一.馮·諾依曼體系結構
1.主要思想如下
（1）采用二進制形式表示數據和指令。
（2）將程序（數據和指令序列）預先存放在主存儲器中（程序存儲），使計算機在工作時能夠自動高速地從存儲器中取出指令，并加以執行（程序控制）。
（3）由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大基本部件組成計算機硬件體系結構。
（4）將編好的程序和原始數據事先存入內存儲器，計算機在程序的控制下一步步地處理數據，直到得出結果。
為了完成上述的功能，計算機必須具備五大基本組成部件，包括：
1：輸入數據和程序的輸入設備；
2：記憶程序和數據的存儲器；
3：完成數據加工處理的運算器；
4：控制程序執行的控制器；
5：輸出處理結果的輸出設備。
二.個人計算機的硬件子系統
（1）中央處理器
中央處理器（CPU），是電子計算機的主要設備之一，電腦中的核心配件。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。CPU是計算機中負責讀取指令，對指令譯碼并執行指令的核心部件。中央處理器主要包括兩個部分，即控制器、運算器，其中還包括高速緩沖存儲器及實現它們之間聯系的數據、控制的總線。電子計算機三大核心部件就是CPU、內部存儲器、輸入/輸出設備。中央處理器的功效主要為處理指令、執行操作、控制時間、處理數據。
在計算機體系結構中，CPU 是對計算機的所有硬件資源（如存儲器、輸入輸出單元） 進行控制調配、執行通用運算的核心硬件單元。CPU 是計算機的運算和控制核心。計算機系統中所有軟件層的操作，最終都將通過指令集映射為CPU的操作。
（2）內存儲器
內存是計算機中重要的部件之一，它是外存與CPU進行溝通的橋梁。計算機中所有程序的運行都是在內存中進行的，因此內存的性能對計算機的影響非常大。內存(Memory)也被稱為內存儲器和主存儲器，其作用是用于暫時存放CPU中的運算數據，以及與硬盤等外部存儲器交換的數據。只要計算機在運行中，CPU就會把需要運算的數據調到內存中進行運算，當運算完成后CPU再將結果傳送出來，內存的運行也決定了計算機的穩定運行。
內存又稱主存，是CPU能直接尋址的存儲空間，由半導體器件制成。內存的特點是存取速率快。內存是電腦中的主要部件，它是相對于外存而言的。我們平常使用的程序，如Windows操作系統、打字軟件、游戲軟件等，一般都是安裝在硬盤等外存上的，但僅此是不能使用其功能的，必須把它們調入內存中運行，才能真正使用其功能，我們平時輸入一段文字，或玩一個游戲，其實都是在內存中進行的。就好比在一個書房里，存放書籍的書架和書柜相當于電腦的外存，而我們工作的辦公桌就是內存。通常我們把要永久保存的、大量的數據存儲在外存上，而把一些臨時的或少量的數據和程序放在內存上，當然內存的好壞會直接影響電腦的運行速度。
（3）外存儲器
外儲存器是指除計算機內存及CPU緩存以外的儲存器，此類儲存器一般斷電后仍然能保存數據。常見的外存儲器有硬盤、軟盤、光盤、U盤等。
存儲器的種類很多，按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器，主存儲器又稱內存儲器（簡稱內存），輔助存儲器又稱外存儲器（簡稱外存）。內存儲器最突出的特點是存取速度快，但是容量小、價格貴；外存儲器的特點是容量大、價格低，但是存取速度慢。內存儲器用于存放那些立即要用的程序和數據；外存儲器用于存放暫時不用的程序和數據。內存儲器和外存儲器之間常常頻繁地交換信息。 外存通常是磁性介質或光盤，像硬盤，軟盤，磁帶，CD等，能長期保存信息，并且不依賴于電來保存信息，但是由機械部件帶動，速度與CPU相比就顯得慢的多。
（4）輸入設備
輸入設備：向計算機輸入數據和信息的設備。是計算機與用戶或其他設備通信的橋梁。輸入設備是用戶和計算機系統之間進行信息交換的主要裝置之一。鍵盤，鼠標，攝像頭，掃描儀，光筆，手寫輸入板，游戲桿，語音輸入裝置等都屬于輸入設備。輸入設備（InputDevice）是人或外部與計算機進行交互的一種裝置，用于把原始數據和處理這些數的程序輸入到計算機中。計算機能夠接收各種各樣的數據，既可以是數值型的數據，也可以是各種非數值型的數據，如圖形、圖像、聲音等都可以通過不同類型的輸入設備輸入到計算機中，進行存儲、處理和輸出。
三.計算機系統結構
1.

