本文主要是介绍软考--计算机系统结构,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!
考点:总线结构,可靠性,流水线,进制及各种码表示的整数范围,寻址方式,存储体系,磁盘计算,编址(页面地址),校验码
0. 总线分为3类:数据,地址,控制 。 三总线结构 : CPU,内存,I/O
1. CPU,存储器,I/O,三者串联。
2. 基本硬件系统:运算器(算术逻辑单元,累加寄存器(暂存用户数据),数据缓冲寄存器,状态条件寄存器),控制器(指令寄存器(IR)(存放指令的操作码和地址码,对用户完全透明),PC(程序员可访问),指令译码器,地址寄存器,时序寄存器),存储器,输入输出。
3. 存储体系:分为两层次:1)主存/外存:构成了虚拟存储器,由硬件和软件实现,不透明,利用地址变换。
2)Cache/主存:Cache由硬件实现(还有DMA),透明,地址映像。
相联存储器:按内容访问
读取速度 : 通用寄存器 > Cache > 内存 > 硬盘·
4. 可靠性:串联:R1*R2*R3 并联:1-(1-R1)*(1-R2)*(1-R3)
失效性:串联:(1-R1)+(1-R2)+(1-R3)
平均故障时间 = 故障数/(工作时间*工作机数)
5. 进制:正数和正0的原码反码补码完全相同。
原码(除符号位)逐位取反 = 反码 反码+1=补码 ,补码的符号位取反 = 移码
补码表示整数范围:-2^(n-1)~~+2^(n-1)-1 表示定点小数:-1~~1-2^(-n+1)
补码用于简化运算及电路。
6. 寻址方式: 立即寻址:操作数在指令中 (最快)
直接寻址:操作数在内存,操作数地址在指令中
寄存器寻址:操作数在寄存器
寄存器间接寻址:操作数地址在寄存器
7. 流水线: 各步骤时间相加 + (n- 1)*最长的步骤时间 或者 K*tj+(n-1)*tj k为指令步骤数 ,tj为最长时间,n为指令数
8. Cache: 由控制部分和缓存部分组成,查找由硬件自动完成,提高CUP 对主存的访问效率
访问存储系统时间 = h* t1 + (1 - h )* t2 h为命中率,t1为Cache 周期,t2 为主存周期。
映像方式:直接映射:主存中的一块------>Cache 一个确定块
全相联映射: 主存中的任意------>Cache 任意
块冲突 : 指Cache映射到相同内存块
全相联映像 < 组相联 < 直接
9. 编址: 容量为 2 ^(n)*r 的芯片,引出的地址线为 n ,数据线为 r 。
物理地址 = 绝对页号 * 页面大小 + 页内地址 = 物理块号+ 页内地址
逻辑地址 = 逻辑页号 + 页内地址
页内地址: eg : 页面大小为4k , 2 ^(12) = 16^ (3),所以页内地址是3 位数
磁道数 = (外半径- 内半径) * 道密度 * 记录面数
非格式化容量 = 位密度* Pi * 最内圈直径 * 磁道数
格式化容量 = 每道扇区数 * 扇区容量 * 磁道数
平均传输速率 = 每道扇区数 * 扇区容量 * 盘片转数 = 最内圈直径 * Pi * 位密度 (比较与容量的关系)
10. 校验码 : 纠错1 位 :海明码 2 ^ (k) >= r + k +1r为数据位,k为校验位 ,通常求 k。
11. 浮点数运算: 2 ^ (E)*F 阶数 E 为移码,长度表示范围,尾数 F 为原码,长度表示精度。
对阶 : 对阶为较大阶,尾数右移(阶码之差的绝对值)
12. 中断: 中断向量可提供中断服务程序的入口地址,多重中断时,断点保存在堆栈中。
中断响应时间: 发出请求 ——> 开始处理
可屏蔽中断:可响应/可不响应 eg : I/O设备断电,打印机中断
不可屏蔽中断 : 必须响应 eg : 电源掉电
细碎知识点:
1. 多CPU系统为MIMD
2. 计算机的实现内存为1 MB ,若程序员可用的存储空间超过1 MB,则他所用地址为逻辑地址,实际访问的物理地址。
3. 利用DMA 直接建立数据通路 : I/O设备 和 主存 。
4. PCI 属于内总线
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