软件设计师01-计算机组成原理与体系结构

数据的表示

R进制转十进制

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十进制转R进制

短除法

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二进制转八进制/十六进制

八进制从后往前每三位一个划分,十六进制从后往前每四位一个划分。

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原码、反码、补码、移码

计算机存储一个值假如用一个字节存储(1Byte=8bit),那么是8位二进制,这个是原码(第一位为标志位,1字节的数值范围为-255~255)。因为原码不能进行直接的操作,所以引入了反码、补码、移码等概念

正数的原码、反码、补码是一样的。负数的反码是标志位不变,其他位取反。负数的补码是在反码的基础上,对反码进行加一移码是在补码基础上将标志位进行取反

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 原码、反码、补码的范围

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浮点数运算

针对浮点数进行相关的运算操作。

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1000 = 1.0*10^3
119 = 1.19*10^2
1000 + 119 = 1.0*10^3 + 1.19*10^2 = 1.0*10^3 + 0.119*10^3 //低阶要往高阶靠 = 1.119*10^3

计算机结构

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Flynn分类法

根据两个指标

指令流(Instruction Stream)——机器执行的指令序列。
数据流 (Data Stream)——指令调用的数据序列,包括输入数据和中间结果。

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CISC和RISC指令系统

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流水线

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因为取指、分析、执行由三个部件执行,所以当取指完后第一条开始分析的时候开始第二条指令的取指

流水线计算

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流水线吞吐率

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流水线加速比

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流水线的效率

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上图为6*4/4*15,周期6*任务4个/4个部件*时间15

层次化存储结构

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寄存器存在于CPU的运算器和控制器中,单位为b(1byte=8bit),32位为4b,64位电脑为8b

Cache为高速缓存(不是必要的,但是如果有可以快几十倍甚至百倍),单位一般为K、M

主存单位为G

Cache

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h代表读取cache的命中率

局部性原理

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计算机在处理数据和程序时

时间局部性是指一段时间内重复执行某一块语句(例如上面的两个for循环),这时就不用从主存中读取,只需要从缓存中读取即可,从而达到高效性。

空间局部性当在处理数组时,操作一个地址后立即访问相邻地址。

主存

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磁盘结构

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总线

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内部总线是指微机内部各个外围的芯片与处理器之间的总线,是芯片级别的。

系统总线是微机中各个插件板和系统板之间的总线,具体可以分为数据总线、地址总线、控制总线。

数据总线是用来传输数据的,计算机一个周期传输的数据量是32还是64位就是计算机的位数。(CPU与RAM之间来回传送需要处理或是需要储存的数据)

地址总线32位代表地址空间2^32即4G,所以地址总线是32位的能管理的内存时4G。(用来指定在RAM之中储存的数据的地址)

控制总线是发送数据信号的总线。(将微处理器控制单元的信号,传送到周边设备)

外部总线是指微机和外部设备之间的总线。

系统可靠性分析 

串联

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可靠度=R1*R2*R3*R4

失效率=1-系统可靠度(子系统比较多,失效率比较低的时候用这个)

并联

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有一个能运行则整个系统能运行

可靠度=1-失效率=1-(1-R1)*(1-R2)*(1-R3)

 失效率=1-可靠度

串并联

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第一个可靠度*第二个子系统可靠度*第三个子系统可靠度

校验码

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循环校验码CRC

只能检错不能纠错

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模2除法是做异或运算,根据生成多项式将源码补0到多项式的倍数做模2运算,将最后的值拼接在源码上发送。源码+余数发送出去后,接收方根据接受到的源码+余数和生成多项式做模2运算最后得到的值是0

海明校验码

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DFD数据流图

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软考中Database通常用右侧不封闭的矩形表示、System用圆角矩形表示

 

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