免费开源cms网站源码,软件开发包括网站开发吗,大连图文设计有限公司,合肥哪里有做网页的地方计算机组成与体系结构#xff08;6分#xff09;
内容概述 数据的表示
进制转换 R 进制转十进制使用按权展开法#xff0c;其具体操作方式为#xff1a;将 R 进制数的每一位数值用 Rk 形示#xff0c;即幂的底数是 R #xff0c;指数为 k #xff0c; k 与该位和小数点…计算机组成与体系结构6分
内容概述 数据的表示
进制转换 R 进制转十进制使用按权展开法其具体操作方式为将 R 进制数的每一位数值用 Rk 形示即幂的底数是 R 指数为 k k 与该位和小数点之间的距离有关。当该位位于小数点左边 k 值是该位和小数点之间数码的个数而当该位位于小数点右边 k 值是负值其绝对值是该位和小数点之间数码的个数加1 二进制转十进制 10100.01 1 × 2 4 1 × 2 2 1 × 2 − 2 10100.011\times2^41\times2^21\times2-^2 10100.011×241×221×2−2 七进制转十进制 604.01 4 × 7 0 6 × 7 2 1 × 7 − 2 604.014\times7^06\times7^21\times7-^2 604.014×706×721×7−2 数码
数据表示
数值1数值-11-1原码0000 00011000 00011000 0001反码0000 00011111 11101111 1111补码0000 00011111 11110000 0000移码1000 00010111 11110000 0000
定义
**原码**原码就是符号位加上真值的绝对值即用第一位表示符号其余位表示值。
**反码**正数的反码是其本身负数的反码是在其原码的基础上符号位不变其余各个位取反。
**补码**正数的补码就是其本身负数的补码是在其原码的基础上符号位不变其余各位取反最后1。(也即在反码的基础上1)
**移码**移码在补码的基础上符号位取反。
为了解决原码做减法的问题 出现了反码。
于是补码的出现解决了0的符号问题以及0的两个编码问题。
移码的出现就是为了解决数在数轴上表示的问题。
数据表示范围 因为补码的-0和0是同一数所以范围会少一个。
浮点数表示 N M ∗ R e NM*R^e NM∗Re
其中M称为尾数e是指数R为基数
计算机结构 Flynn分类发 CISC与RISC
指令系统类型指令寻址方式实现方式其他CISC复杂数量多使用频率差别大可变长格式支持多种微程序控制技术研制周期长RISC精简数量少使用频率接近定长格式大部分为单周期指令操作寄存器只有Load/Store操作内存支持方式少增加了通用寄存器硬布线逻辑控制为主适合采用流水线优化编译有效支持高级语言
流水线技术
概念 流水线是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。各种部件同时处理是针对不同指令而言的它们可同时为多条指令的不同部分进行工作以提高各部件的利用率和指令的平均执行速度。 周期和执行时间 考试时计算先按理论公式计算如果理论公式没有答案就用实践公式计算 例若指令流水线把一条指令分为取指、分折执行三部分且三部分的时间分别是取指 2ns 分折 2ns 执行 lns 。那么流水线周期是多少 100 条指令全部执行完毕需要的时间是多少 周期为2ns100条指令全部执行完毕需要203ns。
吞吐率 流水线的吞吐率 Though Put rate TP是指在单位时间内流水线所完成的任务数量或输出的结果数量。计算流水线吞吐率的最基本的公式如下 T P 指令条数 流水执行时间 TP \frac{指令条数}{流水执行时间} TP流水执行时间指令条数
根据上面列子计算 100 203 \frac{100}{203} 203100 流水线最大吞吐率 T P m a x lim y → ∞ N ( k n − 1 ) × Δ t l Δ t TP_{max}\lim_{y \to \infty}\frac{N}{(kn-1)\times\Delta t}\frac{l}{\Delta t} TPmaxy→∞lim(kn−1)×ΔtNΔtl
根据上面列子计算 1 2 \frac{1}{2} 21
加速比 完成同样一批任务不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间之比称为流水线的加速比。计算流水线加速比的基本公式如下 S 不使用流水线执行时间 使用流水线执行时间 S \frac{不使用流水线执行时间}{使用流水线执行时间} S使用流水线执行时间不使用流水线执行时间
根据上面列子计算 500 203 \frac{500}{203} 203500
效率 流水线的效率是指流水线的设备利用率。在时空图上流水线的效率定义为 n 个任务占用的时空区与 k 个流水段总的时空区之比。就算流水线效率的公式为 E n 个任务占用的时空区 k 个流水段的总时空区 T 0 k T k E\frac{n个任务占用的时空区}{k个流水段的总时空区}\frac{T_0}{kT_k} Ek个流水段的总时空区n个任务占用的时空区kTkT0 效率为 24 60 \frac{24}{60} 6024
每一个工作段时间相同工作效率最高
