小。这一时期的代表为IBM的system/360和DEC的PDP-8。从20世纪70年代初期到70年代后期（19721978）为大规模集成电路（LSI）计算机时代。20世纪70年代初半导体存储器的出现，迅速取代了磁芯存储器，计算机的存储器向大容量、高速度的方向飞速发展。存储器芯片从1kbit，4kbit，16kbit，64kbit，256kbit，1Mbit，4Mbit发展到16Mbit（1992年）。接着就进入了超大规模集成电路（VLSI）计算机时代。随着技术的日新月异，软件和通信的重要性也逐步上升，成为和硬件一样举足轻重的因素。同时系统结构的特点对计算机的性能也有巨大的影响（中断系统、Cache存储器、流水线技术等等）。实际上在第三代计算机以后，就很难找到一个统一的标准进行划分。也可以从应用的观点来划分计算机的发展史。最早的应用是军事上的需要，如炮弹弹道计算，核武器的设计等;其次是广泛地用于科学计算，工程设计计算;第三阶段是大量用于管理，现在计算机的80%以上用于管理;再接着是计算机辅助设计（CAD）和辅助制造（CAM）;进入90年代，计算机的应用已趋向于综合化和智能化，例如在一个企业里，计算机不仅用于科学计算、辅助设计和辅助制造，还用于辅助管理和辅助决策（MIS与DSS），以及办公自动化（OA）等等，使设计、生产自动化和管理自动化融为一体，形成所谓计算机集成制造系统（CIMS-Computer Integrated Manufacturing System），再发展下去就是工厂自动化（Factory Automation）或称无人工厂。DSS（Decision Support System）/ES（Expert System）利用人工智能（AIArtifcation Intelligence）技术，让计算机代替人判断、推理，寻找最优方案，以辅助决策者决策。目前更流行的是认为计算机的发展经过了三次浪潮（wave）。计算机的发展第一个浪潮是单个主机（Mainframe）的时期，以IBM360、370为代表的大型机的出现，其特点是以批处理为主，主要用于大规模科学计算。第二次浪潮为客户机/服务器（Client/Server）的时期，这时期出现了小型机、微型机和局域网。其特点是多用户分时处理。第三个浪潮是7080年代的微型计算机PC（Personal Computer）的出现。现在正处于第三次浪潮，网络计算机的时期，即以网络为中心或以网络为基础的计算机时期。目前计算机向综合的方向发展，将各种计算机的特点和优点综合起来，并结合了多媒体技术、通信技术等，把人类带入了网络社会。三级信息管理技术分章节考试要点2二、计算机的分类及其应用计算机分类的方法大致可分如下几种:1.按信息的形式和处理方式分类计算机按信息的形式和处理方式可分为数字计算机、模拟计算机以及数字混合计算机。2.按计算机的用途分类计算机按用途可分为通用计算机和专用计算机。3.按计算机规模分类计算机按规模可划分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机等。计算机的应用如下:1.在科学计算中的应用2.在实时控制中的应用3.在数据处理中的应用4.计算机在辅助设计和辅助制造（CAD/CAM）中的应用5.办公自动化系统中的应用三、计算机硬件结构实际应用的计算机系统是由计算机硬件系统、软件系统以及通信网络系统组成的一个整体系统。计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合，通常这些部件由电路（电子元件）、机械等物理部件组成，它们都是看得见摸得着的，故通常称为“硬件”。计算机硬件结构也可以称为冯 诺伊曼结构，它由五大部件组成:主机部分由运算器、控制器、存储器组成，外设部分由输入设备和输出设备组成，其中核心部分部件是运算器。计算机硬件之间的连接线路分为网状结构与总线结构，这里主要介绍总线（BUS）结构。总线结构有如下几种形式:1.以CPU为中心的双总线结构所谓总线实际上是一组并行的导线，导线的数目和计算机字长相同，数据和指令通过总线传送。2.以存储器为中心的双总线结构3.单总线结构主要部件功能:1.运算器运算器是完成二进制编码的算术或逻辑运算的部件。运算器由累加器（用符号L A 表示）、通用寄存器（用符号L B 表示）和算术逻辑单元（用符号ALU表示）组成，核心是算术逻辑单元。2.