软考信息系统管理工程师——计算机硬件基础

【信息系统管理工程师】计算机硬件基础

1、 R 进制转十进制：

使用按权展开法将 R 进制数的每一位数值用RRKK形式表示；

幂的底数是 R：例如：二进制底数 R 就是 2

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；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

2、定点整数/定点小数

机器数：各种数值在计算机中表示的形式称为机器数，特点：二进制数制；数用 0/1 表示；小数点不占位置

带符号的数：机器数的最高位表示符合

定点整数（纯整数）：约定小数点的位置在机器数的最低位之后

定点小数（纯小数）：约定小数点的位置在机器数的最高数值位之前（带符号数，最高数值位是在符号位之后）

3、CPU 中的相关组件

4、CPU 的性能指标

5、总线的分类

6、总线的性能指标

总线的带宽：即单位时间内总线上可传输的数据量，单位是 MB/s

总线的位宽：即总线能同时传输的数据位数，有 32 位、64 位等

总线的工作频率：即总线的时钟频率，它是协调总线上各种操作的时钟频率

7、BIOS/CMOS

CMOS：是主板上的一块可读写的 RAM 芯片；保存计算机基本启动信息（如日期、时间、启动设置等）的芯片；由主板的电池供电，即使 系统掉电，信息也不会丢失

BIOS：是微机的基本输入输出系统；是主板上的一块 EPROM 或 EEPROM 芯片,里面装有系统的重要信息和设置系统参数的设置程序 (BIOSSetup 程序)

8、指令相关概念

指令：一条指令就是机器语言的一个语句，它是一组有意义的二进制代码，指令的基本格式如下：

操作码部分：指出了计算机要执行什么性质的操作，如加法、减法、取数、存数等。

地址码字段：需要包含各操作数的地址及操作结果的存放地址等，从其地址结构的角度可以分为三地址指令、二地址指令、一地址指令和零地址指令

指令流：指计算机执行的指令序列

数据流：指指令流调用的数据序列

多重性：指计算机同时处理的指令或数据的个数

9、CISC 与 RISC

复杂指令集计算机(CISC)的基本思想：进一步增强原有指令的功能， 用更为复杂的新指令取代原先由软件子程序完成的功能，实现软件功能 的硬化，导致机器的指令系统越来越庞大而复杂。

精简指令集计算机（RISC）的基本思想：通过减少指令总数和简化 指令功能，降低硬件设计的复杂度，使指令能单周期执行，并通过优化编 译，提高指令的执行速度，采用硬线控制逻辑，优化编译程序。

10、流水线

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。

线水线周期：为执行时间最长的一段流水线计算公式：单条指令所需时间+（n-1）*（流水线周期）

流水线的吞吐率（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。

11、输入输出

12、寻址方式

13、校验码

奇偶校验是一种简单有效的校验方法通过在编码中增加一位校验位来使编码中的 1 的个数为奇数（奇校验）或者为偶数（偶校验），从而使码距变为 2

CRC利用生成多项式为 K个数据位产生 r 个校验位来进行编码其编码长度为：k+r多项式与二进制有直接对应关系

x 的最高幂次对应二进制数的最高位，以下各位对应多项式的各幂次，有此幂次项对应1，无此幂次项对应0

可以看出：x 的最高幂次为R，转换成对应的二进制数有 R+1 位多项式包括生成多项式 G（x）和信息多项式C（x）

生成多项式是接收方和发送方的一个约定，也就是一个二进制数，在整个传输过程中，这个数始终保持不变。在发送方，利用生成多项式对信息多项式做模 2 运算，生成校验码。在接受方利用生成多项式对收到的编码多项式做模 2 运算检测和确定错误位置应满足条件：

（1）生成多项式的最高位 和最低位必须为 1

（2）当被传送信息（CRC 码）任何一位发生错误时，被生成多项式做 模 2 运算后应该使该余数不为 0

（3）不同位发生错误时，应该使余数不同

（4）对余数继续做模 2 运算，应使余数循环

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