编译原理

高级语言源程序中的错误分为两类：语法错误和语义错误，其中语义错误可分为静态语义和动态语义错误

语法错误：语言结构上的错误

静态语义错误：编译时能发现的程序含义上的错误

动态语义错误：只有程序运行时才能表现出来

 

程序编译过程

过程：词法分析、语法分析、语义分析

  • 词法分析：从左到右逐字符读入源程序
  • 语法分析：基于词法分析，如“程序”、“语句”、“表达式”等语法单位
  • 语义分析：为代码生成阶段收集类型信息，常见错误有死循环和除数为0

**词法错误、语法错误、静态语义错误都可在编译程序时检查出

**编译过程，词法分析、语法分析、语义分析、目标代码生成是必须的，代码优化和中间代码生成不是必须

 

存储器分类

访问方式可分为

  • 按地址访问的存储器
  • 按内容访问的存储器：相联存储器，把数据或数据一部分作为关键字

寻址方式可分为

  • 随机存储器（RAM）：可对任何存储单元存入或读取数据，访问任何一个存储单元所需时间是相同的
  • 顺序存储器（SAM）：访问数据所需时间与数据所在存储位置相关，磁带是典型的顺序存储器
  • 直接存储器（DAM）：介于RAM和SAM之间，磁盘是一种直接存储器，它对磁道的寻址是随机的，而在一个磁道内，则是顺序寻址

 

虚拟存储器

包含主存、辅存

基本思路：先进入辅存，再进入主存

 

寻址方式

  • 立即寻址：直接指出操作数本身
  • 直接寻址：直接指出操作数地址
  • 间接寻址：给出存放操作数地址的主存单元的地址
  • 寄存器寻址：指定的寄存器中存放着操作数
  • 隐含寻址：在指令中隐含着操作数的地址

 

总线系统

  • 三总线结构：地址总线、数据总线、控制总线
  • 数据总线：传输数据信息，CPU传输数据的总线带宽
  • 控制总线：传送控制信号和时序信号，如读/写
  • 地址总线：传送地址，寻址空间

 

CPU

CPU其他部件

  • 指令寄存器IR：保存当前正在执行的一条指令，位数取决于指令字长
  • 数据寄存器MDR：保存操作数和运算结果信息
  • 地址寄存器AR：保存当前CPU所访问的内存单元的地址
  • 累加寄存器AC：专门存放算术或逻辑运算的操作数和运算结果的寄存器
  • 算术逻辑单元ALU：CPU执行单元，主要负责运算工作，包含加法器
  • 程序计数器PC：保存待执行指令的地址，程序猿应该要能控制其所编写程序的执行过程，这需要利用程序计数器来实现，因为程序猿能访问的是程序计数器

运算器组成

算术逻辑单元ALU、累加寄存器、数据缓冲寄存器和状态条件寄存器  

控制器组成

程序计数器PC、指令寄存器IR、地址寄存器AR、指令译码器ID、时序部件

作用：保证指令的正确执行，处理异常事件

 

指令集计算机

  • CISC：复杂指令集计算机
  • RISC：精简指令集计算机

RISC优势：

1、包含频率高但不负责指令

2、更多寄存器

3、指令长度固定

4、不用微程序控制技术

5、采用流水技术

6、只有存取指令访问主存

 

周期

指令周期：取出并执行一条指令的时间

总线周期：也就是一个访存储器或I/O端口操作所用的时间

时钟周期：又称震荡周期，是处理操作的最基本单位

机器周期：完成一个基本操作的时间单元，如取指周期、取数周期

**一个指令周期由若干个总线周期组成，而一个总线周期时间又包含若干个时钟周期

**一个总线周期包含一个（只有取址周期）或多个机器周期（CPU响应DMA请求是在总线周期）

 

防火墙

功能

1、包过滤

2、审计和报警过程，记录访问过程

3、代理

4、流量控制

防护墙不能过滤的是

存在安全威胁的URL地址（属于应用层数据）

防火墙能过滤的是

源和目的IP、IP协议号、源和目的端口

防火墙功能不包含

不提供漏洞扫描功能

 

不同的管理程序

  • 字处理程序：用于文字
  • 设备驱动程序：使计算机和设备通信的程序，控制硬件设备
  • 语言翻译程序：编译程序、解释程序
  • 文件目录和目录项：组织和管理外存信息

 

DMA

数据在内存与I/O设备间的成块传送，不需要CPU的任何干涉，只需要DMA硬件完成

 

中断向量

中断服务程序的入口地址。

 

编译和解释区别

是否生成目标程序文件，解释

 

cache系统

由硬件实现并完成