2.計算機組成
（1）系列機
系列機指基本指令系統相同、基本體系結構相同的一系列不同型號的計算機。系列機的概念就是指先設計好一種系統結構，而后就按這種系統結構設計它的系統軟件，按器件狀況和硬件技術研究這種結構的各種實現方法。并按照速度、價格等不同要求，分別提供不同速度、不同配置的各檔機器。系列機必須保證用戶看到的機器屬性一致。
（2）兼容機
兼容機，就是由不同公司廠家生產的具有相同系統結構的計算機。簡單點說，就是非廠家原裝，而改由個體裝配而成的機器，其中的元件可以是同一廠家出品，但更多的是整合各家之長的計算機 。
四.移動終端
移動終端或者叫移動通信終端是指可以在移動中使用的計算機設備，廣義的講包括手機、筆記本、平板電腦、POS機甚至包括車載電腦。但是大部分情況下是指手機或者具有多種應用功能的智能手機以及平板電腦。隨著網絡和技術朝著越來越寬帶化的方向的發展，移動通信產業將走向真正的移動信息時代。另一方面，隨著集成電路技術的飛速發展，移動終端的處理能力已經擁有了強大的處理能力，移動終端正在從簡單的通話工具變為一個綜合信息處理平臺。這也給移動終端增加了更加寬廣的發展空間。
移動終端作為簡單通信設備伴隨移動通信發展已有幾十年的歷史。自2007年開始，智能化引發了移動終端基因突變，從根本上改變了終端作為移動網絡末梢的傳統定位。移動智能終端幾乎在一瞬之間轉變為互聯網業務的關鍵入口和主要創新平臺，新型媒體、電子商務和信息服務平臺，互聯網資源、移動網絡資源與環境交互資源的最重要樞紐，其操作系統和處理器芯片甚至成為當今整個ICT產業的戰略制高點。移動智能終端引發的顛覆性變革揭開了移動互聯網產業發展的序幕，開啟了一個新的技術產業周期。隨著移動智能終端的持續發展，其影響力將比肩收音機、電視和互聯網（PC），成為人類歷史上第4個滲透廣泛、普及迅速、影響巨大、深入至人類社會生活方方面面的終端產品。
五.計算機網絡
1.計算機網絡分類
（1）局域網
局域網的覆蓋范圍一般是方圓幾千米之內，其具備的安裝便捷、成本節約、擴展方便等特點使其在各類辦公室內運用廣泛。局域網可以實現文件管理、應用軟件共享、打印機共享等功能，在使用過程當中，通過維護局域網網絡安全，能夠有效地保護資料安全，保證局域網網絡能夠正常穩定的運行。
（2）城域網
城域網(Metropolitan Area Network)是在一個城市范圍內所建立的計算機通信網，簡稱MAN。屬寬帶局域網。由于采用具有有源交換元件的局域網技術，網中傳輸時延較小，它的傳輸媒介主要采用光纜，傳輸速率在100兆比特/秒以上。
MAN的一個重要用途是用作骨干網，通過它將位于同一城市內不同地點的主機、數據庫，以及LAN等互相聯接起來，這與WAN的作用有相似之處，但兩者在實現方法與性能上有很大差別。
基于一種大型的LAN，通常使用與LAN相似的技術。MAN單獨的列出的一個主要原因是已經有了一個標準：分布式隊列雙總線DQDB（Distributed Queue Dual Bus），即IEEE802.6。DQDB是由雙總線構成，所有的計算機都連結在上面。
（3）廣域網
廣域網（Wide Area Network， WAN），又稱廣域網、外網、公網。是連接不同地區局域網或城域網計算機通信的遠程網。通常跨接很大的物理范圍，所覆蓋的范圍從幾十公里到幾千公里，它能連接多個地區、城市和國家，或橫跨幾個洲并能提供遠距離通信，形成國際性的遠程網絡。廣域網并不等同于互聯網。
2.網絡拓撲結構
網絡拓撲結構是指用傳輸介質互連各種設備的物理布局。網絡中的計算機等設備要實現互聯，就需要以一定的結構方式進行連接，這種連接方式就叫做“拓撲結構”，通俗地講就是這些網絡設備是如何連接在一起的。目前常見的網絡拓撲結構主要有：總線型結構、環形結構、星形結構、樹形結構和網狀結構等。
