软考学习--计算机组成原理与体系结构

news2024/11/28 20:41:07

计算机组成原理与体系结构

数据的表示

进制转换
  • R 进制转换为 10 进制–按权展开法

    在这里插入图片描述

  • 10进制转换为2进制

    在这里插入图片描述

原码 反码 补码 移码
  • 原码 :数字的二进制表示
  • 反码 : 正数的反码等于原码,负数的反码等于原码取反
  • 补码: 正数的补码等于原码,负数的补码等于原码取反+1
  • 移码:浮点运算中的阶,最高位取反
浮点数运算

​ 浮点数表示:N= M*Rⁿ(科学计数法)M为尾数,R为基数,n为指数

​ 对阶 ->尾数运算=>结果格式化

计算机结构

在这里插入图片描述

Flynn分类法

计算机体系结构分类

在这里插入图片描述

CISC与RISC

  • CISC:复杂指令集,数量多,使用频率差别大,可变长格式;支持多种寻址方式;微程序控制技术;颜值周期长。

  • RISC:精简指令集,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;寻址方式支持方式少;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

​ 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。各种部件同时处理事针对不同指令而言 的,他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。

->取指->分析->执行->

在这里插入图片描述

  • 流水线周期为执行时间最长的一段

  • 流水线计算公式为:

    • 1条指令执行时间 + (指令条数-1)流水线周期
    • 理论公式:(t1 + t2+…+tk)+(n-1)△t
    • 实践公式:(k+ n- 1)*△t

    △t:周期,k:执行步骤步数

  • 流水线吞吐率计算

    • 含义:单位时间内流水线所完成的任务数量或输出的数量结果。

    • 计算公式:
      T P = 指令条数 / 流水线执行时间 TP = 指令条数/ 流水线执行时间 TP=指令条数/流水线执行时间

    • 流水线最大吞吐率:
      T P m a x = l i m ( n / ( k + n − 1 ) ∗ △ t ) = 1 / △ t TPmax = lim(n/(k+n-1)*△t )= 1/△t TPmax=lim(n/(k+n1)t)=1/△t

  • 流水线的加速比

    • 含义:完成同样一批任务,不使用流水线所用时间与使用流水线所用时间之比称为流水线的加速比。

    • 公式:
      S = 不使用流水线执行时间 / 使用流水线执行时间 S = 不使用流水线执行时间/使用流水线执行时间 S=不使用流水线执行时间/使用流水线执行时间

  • 流水线的效率:

    • E = n 个任务占用的时空区 / k 个流水段的做哪个的时空区 = T 0 / k T k E = n个任务占用的时空区/k个流水段的做哪个的时空区 = T0/kTk E=n个任务占用的时空区/k个流水段的做哪个的时空区=T0/kTk

存储系统

在这里插入图片描述

  • Cache:

    • 提高CPU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

      在这里插入图片描述

  • 局部性原理

    • 时间局部性:刚刚访问的指令需要再次访问,直接从cache中读取
    • 空间局部性:程序访问某个空间,立即又访问与他邻近的空间
    • 工作集理论:工作集是进程运行时被频繁访问的页面集合
  • 主存

    • 分类

      • 随机存储存储器RAM
      • 只读存储器ROM
    • 编址

      在这里插入图片描述

      (1)在这里插入图片描述

      (2)

      112 K * 16 bit = 28*16 K * x => x=4

  • 磁盘结构与参数

    在这里插入图片描述

    存取时间 = 寻道时间 + 等待时间(平均定位时间+ 转动延迟)

    • 在这里插入图片描述

      (1)(33 ms + 3 ms) * 10 + (33 ms / 11) + 3 ms= 366 ms;

      ​ 33 ms / 11 为数据读取时间,每转一圈只能读取一个数据,指针从开始到下一个数据的时间为 33 ms + 3 ms,读取前十个记录的时间为(33 ms + 3 ms) * 10 ,读取完倒数第二个数据时,此时指针在最后一个数据前,因此加上最后一个数据的读取时间和处理时间。

      (2)(33 ms / 11) + 3 ms *11 = 66 ms

      ​ 数据存放时如下图

      在这里插入图片描述

总线系统

  • 分类(根据所处位置不同)

