【软考】-- 计算机组成体系结构（上）【我的1024】

爱被打了一巴掌 2024-04-01 10:36 15阅读 0赞

#### 【软考】-- 计算机组成体系结构（上） ####

*   *  第一节 进制的表示
     *   *   *  一、进制的表示
             *  二、十进制和其他进制之间的转换
             *  三、二、八、十六进制的相互转换
         *  第二节 原码、反码、补码、移码
         *   *  一、转换规则
             *  二．±0的表示
             *  三、表示范围
     *  第三节 浮点数
     *  第四节 逻辑运算
     *  第五节 校验码
     *   *   *  一、奇偶校验
             *  二、海明码
             *  三、循环冗余校验码（CRC校验码）
     *  第六节 计算机的分类
     *   *   *  一、按照计算机体积和工作能力划分
             *  二、按照指令系统划分
     *  第七节 计算机系统组成
     *  第八节 中央处理器
     *   *   *  一、中央处理器的工作流程
             *  二、中央处理器的核心部件

### 第一节 进制的表示 ###

##### 一、进制的表示 #####

> 1、二进制 B 符号：0、1  
> 2、八进制 O 符号：0、1、2、3、4、5、6、7  
> 3、十进制 D 符号：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9  
> 4、十六进制 H 符号：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F

##### 二、十进制和其他进制之间的转换 #####

> 1．其他进制转十进制：按权展开法  
> 例：(1011)2 = 1×2^3 + 1×2^1 + 1x2^0 = 11  
> 2．十进制转其他进制：  
> 整数部分：除基取余法  
> ![请添加图片描述][cfb594b55f1d4bec994b560cc49914cb.jpeg]  
> 小数部分：乘基取整法  
> ![请添加图片描述][76bee2dfa81c4941b69af5cd8ccfae93.jpeg]  
> 例:(0.625)10 = (0.101)2  
> 例:(11)10 = (1011)2

##### 三、二、八、十六进制的相互转换 #####

> ![请添加图片描述][7a4f8deec099493c804addd9f9009b04.jpeg]  
> 1、二进制和八进制转换：以小数点为界，三位二进制转一位八进制数  
> 例：10101111·10111(2) = 257.56(8)  
> 2．二进制和十六进制转换：以小数点为界，四位二进制数转一位十六进制数  
> 例：10101111·10111(2) = AF.B8(16)  
> 3、八进制和十六进制转换：转为二进制  
> 257.56(8) = 10101111.10111(2) = AF.B8(16)

#### 第二节 原码、反码、补码、移码 ####

##### 一、转换规则 #####

> 1、原码：最高位1表示负数，最高位0表示正数，其余n-1位表示数值的绝对值。  
> 2、反码：正数的反码与原码相同，负数的反码则在原码基础上除符号位外按位取反。  
> 3、补码：正数的补码、反码和原码相同，负数的补码则是其反码基础上加1。  
> 4、移码：将补码的符号位取反。

##### 二．±0的表示 #####

> 1、`0在补码和移码中有唯一的表示`：±0的补码：00000000，±0的移码：10000000。  
> 2．`计算机采用补码，且没有减法`，转换为加法进行计算，其符号位和数值位均参与计算。

##### 三、表示范围 #####

> 原码、反码：-((2^n-1) - 1) ~ + ((2^n-1) - 1)  
> 8位二进制下：补码和移码可以表示-128  
> 补码、移码：-2^n-1 ~ + ((2^n-1) - 1)  
> \-128的补码是10000000，移码是00000000

### 第三节 浮点数 ###

![请添加图片描述][12ad2fb7b351418cbbfca06e8d973335.jpeg]

### 第四节 逻辑运算 ###

![请添加图片描述][6ee0ffc7a42d46869703ca2c6972903c.jpeg]

### 第五节 校验码 ###

##### 一、奇偶校验 #####

> 由若干位有效信息（如一个字节），再加上一个二进制位（校验位）组成校验码。  
> 奇校验：整个校验码（有效信息位和校验位中“1”的个数为奇数。  
> 偶校验：整个校验码（有效信息位和校验位）中“1”的个数为偶数。  
> 奇偶校验，可检查奇数位的错误，不可纠错。如果偶数位发生错误，则发现不了。

##### 二、海明码 #####

> 也是利用奇偶性进行检错和纠错。在数据位之间插入K个校验位，通过扩大码距来实现检错和纠错。校验位设置在2^i的位置。其位置关系存在一个规律，即 2^P ≥ P＋D＋1，其中P代表海明码的个数，D代表数据位的个数。

##### 三、循环冗余校验码（CRC校验码） #####

> （n，k）码，信息码占左边的K位，校验码占右边的n-k位，校验码位数越长，校验能力越强。在求CRC编码时，采用的是模二运算。（可检错）

### 第六节 计算机的分类 ###

##### 一、按照计算机体积和工作能力划分 #####

> 1、个人移动设备：如智能手机，平板电脑等。  
> 2、桌面计算机：包括低端的上网本，笔记本，台式机和高配置的工作站。  
> 3、服务器：提供大规模的可靠的文件及计算服务。  
> 4、集群／仓库级计算机：  
> 集群机将一组桌面计算机或服务器用网络连接在一起，运行方式类似于一个大型的计算机。  
> 仓库级计算机将数万个服务器连接在一起形成的大规模集群。  
> 5、超级计算机：与个人计算机无太大差异，但规格高，性能要强大许多，具有很强的计算能力，但是能耗巨大。  
> 6、嵌入式计算机：专用的，针对某个具体特定的应用，如微波炉，洗衣机，数码产品等

##### 二、按照指令系统划分 #####

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>指令系统类型</th> 
   <th>指令</th> 
   <th>寻址方式</th> 
   <th>实现方式</th> 
   <th>其它</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>CISC (复杂)</td> 
   <td>数量多，使用频率差别大，可变长格式</td> 
   <td>支持多种</td> 
   <td>微程序控制技术（微码）</td> 
   <td>研制周期长</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>RISC (精简)</td> 
   <td>数量少，使用频率接近，定长格式</td> 
   <td>支持方式少</td> 
   <td>增加了通用寄存器，硬布线逻辑，控制为主，适合采用流水线</td> 
   <td>优化编译，有效支持高级语言</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 第七节 计算机系统组成 ###

![请添加图片描述][afd10398b5824ab68bbd902e520376c2.jpeg]

### 第八节 中央处理器 ###

##### 一、中央处理器的工作流程 #####

![请添加图片描述][15ce2f96bc104abb938b77c717247a3d.jpeg]

##### 二、中央处理器的核心部件 #####

> 1、运算器  
> ①算术逻辑单元ALU：数据的算术运算和逻辑运算。  
> ②累加寄存器AC（数据寄存器）：用于暂存操作数和中间运算结果并向ALu提供运算对象。  
> ③状态字寄存器PSW（标志寄存器）：存状态标志与控制标志。  
> ④通用寄存器组：用于暂存操作数或数据的地址。

> 2．控制器  
> ①程序计数器PC：存储下一条要执行指令的地址，每取出一条指令，PC内容自动＋1。  
> ②指令寄存器IR：存放正在执行的指令。  
> ③指令译码器ID：对现行指令进行分析，确定指今类型和其所要完成的操作以及寻址方式。  
> ④时序部件：用于产生时序脉中和节拍电位。  
> ⑤状态字寄存器PSW（标志寄存器）：保存指令执行完成后产生的条件码。

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