六.云計算與物聯網
1.云計算
（1）概述
云計算（cloud computing）是分布式計算的一種，指的是通過網絡“云”將巨大的數據計算處理程序分解成無數個小程序，然后，通過多部服務器組成的系統進行處理和分析這些小程序得到結果并返回給用戶。云計算早期，簡單地說，就是簡單的分布式計算，解決任務分發，并進行計算結果的合并。因而，云計算又稱為網格計算。通過這項技術，可以在很短的時間內（幾秒種）完成對數以萬計的數據的處理，從而達到強大的網絡服務。
現階段所說的云服務已經不單單是一種分布式計算，而是分布式計算、效用計算、負載均衡、并行計算、網絡存儲、熱備份冗雜和虛擬化等計算機技術混合演進并躍升的結果。
（2）特點
1、虛擬化技術。
必須強調的是，虛擬化突破了時間、空間的界限，是云計算最為顯著的特點，虛擬化技術包括應用虛擬和資源虛擬兩種。眾所周知，物理平臺與應用部署的環境在空間上是沒有任何聯系的，正是通過虛擬平臺對相應終端操作完成數據備份、遷移和擴展等。
2、動態可擴展。
云計算具有高效的運算能力，在原有服務器基礎上增加云計算功能能夠使計算速度迅速提高，最終實現動態擴展虛擬化的層次達到對應用進行擴展的目的。
3、按需部署。
計算機包含了許多應用、程序軟件等，不同的應用對應的數據資源庫不同，所以用戶運行不同的應用需要較強的計算能力對資源進行部署，而云計算平臺能夠根據用戶的需求快速配備計算能力及資源。
4、靈活性高。
目前市場上大多數IT資源、軟、硬件都支持虛擬化，比如存儲網絡、操作系統和開發軟、硬件等。虛擬化要素統一放在云系統資源虛擬池當中進行管理，可見云計算的兼容性非常強，不僅可以兼容低配置機器、不同廠商的硬件產品，還能夠外設獲得更高性能計算。
5、可靠性高。
倘若服務器故障也不影響計算與應用的正常運行。因為單點服務器出現故障可以通過虛擬化技術將分布在不同物理服務器上面的應用進行恢復或利用動態擴展功能部署新的服務器進行計算。
6、性價比高。
將資源放在虛擬資源池中統一管理在一定程度上優化了物理資源，用戶不再需要昂貴、存儲空間大的主機，可以選擇相對廉價的PC組成云，一方面減少費用，另一方面計算性能不遜于大型主機。
7、可擴展性。
用戶可以利用應用軟件的快速部署條件來更為簡單快捷的將自身所需的已有業務以及新業務進行擴展。如，計算機云計算系統中出現設備的故障，對于用來說，無論是在計算機層面上，亦或是在具體運用上均不會受到阻礙，可以利用計算機云計算具有的動態擴展功能來對其他服務器開展有效擴展。這樣一來就能夠確保任務得以有序完成。在對虛擬化資源進行動態擴展的情況下，同時能夠高效擴展應用，提高計算機云計算的操作水平。
（3）三種服務模式
1、基礎設施即服務IaaS)
基礎設施即服務是主要的服務類別之一，它向云計算提供商的個人或組織提供虛擬化計算資源，如虛擬機、存儲、網絡和操作系統。
2、平臺即服務(PaaS)
平臺即服務是一種服務類別，為開發人員提供通過全球互聯網構建應用程序和服務的平臺。Paas為開發、測試和管理軟件應用程序提供按需開發環境。
3、軟件即服務(SaaS)
軟件即服務也是其服務的一類，通過互聯網提供按需軟件付費應用程序，云計算提供商托管和管理軟件應用程序，并允許其用戶連接到應用程序并通過全球互聯網訪問應用程序。

2.物聯網
（1）概述
物聯網（The Internet of Things，簡稱IOT）是指通過 各種信息傳感器、射頻識別技術、全球定位系統、紅外感應器、激光掃描器等各種裝置與技術，實時采集任何需要監控、 連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化 學、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網絡接入，實現物與物、物與人的泛在連接，實現對物品和過程的智能化感知、識別和管理。物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等的信息承載體，它讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象形成互聯互通的網絡。