存储器在计算机中的存储器包括内存储器（又叫主存储器或随机存储器，简称内存或主存）、外存储器、只读存储器和高速缓冲存储器以及寄存器等。随机存储器是按地址存取数据的，若地址总线共有20条（A 0 A 19 ），即有20个二进制位，可形成2 20 =1048576个地址（1兆地址）。3.控制器控制器由三大部件组成，它们是指令部件、时序部件和操作控制部件。（1）指令部件指令部件包括程序计数器PC，指令寄存器IR和指令译码器ID。（2）时序部件时序部件产生定时节拍，一般由时钟信号源、节拍发生器及微操作电路组成。4.输出寄存器输出寄存器用于存放输出结果，以便由它通过必要的接口（输出通道），在输出设备上输出运算结果。5.输入设备目前主要通过CRT终端和键盘实现人机对话。磁性设备阅读机、光学阅读机等也可作为输入设备。三级信息管理技术分章节考试要点3五、计算机数据表示1.二进制计数制引入二进制数字系统的计算机结构和性能具有如下的优点:（1）技术实现容易。（2）二进制运算规则简单。（3）计算机中二进制数的0、1数码与逻辑代数变量值0与1吻合，所以二进制同时可以使计算机方便地进行逻辑运算。（4）二进制数和十进制数之间的关系亦不复杂。2.任意进制计数制和十进制计数制的相互转换十进制数转换成二进制数:十进制数据转换为二进制数时，因整数部分与小数部分转换算法不同，需要分别进行。（1）整数转换方法除基取余法十进制整数除以2取余数作最低位系数k 0 ，再取商的继续除以2取余数作高一位的系数，如此继续直到商为0时停止，最后一次的余数就是整数部分最高有效位的二进制系数，依次所得到的余数序列就是转换成的二进制数。因为除数2是二进制的基数，所以这种算法称作“除基取余”法。（2）小数转换方法乘基取整法把十进制小数乘以2，取其积的整数部分作为对应二进制小数的最高位系数k -1 ，再取积的纯小数部分乘以2，新得积的整数部分又作下一位的系数k -2 ，再取其积的纯小数部分继续乘2，直到乘积小数部分为0时停止，这时乘积的整数部分是二进制数最低位系数，每次乘积得到的整数序列就是所求的二进制小数，这种方法每次乘以基数取其整数作系数。所以叫乘基取整法。需要指出的是并不是所有十进制小数都能转换成有限位的二进制小数并出现乘积的小数部分0的情况，有时整个换算过程会无限进行下去，此时可以根据要求并考虑计算机字长，取一定长度的位数后四舍五入，这时得到的二进制数是原十进制数的近似值。一个既有整数部分又有小数的数送入计算机后，由机器把整数部分按“除基取余”法，小数部分按“乘基取整”法分别进行转换，然后合并。任意进制数转换成十进制数:任意一种进位计数制的数转换成十进制数的方法都是一样的。把任意进制数按权展开成多项式和的形式，把各位的权与该位上的数码相乘，乘积逐项相加，其和便是相应的十进制数。十进制数转换成任意进制数:十进制数转换成任意进制数与十进制数转换成二进制数的方法完全相同，即整数部分用除基取余的算法，小数部分用乘基取整的方法，然后将整数与小数拼接成一个数作为转换的最后结果。3.数的机器码表示符号数的机器码表示:（1）机器数和真值数在计算机中的表示形式统称为机器数。机器数有两个基本特点，其一，数的符号数值化。实用的数据有正数和负数，因为计算机只能表示0、1两种状态，数据的正号“+”或负号“-”，在机器里就用一位二进制的0或1来区别。通常这个符号放在二进制数的最高位，称符号位，以0代表符号“+”，以1代表符号“-”，这样正负符号就被数值化了。因为有符号占据一位，数的形式值就不等于真正的数值，带符号位的机器数对应的数值称为机器数的真值。机器数的另一个特点是二进制的位数受机器设备的限制。机器内部设备一次能表示的二进制位数叫机器的字长，一台机器的字长是固定的。字长8位叫一个字节（Byte），现在机器字长一般都是字节的整数倍，如字长8位、16位、32位、64位。符号位数值化之后，为能方便的对机器数进行算术运算、提高运算速度，计算机设计了多种符号位与数值一起编码的方法，最常用的机器数表示方法有三种:原码、反码和补码。（2）原码表示法和反码表示法一个机器数X由符号位和有效数值两部分组成。设符号位为X 0 ，X真值的绝对值|X|=X 1 X 2 X n ，X的机器数原码表示为:X原 =X0X1X2Xn当 X0时，X0 =0当 X0时，X0 =1原码表示很直观，但原码加减运算时符号位不能视同数值一样参加运算，运算规则复杂，运算时间长，而计算机大量的数据处理工作是加减运算，原码表示就很不方便了。