软件评测师考试复习~计算机组成结构必背点

发布时间 2023-09-07 17:56:28作者: 青域

一、计算机硬件组成

计算机的硬件基本系统由五大部分组成:运算器、控制器、存储器、输入设备(eg鼠标键盘)、输出设备(eg显示器);

存储器分为:内部存储器、外部存储器。  内部存储器即内存,容量小、速度快、临时存放数据;外部存储器即硬盘光盘等,容量大,速度慢,长期保存数据;

外设:输入设备、输出设备 合并成为外部设备,即外设;

主机:cpu+主存储器;

控制器组成:

  指令寄存器IR:暂存CPU执行指令

  程序计数器PC:存放指令执行地址

  地址寄存器AR:保存当前CPU所访问的内存地址

  指令寄存器ID:分析指令操作码

控制器功能:控制整个CPU工作,最为重要,包括程序控制、时序控制;

二、数据的进制转换

常见的进制:二进制(符号:0b,表示eg:0b0011)、八进制、十进制、十六进制(包含:0~9,a,b,c,d,e,f,符号:0x或H,表示eg:0x18F或18FH

R进制转十进制:位权展开法。 eg:6进制数5043---》十进制=5*63+0*62 +4*61 +3*60 。从最低位开始,每一位乘以R的0,1,2,3...次方。

十进制转R进制:除余法。十进制数字 依次除以R,记录余数,直至商为0,。将所有余数从下往上排列成从左至右的顺序,即为转换后的R进制数。

                                                示例:

特殊转换:二进制、八进制、十六进制转换。每3位二进制可以转换为1位八进制数值,每4位二进制可以转换为1位16进制数值。

                eg:(0010 1101)2       转换成16进制:  0010=2   1101=1*23 +1*22+1*20=13(对应16进制的d)16进制即为 2d

三、数的编码方式

符号位,0表示正数,1表示负数,eg:+0(0 0000000),-0(1 0000000)

不同码制的特点:

码制 正数 负数
原码 正常二进制表示数,+0 正常二进制表示数,-0
反码 同原码 原码符号位外,取反
补码 同原码 反码末位+1
移码 补码符号位取反 补码符号位取反

不同字长的取值范围:

码制 定点整数 定点小数 备注
原码 -(2n-1-1) ~ +(2n-1-1) -(1-2-(n-1)) ~ +(1-2-(n-1))

整数:去掉符号位,实际数值位长为n-1,再减去-0、+0

小数:把整数范围整体除以2n-1

反码 -(2n-1-1) ~ +(2n-1-1) 原码符号位外,取反

同上

补码 -2n-1 ~ +(2n-1-1) 反码末位+1 补码只有一个0
移码 -2n-1 ~ +(2n-1-1) 补码符号位取反 移码也只有一个0

浮点数表示: N=F*2E          F为尾数,为带符号的纯小数,影响数值精度;E为阶码,为带符号的纯整数,影响数值范围。

四、校验码

码距:从A码到B码转换所需要改变的位数。  码距越大,越有利于纠错和检错。

奇偶校验码:在编码中增加1位校验位来使编码中1的个数为奇数(奇校验)或偶数(偶校验)。奇偶校验只能检出1位错,无法纠错。

循环冗余校验码CRC:原始报文/多项式(eg:x4+x2+1,除数为10101),求得余数,最终结果为:数据位+校验位(即余数),计算方式为模二运算:相同为0,不同为1。

海明校验码:本质也是利用奇偶性来检错和纠错。方法是在数据位之间的确定位置上插入k个校验位,通过扩大码距来实现检错和纠错。

                      数据位为n位,校验位为k位,必须满足2k-1>=n+k。

                      简易理解方式,数据所有位编号,在2的0、1、2......次方位插入校验数据,直到数据的最高位。

                      检错和纠错原理:            

                              

                            第7位值=第1位+第2位+第4位

                            第6位值=第2位+第4位

                            第5位值=第1位+第4位

                            第3位值=第1位+第2位