物聯網（ IoT ，Internet of things ）即“萬物相連的互聯網”，是互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡，將各種信息傳感設備與互聯網結合起來而形成的一個巨大網絡，實現在任何時間、任何地點，人、機、物的互聯互通 。
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，IT行業又叫：泛互聯，意指物物相連，萬物萬聯。由此，“物聯網就是物物相連的互聯網”。這有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯網的定義是通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡 。
（2）特征
物聯網的基本特征從通信對象和過程來看，物與物、人與物之間的信息交互是物聯網的核心。物聯網的基本特征可概括為整體感知、可靠傳輸和智能處理 。
整體感知—可以利用射頻識別、二維碼、智能傳感器等感知設備感知獲取物體的各類信息。
可靠傳輸—通過對互聯網、無線網絡的融合，將物體的信息實時、準確地傳送，以便信息交流、分享。
智能處理—使用各種智能技術，對感知和傳送到的數據、信息進行分析處理，實現監測與控制的智能化。根據物聯網的以上特征，結合信息科學的觀點，圍繞信息的流動過程，可以歸納出物聯網處理信息的功能:
(1)獲取信息的功能。主要是信息的感知、識別，信息的感知是指對事物屬性狀態及其變化方式的知覺和敏感；信息的識別指能把所感受到的事物狀態用一定方式表示出來。(2)傳送信息的功能。主要是信息發送、傳輸、接收等環節，最后把獲取的事物狀態信息及其變化的方式從時間(或空間)上的一點傳送到另一點的任務，這就是常說的通信過程。(3)處理信息的功能。是指信息的加工過程，利用已有的信息或感知的信息產生新的信息，實際是制定決策的過程。(4)施效信息的功能。指信息最終發揮效用的過程，有很多的表現形式，比較重要的是通過調節對象事物的狀態及其變換方式，始終使對象處于預先設計的狀態 。
（3）關鍵技術
射頻識別技術
談到物聯網，就不得不提到物聯網發展中備受關注的射頻識別技術（Radio Frequency Identification，簡稱RFID）。RFID是一種簡單的無線系統，由一個詢問器（或閱讀器）和很多應答器（或標簽）組成。標簽由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯擴展詞條一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象，它通過天線將射頻信息傳遞給閱讀器，閱讀器就是讀取信息的設備。RFID技術讓物品能夠“開口說話”。這就賦予了物聯網一個特性即可跟蹤性。就是說人們可以隨時掌握物品的準確位置及其周邊環境。據Sanford C. Bernstein公司的零售業分析師估計，關于物聯網RFID帶來的這一特性，可使沃爾瑪每年節省83.5億美元，其中大部分是因為不需要人工查看進貨的條碼而節省的勞動力成本。RFID幫助零售業解決了商品斷貨和損耗（因盜竊和供應鏈被攪亂而損失的產品）兩大難題，而現在單是盜竊一項，沃爾瑪一年的損失就達近20億美元 。
傳感網
