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软件设计师
1计算机组成原理与体系结构
数据的表示
计算机结构
Flynn分类法
CISC与RISC
流水线技术
存储系统
总线系统
可靠性
校验码
1.1数据的表示
1.1.1进制转换
R进制转十进制
例:
十进制转R进制
例:
1.1.2数据编码
数值1
数值-1
1-1
原码
0000 0001
1000 0001
1000 0010(-2)
反码
0000 0001
1111 1110
1111 1111(-0)
补码
0000 0001
1111 1111
0000 0000(0)
移码
1000 0001
0111 1111
1000 0000(0)
1.1.3数值表示范围
整数
原码
反码
补码
1.1.4浮点数运算
浮点数的表示:
其中称为尾数,是基数,是指数
计算过程流程:
对阶
尾数计算
结果格式化
例计算下列浮点数之和
第一步对阶,小阶对大阶
第二步尾数计算
第三步结果格式化若尾数计算结果的整数部分非个位数或者非零,那么需要格式化
若结果是则尾数需要变为,阶数减一
若结果是则尾数需要变为,阶数加一
此浮点数之和为
1.2计算机结构
/
运算器:
算数逻辑单元ALU
累加寄存器AC:是通用寄存器
数据缓冲寄存器DR:对内存储器进行读写数据时用来暂存的寄存器
状态条件寄存器PSW:存储在运算过程中相关的标志位
控制器:
程序计数器PC:程序下一条指令地址
指令寄存器IR
指令译码器
时序部件
1.3 Flynn分类法
体系结构类型
结构
关键特性
代表
单指令流单数据流SISD
控制部分:一个
处理器:一个
主存模块:一个
单处理器系统
单指令流多数据流SIMD
控制部分:一个
处理器:多个
主存模块:多个
各处理器以异步的形式执行同一条指令
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
控制部分:多个
处理器:一个
主存模块:多个
被证明不可能,至少是不实际
目前没有,有文献称流水线计算机为此类
多指令流多数据流
MIMD
控制器:多个
处理器:多个
主存模块:多个
能够实现作业、任务、指令等各级全面并行
多处理机系统
多计算机
1.4 CISC与RISC
指令系统类型
指令
寻址方式
实现方式
其它
CISC(复杂)
数量多,使用频率差别大,可变长格式
支持多种
微程序控制技术(微码)
研制周某某长
RISC(精简)
数量少,使用频率接近,定长格式,大部分为单周某某指令,操作寄存器,只有Load/Store操作内存
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
1.5流水线技术
1.5.1概念
/
1.5.2流水线计算
流水线周某某为执行时间最长的一段
流水线计算公式为:
理论公式:
实践公式:,是段某某,是指令条数,是流水线周某某
例:若指 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 混合系统
/
在系统中增加多个节点冗余系统,通过表决器选择最终结果,如R1输出1,R2输出1,Rm出问题了输出2,经过表决器最终输出1
/
混合系统就是把串联和并联串到一起。
1.9校验码
什么是检错和纠错?
检错是检查是否出错,纠错是除了检查出是否出错还要进行纠正(往往通过增加冗余信息来实现)。
什么是码距?
一个编码系统的码距是整个编码系统中任意(所有)两个码字的最小距离。
例:
若用1位长度的二进制编码。若A=1,B=0。这样A,B之间的最小码距为1。
若用2位长度的二进制编码,若A=11,B=00为例,A、B之间的最小码距为2。
若用3位长度的二进制编码,若选用111,000作为合法编码。A,B之间的最小码距为3.
码距与检错、纠错有何关系?
在一个码组内为了检测个误码,要求最小码距应该满足:
在一个码组内为了纠正个误码,要求最小码距应该满足:
1.9.1循环校验码CRC
例:原始报文为“***101”,其生成多项式为:“”。对齐进行CRC编码后的结果为?
生成多项式对应的二进制为11011,作为模二除法的除数
原始报文+多项式多项式长度-1个0
即******
/
将0011结果替换补充的0000
原始报文+CRC为:******
发送方再用同样的方法进行模二运算余数为0表示接受的数据无误
1.9.2海明校验码
/
例:求信息1011的海明码。
,确定校验码为3位:。分别放在位。
列出校验位公式。
根据公式得。
将数据加入表格,如表所示。
/
若收到的信息为:***
则:
将信息按照原来的方式计算校验位某某001,用接受到的校验位000与它做异或得001
001对应的十进制是1,表示出错的位置是1号位
2操作系统基本原理
2.1概述
/
管理系统的硬件、软件、数据资源
控制程序运行
人机之间的接口
应用软件与硬件之间的接口
进程管理
进程的状态
前驱图
PV操作
死锁问题
存储管理
段页式存储
页面置换算法
文件管理
索引文件
位示图
作业管理
设备管理
微内核操作系统
虚设备与SPOOLING技术
2.2 进程管理
2.2.1进程的状态
/
2.2.2前驱图
/
前驱图是一种用来描述程序(或进程)之间先后执行顺序的有向无环图(简称DAG, Directed Acyclic Graph)。
2.2.3进程的同步与互斥
同步亦称直接制约关系,它是指为完成某种任务而建立的两个或多个进程,这些进程因为需要在某些位置上协调它们的工作次序而等待、传递信息所产生的制约关系。进程间的直接制约关系就是源于它们之间的相互合作。
互斥亦称间接制约关系。当一个进程进入临界区使用临界资源时,另一个进程必须等待, 当占用临界资源的进程退出临界区后,另一进程才允许去访问此临界资源。
2.2.4 PV操作
临界资源:诸进程间需要互斥方式对其进程共享的资源,如打印机、磁带机等
临界区:每个进程中访问临界资源的那段代码称为临界区
信号量:是一种特殊的变量
/
/
例:
/
答案为A、C
2.2.5前驱图与PV操作
例:
/
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