一个负数的原码符号位不动，其余各位取相反码就是机器数的另一种表示形式反码表示法。正数的反码与原码相同。设X原 =X0X1X2Xn当 X0 =0时，X反 =X0X1X2Xn当 X0 =1时，X反 =X0X1X2Xn（3）补码表示法（complement）设计补码表示法的目的是:使符号位能和有效数值部分一起参加数值运算从而简化运算规则，节省运算时间。使减法运算转化成加法运算，从而进一步简化计算机中运算器的线路设计。计算机是一种有限字长的数字系统，因此都是有模运算，超过模的运算结果都将溢出。n位二进制整数的模是2 n 。对于二进制数还有一种更加简单的方法由原码求得补码。正数的补码表示与原码一样，X 补 =X 原负数的补码是将原码符号位保持“1”之后其余各位取相反的码，末位加1便得到补码，即取其原码的反码再加1X 补 =X 反 +1。真值+0和-0的补码表示是一致的，但在原码和反码表示中具有不同的形式。8位补码机器数可以表示-128，但不存在+128的补码，由此可知8位二进制补码能表示数的范围是-128+127。应该注意，不存在-128的8位原码和反码形式。根据互补的概念，一个补码机器数再求一次补就得到机器数的原码了。定点数与浮点数:（1）定点数（fixed-point number）计算机处理的数据不仅有符号，而且大量的数带有小数，小数点不占有二进制位而是隐含有机器数里某固定位置上。通常采用两种简单的约定:一种是约定所有机器数的小数点位置隐含在机器数的最低位之后，叫定点纯整数机器数，简称定点整数。另一种约定是所有机器数的小数点位置隐含在符号位之后、有效数值部分最高位之前，叫定点纯小数机器数，简称定点小数。计算机采用定点数表示时，对于既有整数又有小数的原始数据，需要设定一个比例因子，数据按比例因子缩小成定点小数或扩大成定点整数再参加运算，结果输出时再按比例折算成实际值。n位原码定点整数的表示范围是-（2 n-1 -1）X2 n-1 -1，n位原码定点小数的表示范围是-（1-2 -（n-1） ）X1-2 -（n-1） 。当机器数小于定点数的最小值时，被当作0处理，超出定点数的最大值时，机器无法表达，称作“溢出”，此时机器将停止运算，屏幕显示溢出警告。定点数表示方法简单直观，不过定点数表示数的范围小，不易选择合适的比例因子，运算过程容易产生溢出。三级信息管理技术分章节考试要点4六、运算器 1.运算器的组成多功能算术/逻辑运算单元（ALU）:对一片ALU来说，可有三个进位输出。其中G称为进位发生输出，P称为进位传送输出。在电路中，多加这两个进位输出的目的是为了便于实现多片（组）ALU之间的先行进位，为此，还需一个配合电路，它称为先行进位发生器（CLA）。内部总线:根据总线所处位置，总线分为内部总线和外部总线两类。内部总线是指CPU内各部件的连线，而外部总线是指系统总线，即CPU与存储器、I/O系统之间的连线。按总线的逻辑结构来说，总线可分为单向传送总线和双向传送总线。所谓单向总线，就是信息只能向一个方向传送。所谓双向总线，就是信息可以向两个方向传送。换句话说，总线既可以用来发送数据，也可以用来接收数据。总线的逻辑电路往往是三态的，即输出电平有三种状态:逻辑“1”、逻辑“0”和“浮空”状态。2.运算器的基本结构运算器包括ALU、阵列乘除器件、寄存器、多路开关或三态缓冲器、数据总线等逻辑部件。现代计算机的运算器大体有如下三种结构形式。单总线结构的运算器双总线结构的运算器三总线结构的运算器七、控制器1.控制器在CPU中的位置中央处理器（CPU）由两个主要部分控制器及运算器组成。其中程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器等组成了控制器。它是对计算机发布命令的“决策机构”，协调和指挥整个计算机系统的操作，因此，它处于CPU中极其重要的位置。在CPU中，除算术逻辑单元（ALU）及累加器外，尚有下列逻辑部件:（1）缓冲寄存器（DR）缓冲寄存器用来暂时存放由内存储器读出的一条指令或一个数据字;反之，当向内存存入一条指令或一个数据字时，也暂时将它们存放在这里。缓冲寄存器的作用是:作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站;补偿CPU和内存、外部设备之间在操作速度上的差别;在单累加器结构的运算器中，缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。