MEMS是微機電系統（ Micro - Electro - Mechanical Systems）的英文縮寫。它是由微傳感器、微執行器、信號處理和控制電路、通訊接口和電源等部件組成的一體化的微型器件系統。其目標是把信息的獲取、處理和執行集成在一起，組成具有多功能的微型系統，集成于大尺寸系統中，從而大幅度地提高系統的自動化、智能化和可靠性水平。它是比較通用的傳感器。因為MEMS，賦予了普通物體新的生命，它們有了屬于自己的數據傳輸通路、有了存儲功能、操作系統和專門的應用程序，從而形成一個龐大的傳感網。這讓物聯網能夠通過物品來實現對人的監控與保護。 遇到酒后駕車的情況，如果在汽車和汽車點火鑰匙上都植入微型感應器，那么當喝了酒的司機掏出汽車鑰匙時，鑰匙能透過氣味感應器察覺到一股酒氣，就通過無線信號立即通知汽車 “暫停發動”，汽車便會處于休息狀態。同時“命令”司機的手 機給他的親朋好友發短信，告知司機所在位置，提醒親友盡快來處理。不僅如此，未來衣服可以“告訴”洗衣機放多少水和洗衣粉最經濟；文件夾會“檢查”我們忘帶了什么重要文件；食品蔬菜的標簽會向顧客的手機介紹“自己”是否真正“綠色安全”。這就是物聯網世界中被“物”化的結果 。
M2M系統框架
M2M是Machine-to-Machine/Man的簡稱，是一種以機器終端智能交互為核心的、網絡化的應用與服務。它將使對象實現智能化的控制。M2M技術涉及5個重要的技術部分：機器、M2M硬件、通信網絡、中間件、應用。基于云計算平臺和智能網絡，可以依據傳感器網絡獲取的數據進行決策，改變對象的行為進行控制和反饋。拿智能停車場來說，當該車輛駛入或離開天線通信區時，天線以微波通訊的方式與電子識別卡進行雙向數據交換，從電子車卡上讀取車輛的相關信息，在司機卡上讀取司機的相關信息，自動識別電子車卡和司機卡，并判斷車卡是否有效和司機卡的合法性，核對車道控制電腦顯示與該電子車卡和司機卡一一對應的車牌號碼及駕駛員等資料信息；車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關信息存入數據庫中，車道控制電腦根據讀到的數據判斷是正?？?、未授權卡、無卡還是非法卡，據此做出相應的回應和提示。另外，家中老人戴上嵌入智能傳感器的手表，在外地的子女可以隨時通過手機查詢父母的血壓、心跳是否穩定；智能化的住宅在主人上班時，傳感器自動關閉水電氣和門窗，定時向主人的手機發送消息，匯報安全情況 。
云計算
云計算旨在通過網絡把多個成本相對較低的計算實體整 合成一個具有強大計算能力的完美系統，并借助先進的商業 模式讓終端用戶可以得到這些強大計算能力的服務。如果將 計算能力比作發電能力，那么從古老的單機發電模式轉向現 代電廠集中供電的模式，就好比現在大家習慣的單機計算模 式轉向云計算模式，而“云”就好比發電廠，具有單機所不 能比擬的強大計算能力。這意味著計算能力也可以作為一種商品進行流通，就像煤氣、水、電一樣，取用方便、費用低廉，以至于用戶無需自己配備。與電力是通過電網傳輸不同，計算能力是通過各種有線、無線網絡傳輸的。因此，云計算的一個核心理念就是通過不斷提高“云”的處理能力，不斷減少用戶終端的處理負擔，最終使其簡化成一個單純的輸入輸出設備，并能按需享受“云”強大的計算處理能力。物聯網感知層獲取大量數據信息，在經過網絡層傳輸以后，放到一個標準平臺上，再利用高性能的云計算對其進行處理，賦予這些數據智能，才能最終轉換成對終端用戶有用的信息 。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的第十三周课后总结的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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