笔记书写于03-02
数据的表示🔢
不同进制的转换方式
- 按权展开法（R进制转为10进制）
- 短除法（十进制转R进制）
- 二进制转八进制和十六进制
原码反码补码
- 数值的表达
移码是在做浮点运算时的阶码时使用，如果将移码放在数轴上我们会发现，正数在后面，负数在前面，这样子就很漂亮
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数值的取值范围
因为补码的+0和-0都是0000 0000，所以负数多了一个数值
浮点数运算
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浮点数运算
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对阶
比如9.99*10^5 + 1*10^3，对阶变成9.99*10^5+0.01*10^5
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尾数计算
计算得到10*10^5
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结果格式化
需要格式化为1*10^6
计算机结构
- 运算器（做运算的职能）
- 算术逻辑单元ALU——跟运算相关
- 累加寄存器AC——通用运算寄存器，存运算相应的值
- 数据缓冲寄存器DR——对内存储器进行读写操作时，用来暂存数据的
- 状态条件寄存器PSW——用来存储运算过程中的相关标志位的，有些会溢出，进位，中断都会存在里面
- 控制器（控制部件的相关运作，控制CPU的运作）
- 程序计数器PC——获取下一条指令的位置
- 指令寄存器IR
- 指令译码器
- 时序部件
Flynn分类法
计算机体系结构的分类方法
CISC与RISC
流水线技术
概念
计算机在执行指令时候，分为三个步骤
那么有无使用流水线的时候，是这样的
流水线的计算
- 流水线 周期 指的是执行时间最长的一段（取指，分析，执行中选择）
- 流水线的 执行时间
- 一条指令执行时间+（指令条数-1）*流水线周期
- 一条指令的执行时间
- 理论上是一条指令各操作加起来的时间和
- 如果考试中找不到正确答案，可能用的是实践公式，就是把一条指令的各操作的时间看成周期时间，然后再加起来
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流水线的 吞吐率 计算
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流水线的 最大吞吐量 ——1/周期
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流水线的 加速比 计算
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流水线的 效率
也就是阴影面积/总面积
存储系统
层次化存储结构
从上到下，速度降低，存储空间变大，基于性价比考虑才做成这样
- 加入Cache的作用
- 存储的内容是内存(主存)的部分内容，内容很少，存储的主要是内存中经常使用的东西
- Cache是按内容存取，即是
相联存储器，可以快速查找内容
Cache
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Cache的命中率
CPU找数据时，先向Cache找，再向内存找，直接从Cache找到的概率为命中率
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Cache+主存储的系统平均周期
Cache的读取时间*命中率+主存储器的读取时间*(1-命中率)
局部性原理
主存
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主存的分类
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主存的编址
磁盘结构与参数
总线系统
- 内部总线——外围芯片和处理器之间的总线(芯片级)
- 系统总线——插线板和系统板之间的中线（插件级别)VGA接口PCI接口
- 数据总线
- 32位系统的一个字代表32的bit位，及总线宽度为32个bit位，一次传输的数据量
- 地址总线
- 32位系统，代表地址空间为2^32次方，4G，则可以管理的的空间为4G
- 控制总线——发送控制信号的总线
- 数据总线
- 外部总线——与外部设备的总线
可靠性
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串联系统
比如说一个系统的失效率为0.0003，则它的无障碍运行时间为3333小时，用1/0.0003求得
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并联系统
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模冗余系统
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混合系统
校验码
码距和检错和纠错
循环检验码CRC
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模2除法（使用异或）
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实例——生成的编码
之后把传输后的码与多项式再次模2，结果为0即无错误
海明检验码
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校验位的位数
2^r>=x+r+1 x为信息位的个数，r为校验位的个数
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放校验位的位置
分别放在第2^0，2^1，2^n次的位置
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校验位的计算
比如说信息位在第7位，则7=2^2+2^1+2^0，则第一，二个检验位在计算时要和该信息位异或
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纠错方法
收到的信息中提取信息位再次计算从而生成新的校验位，与收到信息中得信息位进行异或，如果异或得到001，则代表收到得信息的第一位是错的，需要更改
