计算机硬件基础

单指令流单数据流（SISD）：结构：控制部分、处理器和主存模块都是一个，为单处理器系统；多指令流单数据流（MISD）：结构：控制部分多个，处理器一个，主存模块多个，被证明不可能，目前没有。

计算机硬件基础

• 1.1 数据的表示（※※※）
  • 考点一：数据的表示
    • 1、R进制的表示：原则是逢R进一
    • 2、R进制转换为十进制：按权展开
    • 3、十进制转二进制：短除法
    • 4、小数转化为十进制：乘2
    • 5、二进制、八进制、十六进制之间的关系
    • 6、 计算机中的原码、反码、补码
      • 取值范围
      • 负数的三码
  • 考点二：逻辑运算
    • 或、与、非、异或
• 1.2 计算机体系的组成与体系结构（※※※）
  • 考点三：计算机体系结构
    • 总线：数据、地址、控制
    • 组成部分：
    • CPU
      • 运算器
        • 1、算术逻辑单元ALU
        • 2、累加寄存器
        • 3、数据缓冲寄存器
        • 4、状态条件寄存器
      • 控制器
        • 1、数据计数器PC
        • 2、指令寄存器IR
        • 3、指令译码器
        • 4、时序部件
  • 考点四：指令系统基础-寻址方式
    • 1、组成：操作码＋地址码
    • 2、寻址方式
      • 立即寻址
      • 变址寻址
      • 直接寻址
      • 间接寻址
      • 寄存器寻址
      • 寄存器间接寻址
  • 考点五：CISC与RISC
    • CISC（复杂）：数量多，使用频率小，支持多种寻址方式，微程序控制技术
    • RISC（精简）：数量少，使用频率大，支持寻址方式少，用硬布线逻辑控制为主适合流水线，优化编译，有效支持高级语言
  • 考点六：Flynn
    • 单指令流单数据流（SISD）：结构：控制部分、处理器和主存模块都是一个，为单处理器系统
    • 单指令流多数据流（SIMD）：结构：控制部分为一个，处理器和主存模块为多个，各处理器以异步形式处理同一条指令，并行处理机，阵列处理机，超级向量处理机
    • 多指令流单数据流（MISD）：结构：控制部分多个，处理器一个，主存模块多个，被证明不可能，目前没有
    • 多指令流多数据流（MIMD）：结构：控制部分、处理器和主存模块都是多个，能实现作业、任务、指令等并行处理，多处理系统，多计算机
  • 考点七：流水线计算
    • 指令运行过程：取指→分析→执行
    • 流水线执行时间：（t1＋t2＋t3）＋（n-1）t1，t1为流水线周期，表示执行时间最长的一段
    • 流水线技术指标
      • 吞吐率：Tp=n/Tk
        • n为指令条数，Tk为执行n条指令所需要的时间
      • 加速比：S=Ts/Tk
        • Ts为不适用流水线的用时
      • 效率
• 1.3 存储系统（※※※）
  • 考点八：存储系统结构
    • 主存
      • RAM（随机存储器）掉电丢失
        • DRAM：动态随机存储器
        • SRAM：静态随机存储器
      • ROM（只读存储器）掉电不丢失
    • 缓存
      • cache：高速缓存，实现和CPU和主存之间的速率问题
    • 存储器存储方式
      • 顺序存取（磁带）、直接存取）（硬盘）、随机存取（内存）、相联存取（cache）
  • 考点九：主存储器基础-组成
    • 存储的容量是由多个存储芯片配合加以控制构成的存储电路
    • 计算：W * B ，通常考题就是芯片的个数和容量
      • W：存储单元数量，B：表示每个W由多少个位组成
    • 题目类型：给一个地址空间，计算容量
  • 考点十：Cache
    • 平均系统访问时间t3：t3=h*t1＋（1-h）*t2
      • h为cache的命中率，t1是cache平均访问周期，t2位主存访问时间
    • 淘汰算法
      • 先进先出、最近最少使用算法、随机算法
  • 考点十一：RAID技术
    • RAID 0 :磁盘利用率100%，速度快，可靠性差
    • RAID 1：磁盘利用率50%，效率不高，可靠性高
    • RAID 3 ：磁盘利用率（n-1）/n
    • RAID 5：磁盘利用率（n-1）/n
    • RAID 6：磁盘利用率（n-2）/n
    • RADI 2.0 ：优势：重构快，自动负载均衡、系统性能提升、自愈合
• 1.4 可靠性（※※）
  • 可靠性：
    • 失效率
    • 平均无故障时间MTBF
    • 平均故障修复时间 MTTR
    • 可用性
      • 计算，串行和并行方式的计算