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

十进制转R进制

短除法

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。

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）。由于原码不能进行直接的操做，因此引入了反码、补码、移码等概念。

正数的原码、反码、补码是同样的。负数的反码是标志位不变，其余位取反。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。

 原码、反码、补码的范围

浮点数运算

针对浮点数进行相关的运算操做。

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

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。

CISC和RISC指令系统

流水线

由于取指、分析、执行由三个部件执行，因此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

流水线吞吐率

流水线加速比

流水线的效率

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

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，可是若是有能够快几十倍甚至百倍），单位通常为K、M

主存单位为G

Cache

h表明读取cache的命中率

局部性原理

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，只须要从缓存中读取便可，从而达到高效性。

空间局部性当在处理数组时，操做一个地址后当即访问相邻地址。

主存

磁盘结构

  

总线

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，具体能够分为数据总线、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仍是64位就是计算机的位数。（CPU与RAM之间来回传送须要处理或是须要储存的数据）

地址总线32位表明地址空间2^32即4G，因此地址总线是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

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

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

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

循环校验码CRC

只能检错不能纠错

模2除法是作异或运算，根据生成多项式将源码补0到多项式的倍数作模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+余数和生成多项式作模2运算最后获得的值是0

海明校验码

 

DFD数据流图

软考中Database一般用右侧不封闭的矩形表示、System用圆角矩形表示