软件设计师知识点

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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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