存储系统 Cache Cache 的功能提高 c 数据输入输出的速率突破冯诺依曼瓶颈即 CPU 与存储系统间数据传送带宽限制。在计算机的存储系统体系中 cache 是访问速度最快的层次。使用 cache 改善系统性能的依据是程序的局部性原理。 如果以h代表对Cache的访问命中率 t 1 t_1 t1表示Cache的周期时间 t 2 t_2 t2表示主存储周期时间以读操作为例使用“Cache主存储器”的系统的平均周期为 t 3 t_3 t3则 t 3 h × t 1 ( 1 − h ) × t 2 t3h\times t1(1-h)\times t_2 t3h×t1(1−h)×t2 其中1-h)又称为失效率未命中率。
主存
主存分为随机存起RAM和只读存储器ROM 主存编址题目计算 地址单元的计算公式为 ( 大地址 1 ) − 小地址 单位 \frac{(大地址1)-小地址}{单位} 单位(大地址1)−小地址,注意单位如果是K则除的是 2 10 2^{10} 210
本题的答案为:(1)B,(2)A
磁盘 计算题目 答案为CB
总线系统 可靠性
串联系统 并联系统 冗余模型 校验码
循环校验码CRC 循环冗余校验Cyclic Redundancy Check CRC是一种根据网络数据包或计算机文件等数据产生简短固定位数校验码的一种信道编码技术主要用来检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误。它是利用除法及余数的原理来作错误侦测的。 模二除法 模二除法性质
当最后余数的位数小于除数位数时除法停止。当被除数的位数小于除数位数时则商数为0被除数就是余数。只要被除数或部分余数的位数与除数一样多且最高位为1不管其他位是什么数皆可商1。
CRC编码的计算 通过多项式求出要除的值11011。给报文进行补位多项式尾数减一个0上面的题目中多项式是5位我们要补4个0。进行模二除法。把补的0替换成计算出来地方余数计算结果为110010101010011。
海明校验码难点 求校验码位数
根据 m k 2 k − 1 mk2^k-1 mk2k−1公式确定检验码的位数其中m原始信息码的位数r校验码的位数。
① 此题中信息码为 1011 共4位数所以 k 4
② 根据公式将 k 值代入解得符合表达式的值即为 r 的值也就是校验码位数
此题中可以算出 2^3 4 3 1 所以 r 3校验码位数为3位
确认校验码位置
校验码的位置都是基于 2^n 来确定的比如 2^0 12^1 22^2 4…
所以校验码的位置一般都是1、2、4、8…
① 海明码的长度 原始信息码 校验码
此题中海明码长度 4 3 7位
② 建立一个从高位到低位的表格表格列数即为海明码的长度
先填校验码在本题中校验码为3位即占了1、2、4位这里以r0、r1、r2来表示校验码
计算校验码
7654321位数1011信息位 r 2 r_2 r2 r 1 r_1 r1 r 0 r_0 r0校验位 I 4 I_4 I4 I 3 I_3 I3 I 2 I_2 I2 r 2 r_2 r2 I 1 I_1 I1 r 1 r_1 r1 r 0 r_0 r0字母表示 I 4 I_4 I47 2 2 2 1 2 0 2^22^12^0 222120 I 3 I_3 I36 2 2 2 1 2^22^1 2221 I 2 I_2 I25 2 2 2 0 2^22^0 2220 I 1 I_1 I13 2 1 2 0 2^12^0 2120
校验位是根据相应的信息位进行异或运算得到的(如果信息吗是由校验码组成的那么校验码就等于所有信息码的异或操作) r 2 r_2 r2 I 4 ⨁ I 3 ⨁ I 2 I_4\bigoplus I_3\bigoplus I_2 I4⨁I3⨁I2 1 ⨁ 0 ⨁ 1 1\bigoplus 0\bigoplus 1 1⨁0⨁10 r 1 r_1 r1 I 4 ⨁ I 3 ⨁ I 1 I_4\bigoplus I_3\bigoplus I_1 I4⨁I3⨁I1 1 ⨁ 0 ⨁ 1 1\bigoplus 0\bigoplus 1 1⨁0⨁10 r 0 r_0 r0 I 4 ⨁ I 2 ⨁ I 1 I_4\bigoplus I_2\bigoplus I_1 I4⨁I2⨁I1 1 ⨁ 1 ⨁ 1 1\bigoplus 1\bigoplus 1 1⨁1⨁11
海明码就是 1010101
校验位是根据相应的信息位进行异或运算得到的(如果信息吗是由校验码组成的那么校验码就等于所有信息码的异或操作) r 2 r_2 r2 I 4 ⨁ I 3 ⨁ I 2 I_4\bigoplus I_3\bigoplus I_2 I4⨁I3⨁I2 1 ⨁ 0 ⨁ 1 1\bigoplus 0\bigoplus 1 1⨁0⨁10 r 1 r_1 r1 I 4 ⨁ I 3 ⨁ I 1 I_4\bigoplus I_3\bigoplus I_1 I4⨁I3⨁I1 1 ⨁ 0 ⨁ 1 1\bigoplus 0\bigoplus 1 1⨁0⨁10 r 0 r_0 r0 I 4 ⨁ I 2 ⨁ I 1 I_4\bigoplus I_2\bigoplus I_1 I4⨁I2⨁I1 1 ⨁ 1 ⨁ 1 1\bigoplus 1\bigoplus 1 1⨁1⨁11
海明码就是 1010101
来源于软件设计师学习视频仅供学习参考附历年真题及详解_哔哩哔哩_bilibili的网课记录