（2）指令寄存器（IR）指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。指令划分为操作码和地址码字段，它们由二进制数字组成。为执行任何给定的指令，必须对操作码进行译码，以便指出所要求的操作。指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码后，即可向操作控制器发出具体操作的特定信号。（3）程序计数器（PC）为了保证程序能够连续地执行下去，CPU必须具有某些手段来确定下一条指令的地址。而程序计数器（PC）正是起到这种作用，所以通常又称其为指令计数器。（4）地址寄存器（AR）地址寄存器用来保存当前CPU所要访问的内存单元的地址。由于在内存和CPU之间存在着操作速度上的差别，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存读/写操作完成为止。（5）累加寄存器（AC）累加寄存器AC通常简称为累加器。它的功能是:当运算器的算术/逻辑单元（ALU）执行全部算术和逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。例如，在执行一个加法前，先将一个操作数暂时存放在AC中，再从内存中取出另一个操作数，然后同AC的内容相加，所得结果送回AC中，而AC中原有的内容随即被破坏。顾名思义，累加寄存器用来暂时存放ALU运算的结果信息。显然，运算器中至少要有一个累加器寄存器。由于运算器的结构不同，可采用多个累加寄存器。（6）状态寄存器（SR）状态寄存器保存由算术指令和逻辑指令运行或测试结果建立的各种状态码内容。（7）操作控制器操作控制器的功能，就是根据指令操作码和时序信号，产生各种操作控制信号，以便正确地建立数据通路，从而完成取指令和执行指令的控制。根据设计方法不同，操作控制器可分为组合逻辑型、存储逻辑型、组合逻辑与存储逻辑结合型三种。第一种称为常规控制器，它是采用组合逻辑技术来实现的;第二种称为微程序控制器，它是采用存储逻辑来实现的;第三种称为PLA控制器，它是吸收前两种的设计思想来实现的。（8）时序产生器CPU中除了操作控制器外，还必须有时序产生器，因为计算机高速地进行工作，每一动作的时间是非常严格的，不能有任何差错。时序产生器的作用，就是对各种操作实施时间上的控制。2.控制器的组成运算器包括ALU、累加器、数据缓冲寄存器和状态寄存器，而控制器的核心是操作控制器，围绕它的有程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）和时序产生器。八、存储器1.存储器的基本组成及其读写操作（1）存储器的基本组成主存储器由存储体、地址译码电路、驱动电路、读写电路和控制电路等组成。主存储器主要功能是:存储体:是信息存储的集合体，由某种存储介质按一定结构组成的存储单元的集合。通常是二维阵列组织，是可供CPU和计算机其他部件访问的地址空间。地址寄存器、译码电路与驱动器:即寻址系统，将CPU确定的地址先送至地址寄存器中，然后根据译码电路找到应访问的存储单元。在存储体与译码器之间的驱动器的功能是减轻译码线驱动负载能力。由于一条译码线需要与它控制的所有存储单元相联，其负载很大。需要增夹荦动器，以译码线连叫荦动器的输入端，由驱动器的输出端控制连接在译码线上的所有存储单元。读写电路与数据寄存器:根据CPU的命令，将数据从数据寄存器中写入存储体中特定的存储单元或将存储体中指定单元的内容读到数据寄存器中。控制电路:接收CPU传来的控制命令，经过控制电路一系列的处理，产生一组时序信号控制存储器的操作。在存储器的组成中，存储体是核心，其余部分是存储体的外围线路。不同的存储器都是由这几部分组成，只是在选用不同的存储介质和不同的存取方式时，各部分的结构与工作方式略有变化。（2）存储体阵列计算机存储器中存储的是“0”和“1”的信息，每一个能存储一位二进制并能保持两种状态的元件称为记忆元件。若干记忆元件组成存储单元，一个存储单元能够存储一个或几个字节的二进制信息。每个存储单元都有一个地址编号，用以唯一标识存储单元的位置。信息按地址存入指定的存储单元中，按地址从指定的存储单元中取出。存储单元的集合称为存储体。由于存储体中存储单元的每个二进制位必须并行工作，因此将存储单元按其地址的顺序组成存储阵列。（3）存储器的地址译码系统CPU要访问存储单元的地址由地址总线输入到地址寄存器中。