軟件設計師01-計算機組成原理與體系結構

數據的表示

R進制轉十進制

十進制轉R進制

短除法

二進制轉八進制/十六進制

八進制從後往前每三位一個劃分，十六進制從後往前每四位一個劃分。

原碼、反碼、補碼、移碼

計算機存儲一個值假如用一個字節存儲（1Byte=8bit），那麼是8位二進制，這個是原碼（第一位爲標誌位，1字節的數值範圍爲-255~255）。由於原碼不能進行直接的操做，因此引入了反碼、補碼、移碼等概念。

正數的原碼、反碼、補碼是同樣的。負數的反碼是標誌位不變，其餘位取反。負數的補碼是在反碼的基礎上，對反碼進行加一。移碼是在補碼基礎上將標誌位進行取反。

 原碼、反碼、補碼的範圍

浮點數運算

針對浮點數進行相關的運算操做。

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    //低階要往高階靠
           = 1.119*10^3

計算機結構

Flynn分類法

根據兩個指標

指令流（Instruction Stream）——機器執行的指令序列。

數據流 (Data Stream)——指令調用的數據序列，包括輸入數據和中間結果。

CISC和RISC指令系統

流水線

由於取指、分析、執行由三個部件執行，因此當取指完後第一條開始分析的時候開始第二條指令的取指

流水線計算

流水線吞吐率

流水線加速比

流水線的效率

上圖爲6*4/4*15，週期6*任務4個/4個部件*時間15

層次化存儲結構

寄存器存在於CPU的運算器和控制器中，單位爲b（1byte=8bit），32位爲4b，64位電腦爲8b

Cache爲高速緩存（不是必要的，可是若是有能夠快幾十倍甚至百倍），單位通常爲K、M

主存單位爲G

Cache

h表明讀取cache的命中率

局部性原理

計算機在處理數據和程序時

時間局部性是指一段時間內重複執行某一塊語句（例如上面的兩個for循環），這時就不用從主存中讀取，只須要從緩存中讀取便可，從而達到高效性。

空間局部性當在處理數組時，操做一個地址後當即訪問相鄰地址。

主存

磁盤結構

  

總線

內部總線是指微機內部各個外圍的芯片與處理器之間的總線，是芯片級別的。

系統總線是微機中各個插件板和系統板之間的總線，具體能夠分爲數據總線、地址總線、控制總線。

數據總線是用來傳輸數據的，計算機一個週期傳輸的數據量是32仍是64位就是計算機的位數。（CPU與RAM之間來回傳送須要處理或是須要儲存的數據）

地址總線32位表明地址空間2^32即4G，因此地址總線是32位的能管理的內存時4G。（用來指定在RAM之中儲存的數據的地址）

控制總線是發送數據信號的總線。（將微處理器控制單元的信號，傳送到周邊設備）

外部總線是指微機和外部設備之間的總線。

系統可靠性分析 

串聯

可靠度=R1*R2*R3*R4

失效率=1-系統可靠度(子系統比較多，失效率比較低的時候用這個)

並聯

有一個能運行則整個系統能運行

可靠度=1-失效率=1-（1-R1）*（1-R2）*（1-R3）

 失效率=1-可靠度

串並聯

第一個可靠度*第二個子系統可靠度*第三個子系統可靠度

校驗碼

循環校驗碼CRC

只能檢錯不能糾錯

模2除法是作異或運算，根據生成多項式將源碼補0到多項式的倍數作模2運算，將最後的值拼接在源碼上發送。源碼+餘數發送出去後，接收方根據接受到的源碼+餘數和生成多項式作模2運算最後獲得的值是0

海明校驗碼

 

DFD數據流圖

軟考中Database一般用右側不封閉的矩形表示、System用圓角矩形表示