軟考備考----第二章 計算機組成原理與體系結構（知識點）2

 

2.14

局部性原理：計算機在處理相關的數據及程序時，通常會有某個時段集中的訪問某個指令，或者某個時段集中的讀取某個空間的數據。

時間局部性：剛剛訪問完的指令再次訪問；

空間局部性：當程序訪問一個空間當即又訪問它的臨近空間

工做集理論：工做集是進程運行時被頻繁訪問的頁面集合

 

2.15

主存分類：

　　隨機存取存儲器（RAM）：動態RAM（DRAM），靜態RAM（SRAM）

　　　　內存屬於此類，一旦斷電全部數據丟失

       只讀存儲器（ROM）：MROM,PROM,EROM,閃速存儲器

　　　　存儲bios的芯片屬於此類，斷電後仍能存儲數據

編址：

8表示8個地址空間，4表示每一個地址空間存儲了4個bit位的信息

（1） C7FFFH – AC000H + 1 = C8000H – AC000H = 1C000H（個地址單元）

　　　1C000H = 114688         114688/1024 = 112(K)

　　　（大的內存地址 – 小的內存地址 + 1      1K = 2^10=1024）

（2） 全部芯片總容量是112K * 16位

　　　內存由28片芯片構成，每片的容量爲112K*16/28位

　　　則該芯片每一個存儲單元存儲(112K×16)/(28×16K)=4位。

 

2.16

磁盤結構：磁頭，磁道，扇區（數據存放）

存取時間 = 尋道時間 + 等待時間（平均定位時間+轉動延遲）

（尋道時間：磁頭定位到對應的磁道上的時間；等待時間：等待讀寫的扇區轉到磁頭下方的時間）

　　　　優化分佈後：

（1）C

（單緩衝區一次只能讀取一個物理塊，旋轉週期33ms則表示每掃描一塊耗費3ms，從R0開始並處理完時，磁頭會轉到R2的位置，可是由於是順序處理，則繼續轉動，直到讀到下一條記錄R1，因此這段時間需花費33+3=36ms，因此從R0到R10開始時需花費36*10=360ms，處理完最後一條需花費3+3=6ms，即總共時間爲360+6=366ms）

 

（2） B

（只有等磁頭徹底轉過這塊物理塊才能進入緩衝區進行處理，從R0到下一條R1需花費3+3=6ms，11條記錄需花費11*6=66ms）

 

2.17 （通常選擇題）

總線分類（根據位置劃分）：

       內部總線：指微機內部各個外圍的芯片與處理器之間的總線，屬於芯片級別的

　　系統總線：微機中各個插件板和系統板之間的總線，屬於插件板這一級的，好比PCI接口。

　　　　（   數據總線：用來傳輸數據，

　　　　　　地址總線：管理內存空間，

　　　　　　控制總線：發送相應的控制信號      ）

　　外部總線：指微機與外部設備的總線

 

2.18

系統可靠性分析：

1. 串聯繫統和並聯系統，計算可靠度

　串聯繫統：只要有一個子系統出問題了，整個系統都不能正常運行

　　總系統的可靠度R = 子系統R1 * 子系統R2 * 子系統R3 …… * 子系統Rn

　　總系統的失效率 λ = 子系統λ1 + 子系統λ2 + 子系統λ3 …… + 子系統λn

　　（失效率是估計值，結果並非很準確，只是一個近似公式，當子系統比較多且失效率極低的時候可使用此公式）

 

　並聯系統：只要有一個子系統能正常運行，則整個系統就能夠正常運行，也就是當全部子系統都失效時，整個系統才失效

       子系統失效率 λ1 = 1 – R1

       整個系統的失效率 λ 爲 各個子系統失效率相乘

       可靠度R = 1 – λ

2.橫冗餘系統和混合系統（考得較少）

　　m模冗餘模型：

（軟硬件領域都有應用，面向高可靠性系統的要求時，提升系統的可靠性，能夠用冗餘的方式來提升）

　在圖中，R一、R2等模塊是獨立的，都作一樣的職能和計算，所得的結果經過表決決定，在表決器中少數服從多數，即少數子模塊出錯不會影響輸出結果，實際上經過表決器把一些錯誤給屏蔽了。

　計算公式（R可靠度）

 

綜合計算：

R = R * (1 – (1-R)^3) * (1 – (1-R)^2)  總體當作串聯繫統

 

2.19

差錯控制：CRC 與 海明校驗碼 （基本原理，操做流程）

檢錯，糾錯（添加冗餘信息）

編碼（增大碼距）

碼距：指整個編碼系統中任意兩個碼字的最小距離

（也就是說一個碼字變成另一個碼字須要改變的位數，好比A=11,B=00,碼距爲2）

 

循環校驗碼CRC：（能夠檢錯，不能糾錯）

　　在信息的尾部加入校驗信息，即補上多個校驗位

模2除法：指在作除法運算的過程當中不計其進位的除法 （作除法時每位是作異或操做）

舉例：

分析：先將生成多項式轉變爲二進制數，可得11011，即爲除數；而後在原始報文後添零，個數爲（除數的位數-1），此個數同時也是餘數的位數。使用模2除法後，將獲得的餘數替換掉原始報文後新增的零，即爲CRC編碼後的結果

結果爲：1100 1010 101 0011

 

海明校驗碼：（難點，出題頻率高，瞭解編碼的基本規則，如何編碼，計算多少位信息位須要多少個校驗位）

       校驗位：明確規定了放在信息中的2^n位

       信息位：除校驗位之外的位   

舉例：

分析：根據2^r >= x+r+1公式，x表示信息位數，r表示校驗位數，1011信息位數4，因此校驗位數r=3；

　　　7，6，5，3分別用2的次方表示，可知道分別影響哪幾位校驗位，於是根據異或計算獲得校驗位值，填入表中。

若是要進行糾錯，則將獲得信息的校驗位與正確的校驗位進行異或操做，判斷是哪位出現差錯

以下圖，收到的信息校驗位值爲 101，與正確的校驗位001異或，獲得100，則表示第四位出錯，將第四位取反獲得正確值。