地址译码器将地址转换为对应地址线（字线）上的控制信号，以表示选中某一单元，并驱动相应的读写电路，完成对存储单元的读写操作。地址译码为两种方式:一种是单译码方式，仅有一个译码器。译码器输出的每条译码线对应一个存储单元。如地址位数N=10，即译码器可以有2 10 =1024种状态，对应有1024条译码线（字线）即1024个存储单元。另外一种是双译码方式，将译码器分成X向和Y向两个译码器，通过双译码器的相互作用确定存储单元的地址。设地址长度n仍为10，将其中的前5位输入到X地址译码器中，译出X 0 到X 31 译码线，分别选择031行。将后5位输入到Y地址译码器中译出Y 0 到Y 31 译码线，分别选择031列。X向译码器和Y向译码器引出的地址线都是2 5 =32条。若采用X向和Y向交*选择，可以选择从存储单元（0，0）至（31，31）共2 5 2 5 =1024个存储单元地址。即同样可以提供1024种状态，而地址线只需要64条，比单译码器节省93.75%的地址线。（4）存储器的读写操作在CPU向存储体发生读操作命令时，首先由CPU将相应存储单元的地址码送至地址寄存器中;地址译码器将地址寄存器中的地址编码译成相应地址线（字线）的高电位，标志指定的存储单元;然后在CPU的统一控制下，由控制电路将读命令转换成读写电路的操作，执行将指定存储单元的内容传送到数据寄存器的操作，完成了整个存储器读的操作。存储器写的操作与读的操作相类似。不同类型的存储器根据其特点有不同的读写操作控制电路、控制机构、读写电路及地址译码器，但它们的基本操作原理大同小异。三级信息管理技术分章节考试要点5九、输入与输出系统1.输入输出系统的发展输入输出系统的发展大致分为五种方式，即程序控制的输入输出方式、中断方式，DMA方式、输入/输出通道方式和I/O处理机等五种方式。程序查询方式和程序中断方式适用于数据传输率比较低的外部设备。而DMA方式、通道方式和I/O处理机方式适用于数据传输率比较高的设备。目前，小型机和微型机大都采用程序查询方式、程序中断方式和DMA方式。通道方式、I/O处理机方式大都用在中、大型计算机中。为了介绍方便，我们把通道方式和I/O处理机方式视为一种方式。2.程序查询方式程序查询方式又叫程序控制I/O方式。在这种方式中，数据在CPU和外部设备之间的传送完全靠计算机程序控制，是在CPU主动控制下进行的，当输入/输出时，CPU暂停执行主程序，转去执行输入/输出的服务程序，根据服务程序中的I/O指令进行数据传送。这是一种最简单、最经济的输入/输出方式。它只需很少的硬件，因此几乎所有的机器都具有程序查询方式。特别是在微、小型机中，常用程序查询方式来实现低速设备的输入输出管理。3.程序中断方式“中断”概念的提出，是计算机系统结构设计中的一个重大变革。在程序中断方式中，某一外设的数据准备就绪后，它“主动”向CPU发请求中断的信号，请求CPU暂时中断目前的工作而进行数据交换。当CPU响应这个中断时，便暂停运行主程序，并自动转移到该设备的中断服务程序。当中断服务程序结束以后，CPU又回到原来的主程序。其原理和调用子程序相仿，不过，这里要求转移到中断服务子程序的请求是由外部设备发出的。中断方式特别适合于随机出现的服务。4.DMA方式（1）DMA方式的基本概念直接访问内存DMA方式，是一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。在这种方式中，DMA控制器从CPU中完全接管对总线的控制，数据交换不经过CPU，而直接在内存储器和I/O设备之间进行。DMA方式一般用于高速地传送成组的数据。DMA控制器将向内存发出地址和控制信号、修改地址、对传送的字的个数计数，并且以中断方式向CPU报告传送操作的结束。DMA方式的主要优点是速度快。由于CPU根本不参加传送操作，因此就省去了CPU取指令、取数、送数等操作。在数据传送过程中，也不象中断方式那样，要进行保存现场、恢复现场之类的工作。内存地址修改、传送字个数的计数等，也不是由软件实现，而是用硬件线路直接实现的。DMA的种类很多，但各种DMA至少能执行以下一些基本操作:从外部设备发出DMA请求;CPU响应请求，把CPU工作改成DMA操作方式，DMA控制器从CPU接管总线的控制;由DMA控制器对内存寻址，即决定数据传送的内存单元首地址及数据传送个数的计数，并执行数据传送的操作;向CPU报告DMA操作的结束。（2）DMA技术的出现，使得外部设备可以通过DMA控制器直接访问内存，与此同时，CPU可以继续执行程序。