    • 内部总线

    • 系统总线

      • 数据总线
      • 地址总线
      • 控制总线
    • 外部总线

可靠性

  • 串联系统

    • 在这里插入图片描述

    • 每一个子系统都正常运行才能保证系统正常运行

    • 可靠度计算:R = R1 * R2 *R3 * … *Rn

    • 失效率计算:λ = λ1 + λ 2 +… +λ n(近似公式,当失效率极小时这么计算)

  • 并联系统

    • 在这里插入图片描述

    • 只有所有子系统都失效时,系统才会失效

    • 可靠度计算:R = 1 - (1 - R1)* (1 - R2)*… *(1 - Rn)

    • 失效率:在这里插入图片描述

    • 通常情况下失效率计算: μ = 1 - R

  • 模冗余系统

    • 在这里插入图片描述

    • 可靠性计算:(几乎不考)在这里插入图片描述

  • 混合系统

    • 在这里插入图片描述

      总体来看是串联系统,先计算出每一个并联系统的可靠性,再计算总的可靠性

校验码

  • CRC循环校验码

    • 模2除法:在做除法运算的过程中不计其进位的除法

      • 例如 10111 对110 进行模2除法在这里插入图片描述

      • 余数首位为1 ,商1,首位为0,商0,然后进行异或运算

    • 在这里插入图片描述

      生成多项式为在这里插入图片描述

      则,除数为11011,根据CRC编码的计算方法,除数11001010101后面补4个0(多项式长度减一,也是余数位数),然后进行模2除法运算在这里插入图片描述

      最后得到CRC编码为0011,补在被除数后面,即完整信息为

      110010101010011

      检验:将发送的信息与除数进行模2除法运算,得到余数为0,则说明数据正确。在这里插入图片描述

  • 海明校验码

    参考博客
    海明检验码

    海明检验码

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1455963.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

大模型之二十二 OpenAI sora

2024年2月15日在中国新年还没过完的时候,OpenAI 发布的Sora,这是AI视频生成领域的‘Midjourney时刻’,Sora将Diffusion模型和Transformer模型相结合,在视觉领域实现了大语言模型类似的突破,这将类似于ChatGPT一样&…

【Python笔记-设计模式】工厂模式

一、说明 (一) 解决问题 提供了一种方式,在不指定具体类将要创建的情况下,将类的实例化操作延迟到子类中完成。可以实现客户端代码与具体类实现之间的解耦,使得系统更加灵活、可扩展和可维护。 (二) 使用场景 希望复用现有对象来节省系统…

怎样连接局域网?

局域网(Local Area Network,缩写为LAN)是建立在小范围内的计算机网络,用于连接同一建筑物或者办公场所内的设备。连接局域网可以实现设备之间的信息共享和远程通信。本文将介绍如何连接局域网,并介绍了天联组网天联的使…

unity学习(15)——服务器组装(1)

1.新建好的c#项目如下: 文件夹中内容如下: 此时已经可以通过vs2022打开.sln文件,就可以打开项目了。 2.我们把逆向后(主程序)的内容的代码粘贴过去。有些逆向功底,很快可以定位到,服务器的入口…

强国有我社会实践公益活动在合肥市庐阳区开展

2月18日是开工第一天,阳光灿烂、春光明媚。合肥市四十五中2022级星辰(5)班部分同学在监护人的陪伴下来到庐阳区双岗街道万小店社区残疾人工作站,和工作站兄弟姐妹们共同开展“强国复兴有我”社会实践公益活动。合肥市庐阳区为民社…

基于JavaWeb开发的小区车辆登记系统计算机毕设[附源码]

基于JavaWeb开发的小区车辆登记系统计算机毕设[附源码] 🍅 作者主页 央顺技术团队 🍅 欢迎点赞 👍 收藏 ⭐留言 📝 🍅 文末获取源码联系方式 📝 🍅 查看下方微信号获取联系方式 承接各种定制系统…

C++ bfs反向建图(六十)【第七篇】

今天我们来学习一下bfs反向建图 1.bfs的反向建图 我们之前在图上求最短路都是求从起点出发到每个点的最短路,不过有时候我们也会遇到让求每个点到终点的最短路的问题,此时我们可以怎么做呢? 如果从每个点出发,用 BFS 搜索到终点…

基于JavaWeb开发的羽毛球管理系统计算机毕业设计[附源码]

基于JavaWeb开发的羽毛球管理系统计算机毕业设计[附源码] 🍅 作者主页 央顺技术团队 🍅 欢迎点赞 👍 收藏 ⭐留言 📝 🍅 文末获取源码联系方式 📝 🍅 查看下方微信号获取联系方式 承接各种定制系…

