软考准备（一）

1.计算机科学基础知识

1.1计算机系统硬件基本组成（外部设备：输入设备+输出设备）

1. 基本硬件系统：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备
2. 存储器：内部存储（速度高，容量小；用于临时存放程序，数据及中间结果）
3. 外部存储（速度慢，容量大；用于长期保存程序和数据）
4. CPU功能：程序控制（重要功能）；操作控制；时间控制；数据处理（根本的任务）

1.2原码、反码、补码、移码

将整数化为原码时，整数除2，倒数余数即原码，正数首位为0，负=1；
将小数化为原码时，小数*2，结果<0时为0，>0时为1，从上往下数。

1. 原码：负数=正数的最高位+1。
2. 反码：【正数】反=正数，【负数】反=正数的反值。
3. 补码：【正数】补=正数，【负数】补=正数的反码+1；±0的补码一致。
4. 移码：【正数】移=最高位+1，【负数】移=反码+1（也就是补码）
   （机器字长为n，规定偏移量为2n-1）

1.3浮点表示法

1. 二进制数N=2E*F，E为阶码，F为尾数，用阶码和位数表示的数为浮点数，这种表示数称为浮点表示法
   使用补码表示尾数时：
   若M>0,M=0.1xxx，使得尾数限定在区间[0.5,1]
   若M<0,M=1.0xxx，使得尾数限定在区间[-1,-0.5]
2. IEEE754:
3. 浮点数加减：
   对阶操作（小阶向后移动k位变大阶）
   尾数加减（去掉多余的尾数舍入处理）
   溢出判别（以阶码为准，阶码溢出则运算结果溢出）
   例：
   x＝2⁰¹⁰×0.11011011，y=2¹⁰⁰×-0.10101100，浮点数均以补码表示，阶码采用双符号位，尾数采用单符号位。 求x+y。
   解：00011，1.00010101（10）

1.4校验码：

1. 奇偶校验码（只能检错）例：
2. 海明码（检错加纠错）例：
3. 循环冗余校验码（CRC模2运算）例：

1.5计算机体系结构分类：

1. 单处理系统；
2. 并行处理与多处理系统；
3. 分布式处理系统

1.6指令集的发展:

1. CISC（复杂指令集计算机）:增强原有指令的功能，大部分计算机
2. RISC（精简指令集计算机）：减少指令总数，简化指令功能降低硬件设计的复杂度

1.7指令控制方法：顺序方式、重叠方式、流水方式

1.8 RISC中的流水线技术：超流水线技术、超标量技术、超长指令字技术

1.9 Cache地址映像方法：

1. 直接映像—主存中的块只能存放在Cache存储器的相同块号中，地址变换简单但灵活性差；
2. 全相联映像—主存的块调入Cache的位置不受限制，缺点是无法从主存块号中直接获得Cache的块号；
3. 组相联映像—主存块放到哪个组是固定的，放到哪一行是灵活的。

1.10虚拟存储器：实际是一种逻辑存储器，实质是对物理存储设备进行逻辑化的处理，并将统一的逻辑视图呈现给用户。

1.11 RAID类型和特性（廉价冗余磁盘阵列P30页）：快速、大容量、高可靠的外存子系统

1.12计算机与外设数据交换：

1. 直接程序控制：
   (1)无条件传送：随时接收CPU发来的输出数据/提供需要输入的数据；
   (2)程序查询方式：通过CPU查询外设的状态，判断外设是否准备好。
2. 中断方式：CPU无需等待也不必查询I/O的状态，当I/O准备好后，发送请求信号通知CPU，CPU保存当前任务，完成与I/O数据交换后继续进程。
   中断处理方法：多中断信号线法、中断软件查询法、菊花链法、总线仲裁法、中断向量表法
3. 直接存储器存取方式DMA：在DMA传送数据期间，CPU不能使用总线，CPU仅在开始结束时处理。

1.13总线的分类：

1. 数据总线DB：双向传送数据信息(宽度决定交换数据的位数)
2. 地址总线AB：单向传送CPU发出的地址信息，宽度决定CPU的最大寻址能力
3. 控制总线CB：传送控制信号、时序信号和状态信息

1.14系统可靠性分析评价

1. 可靠性：从开始运行到某时刻t这段时间内能正常运行的概率R(t)=e-入t
2. 串联系统：可靠性：R=R1R2…RN
   失效率：入=入1+入2+…入N
3. 并联系统：可靠性：R=1-(1-R1)(1-R2)……(1-RN)
   平均无故障时间MTBF：1/入

1.15计算机系统性能评测方法：时钟频率；指令执行速度； 等效指令速度法；数据处理速率；核心程序法