那么DMA控制器与CPU怎样分时使用内存呢?通常采用以下三种方法:停止CPU访问;周期挪用;DMA与CPU交替访问。（3）基本的DMA控制器一个DMA控制器实际上是采用DMA方式的外部设备与系统总线之间的接口电路。这个接口电路是在中断接口的基础上再加DMA机构组成。习惯上将DMA方式的接口电路称为DMA控制器。内存地址计数器用于存放内存中要交换的数据地址。在DMA传送前，需通过程序将数据在内存中的起始位置（首地址）送到内存地址计数器。而当DMA传送时，每交换一次数据，将地址计数器加“1”，从而以增量方式给出内存中要交换的一批数据的地址。字计数器用于记录传送数据块的长度（多少字数）。其内容也是在数据传送之前由程序预置，交换的字数通常以补码形式表示。在DMA传送时，每传送一个字，字计数器就加“1”，当计数器溢出即最高位产生进位时，表示这批数据传送完毕，于是引起DMA控制器向CPU发出中断信号。数据缓冲寄存器用于暂存每次传送的数据（一个字）。当输入时，由设备（如磁盘）送往数据缓冲寄存器，再由缓冲寄存器通过数据总线送到内存。反之，输出时，由内存通过数据总线送到数据缓冲寄存器，然后再送到设备。“DMA请求”标志每当设备准备好一个数据字后给出一个控制信号，使“DMA”请求标志置“1”。该标志置位后向“控制/状态”逻辑发出DMA请求，后者又向CPU发出总线使用权的请求（HOLD），CPU响应此请求后发回响应信号HLDA，“控制/状态”逻辑接收此信号后发出DMA响应信号，使“DMA请求”标志复位，为交换下一个字做好准备。“控制/状态”逻辑它由控制和时序电路，以及状态标志等组成，用于修改内存地址计数器和字计数器，指定传送类型（输入输出），并对“DMA请求”信号和CPU响应信号进行协调和同步。中断机构当字计数器溢出时（全0），意味着一组数据交换完毕，由溢出信号触发中断机构，向CPU提出中断报告。这里的中断与前面介绍的I/O中断所采用的技术相同，但中断的目的不同，前面是为了数据的输入或输出，而这里是为了报告一组数据传送结束。因此它们是I/O系统中不同的中断事件。5.通道方式（1）通道的功能DMA控制器的出现已经减轻了CPU对数据输入输出的控制，使得CPU的效率有显着的提高。而通道的出现则进一步提高了CPU的效率。这是因为通道是一个具有特殊功能的处理器，它有自己的指令和程序专门负责数据输入输出的传输控制，而CPU将“传输控制”的功能下放给通道后只负责“数据处理”功能。这样，通道与CPU分时使用内存，实现了CPU内部运算与I/O设备的并行工作。通道的基本功能是执行通道指令、组织外部设备和内存进行数据传输，按I/O指令要求启动外部设备，向CPU报告中断等，具体有以下五项任务:接受CPU的I/O指令，按指令要求与指定的外部设备进行通信;从内存选取属于该通道程序的通道指令，经译码后向设备控制器和设备发送各种命令;组织外部设备和内存之间进行数据传送，并根据需要提供数据中间缓存的空间，以及提供数据存入内存的地址和传送的数据量;从外部设备得到设备的状态信息，形成并保存通道本身的状态信息，根据要求将这些状态信息送到内存的指定单元，供CPU使用;将外部设备的中断请求和通道本身的中断请求，按次序及时报告CPU。（2）通道类型根据通道的工作方式，通道可分为:选择通道。数组多路通道。字节多路通道。通道适配器。6.外部设备外部设备分为输入设备、输出设备、输入输出兼用设备、外存设备、数据通信设备和过程控制设备等。（1）输入设备（2）输出设备（3）汉字设备（4）数据通信设备（5）过程控制设备三级信息管理技术分章节考试要点6十、操作系统基础1.操作系统概述（1）基本概念操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它是这样一些程序模块的集合它们能有效地组织和管理计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，使整个计算机系统能高效地运行。（2）操作系统的特征并发性。共享性。随机性。（3）操作系统的地位（4）操作系统的功能进程管理存储管理文件管理设备管理作业管理2.操作系统的类型（1）批处理系统（2）分时系统（3）实时系统（4）个人计算机操作系统（5）网络操作系统（6）分布式操作系统3.研究操作系统的方法研究操作系统可以有几种不同的观点。（1）资源管理观点（2）进程观点（3）虚拟机观点4.