軟體設計師備考筆記之組成原理與體系結構

2022-06-21 08:42:04 字數 2257 閱讀 8027

· cpu組成:運算器、控制器。

· cpu功能:程式控制,操作控制,時間控制,資料處理。

· 運算器功能:對資料進行加工處理的部件,它主要完成算術運算和邏輯運算,完成對資料的加工與處理。

· 運算器組成:算術/邏輯單元(alu),累加器(acc),暫存器組,多路轉換器和資料匯流排等邏輯部件組成。

· 控制器功能(步驟):從記憶體中取出指令,並指出下一條指令在記憶體中的位置。將取出的指令經指令暫存器送往指令解碼器,經過對指令的分析發出相應的控制和定時資訊,控制和協調計算機的各個部件有條不紊地工作,以完成指令規定的操作。

(取指令——指令解碼——按指令操作碼執行——形成下一條指令)

· 控制器組成:程式計數器(pc)、指令暫存器(ir)、指令解碼器(id)、程式狀態字暫存器(psw)、時序產生器、微操作訊號發生器組成

· 在cpu和主存之間建立高速緩衝器是為了提高cpu對主存的反應速度。

· risc(精簡指令集計算機)原則:指令種類少,一般為十幾到幾十條指令;指令長度固定,指令格式少,這可使指令解碼更加簡單;定址方式少,適合於組合邏輯控制器,更於提高速度;設定最少的訪內指令,訪問記憶體比較花時間,盡量少用;在cpu內部設定大量的暫存器,使大多數操作在速度很快的cpu內部進行;非常適合流水線操作,由於指令簡單,並行執行就更易實現。

· 系統響應時間與吞吐量關係:系統響應時間指使用者發出完整請求到系統完成任務給出的時間間隔。作業吞吐量是指單位時間內系統完成的作業任務量

· 流水線:指在程式執行時多條指令重疊進行操作的一種準並行處理實現技術,各種部件同時處理是針對不同指令而言的,它們可同時為多條指令的不同部分進行工作,以提高各部件的利用率和指令的平均執行速度。

· 流水線的吞吐率:指在單位時間內流水線所完成的任務數量或輸出的結果數量。計算公式:tp=n/tk,其中n為任務數,tk是處理完成n個任務所有的時間

· 流水線的加速比:完成同一批任務,不使用流水線所用的時間與使用流水線所用的時間之比稱為流水線的加速比。公式如下:

· 流水線的效率:指流水線的裝置利用率。在時空圖上流水線的效率定義為n個任務占用的時空區與k個流水段總的時間區之比。公式為:

· · 命中率:

解題:1毫秒=1000納秒

· 編址:

· 二進位制(b),八進位制(o),十進位制(d),十六進製制(h)

十進位制轉二進位制:

用2輾轉相除至結果為1

將餘數和最後的1從下向上倒序寫就是結果

例如302

302/2 = 151 餘0

151/2 = 75 餘1

75/2 = 37 餘1

37/2 = 18 餘1

18/2 = 9 餘0

9/2 = 4 餘1

4/2 = 2 餘0

2/2 = 1 餘0

故二進位制為100101110

二進位制轉十進位制

從最後一位開始算,依次列為第0、1、2...位

第n位的數(0或1)乘以2的n次方

得到的結果相加就是答案

例如:01101011.轉十進位制:

第0位:1乘2的0次方=1

1乘2的1次方=2

0乘2的2次方=0

1乘2的3次方=8

0乘2的4次方=0

1乘2的5次方=32

1乘2的6次方=64

0乘2的7次方=0

然後:1+2+0

+8+0+32+64+0=107.

二進位制01101011=十進位制107

· 位:最小儲存單位(bit) 位元組:(byte)1位元組=8位 (bit)

· · 總磁軌數=(外半徑-內半徑)×磁軌密度×記錄面數

(注意硬碟的第一面與最後一面是保護用的,要減掉,如4個雙面的碟片的記錄面數是4×2-2=6)

· 非格式化容量=位密度×∏×最內圈直徑×總磁軌數

(注意:位密度是每道不同的,但每道的容量是相同的。0道是最外面的,其位密度最小)

· 格式化容量=每道扇區數×扇區容量×總磁軌數

· 平均資料傳輸速率=每道扇區數×扇區容量×碟片轉數

最內圈直徑×∏×位密度×碟片轉數

· 訪問時間=尋道時間+等待時間

(注意:尋道時間是指磁頭移動到磁軌所需的時間:等待時間為等待讀寫的扇區轉到磁頭下方所用的時間。)

· 原碼:將最高位用做符號位(0表示正數,1表示負數),其餘各位代表數值本身的絕對值。

· 反碼:正數的反碼與原碼相同。負數的反碼符號位為1,其餘各位為該數絕對值的原碼按位取反。

· 補碼:正數的補碼與原碼相同。負數的補碼是在原碼的基礎上加1

· 移碼:補碼的符號位取反即可得到(只用於整數)。· ·

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