Linux环境安装Maven(详细图文)

目录 摘要 一、准备工作 1.检查当前环境是否安装maven 2.下载maven ​3.上传maven压缩包 4.解压maven包 5.移动到/usr/local目录下方便管理 6.配置maven环境变量 7.刷新配置文件 8.配置maven镜像仓库 9.验证是否成功 摘要 笔者Linux环境为:Ubuntu 22.04 …

C#上位机与三菱PLC的通信07--使用第3方通讯库读写数据

1、通讯库介绍 mcprotocol 是一个基于 Node.js 的三菱 PLC MC 协议通信库,具有以下特点: 支持多种三菱 PLC MC 协议的设备,如 FX3U、Q03UDECPU、QJ71E71 等。 支持多种功能码和数据类型,如读取线圈(M)、…

Yii2项目使用composer异常记录

问题描述 在yii2项目中,使用require命令安装依赖时,出现如下错误提示 该提示意思是:composer运行时,执行了yiisoft/yii2-composer目录下的插件,但是该插件使用的API版本是1.0,但是当前的cmposer版本提供的…

【JVM篇】什么是类加载器,有哪些常见的类加载器

文章目录 🍔什么是类加载器🛸有哪些常见的类加载器 🍔什么是类加载器 负责在类加载过程中,将字节码信息以流的方式获取并加载到内存当中 🛸有哪些常见的类加载器 启动类加载器 启动类加载器是有Hotspot虚拟机通过的类…

一文了解Web3.0真实社交先驱ERA

Web2时代,少数科技巨头垄断了全球近60亿人口的网络社交数据,并用之为自己牟利,用户无法掌控个人数据,打破该局面逐渐成为共识,于是,不少人看到了Web3社交赛道蕴含的巨大机遇,标榜着去中心化和抗…

官网域名SSL证书的重要性

什么是SSL证书? SSL(安全套接层)证书是一种加密技术,用于确保在用户浏览网站时,其数据传输经过安全通道,不能被第三方窃取或篡改。通过SSL证书,网站可以建立安全连接,保障用户与网站…

阿里云学生300元无门槛代金券领取入口,2024更新

阿里云300元无门槛代金券怎么领取?300元无门槛代金券是指阿里云的「云工开物」高校计划,学生完成实名认证即可领取300元无门槛优惠券,活动入口 aliyunbaike.com/go/university 活动的打开后,如下图: 阿里云学生代金券…

【自然语言处理】:实验4布置,预训练语言模型实现与应用

清华大学驭风计划 因为篇幅原因实验答案分开上传,自然语言处理专栏持续更新中,期待的小伙伴敬请关注 有任何疑问或者问题,也欢迎私信博主,大家可以相互讨论交流哟~~ 案例简介 2018年,Google提出了预训练语言模型BE…

甲醇汽车产量不断增加 行业发展面临一定困难和挑战

甲醇汽车产量不断增加 行业发展面临一定困难和挑战 甲醇汽车是指以甲醇作为主要或者唯一燃料的汽车。与传统汽车相比,甲醇汽车具有节能减排、使用成本低、有害气体排放量少等优点,能够有效缓解能源紧缺及环境污染问题。 从上游市场来看,甲醇…

策略联动配置

策略联动简介 定义 策略联动是通过在网关设备上统一管理用户的访问策略并且在网关设备和认证接入设备执行用户的访问策略,来解决大型园区策略强度与复杂度之间矛盾的一种解决方案。 目的 传统网络中,在接入层部署NAC认证,使得认证接入设备…

在ChatGPT时代,出国留学如何避免掉入学术不端重灾区?

近日,哈佛校长克洛迪娜盖伊在校园“反犹风波”中因立场问题被迫辞职。此外,哈佛大学相关调查委员会还发现盖伊在学术论文中存在错误引用资料来源等问题。对于种种学术不端行为,留学生如何防范?在ChatGPT时代,出国留学如…

ktutil编写生成keytab文件的脚本、通过keytab文件认证用户

文章目录 1. 生成keytab文件脚本2. 通过keytab文件认证3. 查看认证的用户4. 失效认证的用户 1. 生成keytab文件脚本 生成keytab文件的脚本 vim generate_kb.sh #!/usr/bin/bash ktutil <<EOF add_entry -password -p $1 -k 1 -e arcfour-hmac $2 write_kt $3 EOF示例&am…