2022年软件设计师考试复习资料(1)
一、计算机组成与体系结构
知识点导图+考情分析
1.数据的表示
1.1 进制转换
考点:10 - 2 - 16 进位转换
电流高低被电脑识别为[0 1] 2进制
其它进制转10进制-按权展开法:
10进制转其它进制 - 短除法 (除基取余,直到商为0)
10进制转16进制
这个 H表示16进制数
10转2简便运算法:
2转8快转方法- 3位1组法
注意最高位不足3位,可以补位0
原理:对于8进制来说,不进位的最大值为 7 ,二进制表示为 111,得出一位8进制数至少需要3位2进制数表示。
同理可得 2 转 16 的方式为 : 4位一组。
推导: 16进制最大数为 F(15) , 2进制表示为 1111,即1位16进制数需要4位2进制数表示。
1.2 码制
最高位都是符号位。正数的原反补相同。
原码:实际的2进制数
补码:计算机的计算结果使用补码表示才是正确的。
考点: 原码反码 0有两种表示方式,补码移码人为指定了-2^(n-1)的值
定点整数:-128的补码为 1000 0000 是人为规定的
定点小数:-1的补码为 1000 0000 是人为规定的
所以补码的表示范围举例: n=8时 ,是 -128 ~ 127,负数多一位!
小数点不占用数位,整数放在最后如 1111.小数放在符号位后如 ,1.111
定点小数的表示方法推导:(便于理解)
设 n(位数) 为4 ,最高位为符号位,则二进制能表示的最大值为
由 0.111+ 0.001 = 1.000 (但2进制的此种表示值代表-0) = 1 --> 0.111 = 1- 0.001 = 1- 2^-(4-1 )
最小值为
1.111 = -1+0.001 = -1+2^(4-1)= -( 1- 2^-(4-1 ) )
例题:
解题思路:
先将16进制的补码 转为 8 位 2进制 的补码:
90H -> 1001 0000
再将 8 位2进制补码转为 反码
根据 反码转补码规则, 符号位为 1(- )时,需要 +1 ,逆向还原为 -1 (其实此时根据符号位已经可以得到正确答案为B了)
1001 0000 - 0000 0001 = 1000 1111 (反码)
反码转原码 1000 1111 (反码)= 1 111 0000( 原码)
1 111 0000 = - 0111 0000 — 先转16进制-> - 7x16+0 = 112 = 2 X -> 得 X = -56
小结:计算过程在二进制中计算,注意符号位和转换规则的对应关系。
1.3浮点数
理解:
以 0.25 X 10^6 为例 ,0.25是尾数(必须是定点小数) 10是基数 6是阶码位数
对阶时小数向大数看齐,
指 0.25 x 10^6 + 0.25 x 10^10 计算时,转为 ( 0.25+0.00025)X 10^10 计算。
考点:几个数位的基本概念
解题思路:
先画出占位格子,然后分别将 阶码 和 尾数 带符号位的总位数得出来
阶码 n = 7 , 尾数 n = 9
阶码为定点整数,由于是移码,没有-0位,范围为 -2^(7+1)~ 2^(7+1)-1
尾数为定点小数,由于是补码,没有-0位,范围为 -1 ~ 1- 2^(9-1)
1.4 逻辑运算
2.校验码
2.1 奇偶校验
2.2 CRC循环冗余校验
2.3 海明校验
考点:校验码位数求取公式 2^r >= m + r +1
其中 r 代表校验码位数 ,m 代表信息码 位数。
例如当信息码位数为16时,求校验码 r
2^r >=16+r+1 --> r >=5
例题:
解题思路:
先将海明码的数位格排序出来,
发现 D9 为第14 ;P4 为 8 、P3 为 4、 P2为2
找到规律 : 14 = 8+ 4+ 2
那么要求的 D5 位序为 10 = 8 +2 = P4 +P2
小结:
3.计算机CPU
3.1CPU组成
3.2寻址方式
操作数存放在机器指令的 [地址字段] 中
3.3CISC与RISC
*3.4 流水线技术
以取指令为例,取完一条指令交给分析步骤后,马上取下一条指令。是准并行,而非并行。
考点:计算公式
流水线周期取 一条指令执行步骤中时间最长的哪个时间。
1.理想情况: 1条指令执行时间 + ( 指令总数 -1 ) 流水线周期 (优先使用理论公式)
2.实践公式: 一条指令步骤数 * 流水线周期 + ( 指令总数 -1 ) 流水线周期**
4.存储系统
4.1 层次化存储结构
磁盘的旋臂可以随机跳转,也可以旋转(顺序);
RAM 内存 掉电丢失。 ROM 是用来装出厂设置和操作系统的
4.2 Cache
4.3 主存-编址
考点:内存的计算公式:
解题思路:
根据存储单元个数公式得:
CFFFFH +1 - A0000H = D0000H -> 3*16^4 个
总容量 = 316^4 * 8 = 3 2^16 byte = 192 kb
4.4输入/输出技术
5.其它
5.1 总线
5.2可靠性
MTTF / (1+MTTF)
MTTR / (1+MTTR)
串联系统可靠性= 各组件可靠性之积
并联系统可靠性= 1- 所有部件同时失效的可能性 ;
所有部件同时失效的可能性 = (1-组件1可靠性)*…(1-组件n可靠性)
考虑先后顺序,结构要与表达式对应
5.3 性能指标
1/3.5
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