操作系统的硬件环境（1）特权指令与处理机状态特权指令和非特权指令每个机器都有自己的指令系统。在多道程序设计环境中，为了保证系统安全，将指令系统中的指令分成两部分:特权指令和非特权指令。CPU状态CPU交替执行操作系统程序和用户程序。在执行不同程序时，根据运行程序对机器指令的使用权限而将CPU置为不同的状态。CPU的状态属于程序状态字PSW的一位。大多数计算机系统将CPU执行状态划分为管态和目态。（2）中断机制中断机制是现代计算机系统中的基本设施之一，它在系统中起着通信联络作用，以协调系统对各种外部事件的响应和处理。中断是与进程管理密切相关的，确切地说，中断是实现多道程序设计的必要条件。有了中断，操作系统才可以获得系统的控制权，以便将CPU资源分派给不同的进程。（3）定时装置为了实现系统管理和维护，硬件必须提供时钟，即定时装置。硬件时钟通常分为两类:绝对时钟和相对时钟。5.进程管理进程是具有一定独立功能的程序关于某个数据集合上的一次运行活动，进程是系统进行资源分配的一个独立单位。进程是动态产生、动态消亡的，每个进程都有一个数据结构进程控制块记录其执行情况。进程有三种基本状态，随着进程的进展，状态之间相互转化。6.存储管理内存是可被处理器直接访问的，处理器是按绝对地址访问内存的。为了使用户编制的程序能存放在内存的任意区域执行，用户程序使用的是逻辑地址空间。存储管理必须为用户分配一个物理上的内存空间，于是，就有一个从逻辑地址空间到物理地址空间的转换问题。为了保证CPU执行指令时可正确访问存储单元，需将用户程序中的逻辑地址转换为运行时可由机器直接寻址的物理地址，这一过程称为地址映射。7.文件管理用户从使用角度组织文件，用户组织的逻辑文件有两种形式:流式文件和记录式文件。文件系统从存储介质的特性、用户的存取方式以及怎样有效地存储和检索的角度组织文件。由文件系统组织的物理文件类型可以有连续文件、链接文件和索引文件等。8.设备管理按设备的使用特性分类，输入输出设备可分为输入设备、输出设备、交互式设备和存储设备，等等。以系统中信息组织方式来划分设备，可把输入输出设备划分为字符设备（character device）和块设备（block device）等。从使用的角度可把外部设备分成独占设备和共享设备两大类。三级信息管理技术分章节考试要点7十一、计算机网络基础1.计算机网络基本概念（1）计算机网络的形成与发展（2）计算机网络的主要特征资源共享观点将计算机网络定义为“以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合”。资源共享观点的定义符合目前计算机网络的基本特征。2.计算机网络的分类（1）网络分类方法计算机网络的分类方法可以是多样的，其中最主要的两种方法是:根据网络所使用的传输技术（transmission technology）分类。根据网络的覆盖范围与规模（scale）分类。（2）广域网广域网（Wide Area Network，WAN）也称为远程网。目前的广域网具有以下特点:适应大容量与突发性通信的要求;适应综合业务服务的要求;开放的设备接口与规范化的协议;完善的通信服务与网络管理。（3）局域网局域网（Local Area Network，LAN）是继广域网之后又一个网络研究与应用的热点，也是目前技术发展最快的领域之一。局域网的技术特点主要表现在以下几个方面:局域网覆盖有限的地理范围，它满足公司、机关、校园、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备联网的需求。局域网提供高数据传输速率（10Mb/s1000Mb/s）、低误码率的高质量数据传输环境。局域网一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展。决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法。从介质访问控制方法的角度看，局域网可分为共享式局域网与交换式局域网两类。（4）城域网城域网（MAN，Metropolitan Area Network）是介于广域网与局域网之间的一种高速网络。城域网设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需求，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与m