计算机组成结构

计算机硬件组成

中央处理单元CPU

备注：考点

• 中央处理单元组成：由运算器、控制器、寄存器组和内部总线组成。
• 中央处理单元功能：实现程序控制、操作控制、时间控制、数据处理功能。
• 运算器组成：由算术逻辑单元ALU(实现对数据的算术和逻辑运算)、累加寄存器AC（运算结果或源操作数的存放区）、数据缓冲寄存器DR（暂时存放内存的指令或数据）、和状态条件寄存器PSW（保存指令运行结果的条件码内容，如溢出标志等）组成。
• 运算器功能：执行所有的算术运算，如加减乘除等;执行所有的逻辑运算并进行逻辑测试，如与、或、非、比较等。
• 控制器组成：由指令寄存器IR(暂存CPU执行指令）、程序计数器PC（存放指令执行地址)、地址寄存器AR（保存当前CPU所访问的内存地址）、指令译码器ID(分析指令操作码)等组成。
• 控制器功能：控制整个CPU的工作，最为重要，包括程序控制、时序控制等。

数据的进制转换

进制的表示：二进制、十六进制，一般在题目中会给出中文说明，如果没给出，注意二进制符号为0b、一般表示为0b0011，十六进制符号为0x或H，可表示为0x18F或18FH。

R进制整数转十进制：位权展开法，用R进制数的每一位乘以R的n次方，n是变量，从R进制数的整数最低位开始，依次为0,1,2,3...累加。

例如有6进制数5043，此时R=6，用6进制数的每一位乘以6的n次方，n是变量,从6进制数的整数最低位开始（5043从低位到高位排列：3,4,0,5）,n依次为0,1,2,3，那么最终5043=3*6⁰＋4*6¹+0*6²+5*6³= 1107。

十进制转R进制：十进制整数（除以R倒取余数），用十进制整数除以R，记录每次所得余数，若商不为0，则继续除以R，直至商为0，而后将所有余数从下至上记录，排列成从左至右顺序，即为转换后的R进制数;

例：有十进制数200，转换为6进制，此时R=6，将200/6，得商为33，余数为2；因为商不等于0，因此再将商33/6，得商为5，余数为3；再将5/6，得商为0。余数为5；此时商为0，将所有余数从下到上记录，得532。

m进制转n进制：先将m进制转化为十进制数，再将十进制数转化为n进制数，中间需要通过十进制中转，但下面两种进制间可以直接转化：

二进制转八进制：每三位二进制数转换为一位八进制数，二进制数位个数不是三的倍数，则在前面补0（原则是数值不变），如二进制数01101有五位，前面补一个0就有六位，为001 101，每三位转换为一位八进制数，001=1,101=1+4=5，也即01101=15。

二进制转十六进制：每四位二进制数转换为一位十六进制数，二进制数位个数不是四的倍数，则在前面补0，如二进制数101101有六位，前面补两个0就有八位，为0010 1101，每四位转换为一位十六进制数，0010=2,1101=13=D，也即101101=2D。

小数部分转换不考。

数的表示

机器数：各种数值在计算机中表示的形式，其特点是使用二进制计数制，数的符号用0和1表示，小数点则隐含，不占位置。

机器数有无符号数和带符号数之分。无符号数表示正数，没有符号位。带符号数最高位为符号位，正数符号位为0，负数符号位为1。

定点表示法分为纯小数和纯整数两种，其中小数点不占存储位，而是按照以下约定:

• 纯小数：约定小数点的位置在机器数的最高数值位之前。
• 纯整数：约定小数点的位置在机器数的最低数值位之后。

真值：机器数对应的实际数值。

数的编码方式

带符号数有下列编码万式：

原码：一个数的正常二进制表示，最高位表示符号，数值0的原码有两种形：+0 (0 0000000）和-0（10000000） 。

反码：正数的反码即原码；负数的反码是在原码的基础上，除符号位外，其他各位按位取反。数值0的反码也有两种形式：+0 (0 0000000）,-0 (11111111) 。

补码：正数的补码即原码；负数的补码是在原码的基础上，除符号位外，其他各位按位取反，而后末位+1，若有进位则产生进位。因此数值0的补码只有一种形式+0 = -0 = 0 0000000.

移码：用作浮点运算的阶码，无论正数负数，都是将该原码的补码的首位(符号位)取反得到移码。

正数的原码、反码、补码都是一样的

浮点数表示

例题：答案C

算术运算与逻辑运算

校验码

循环冗余校验码CRC

例题1：

例题2：答案A

① 计算CRC编码的步骤：

• 由多项式得出除数
• 信息码后面补充多项式最高指数个数个0，然后信息码与除数进行模2运算（位运算）
• 最终得出的校验码，校验码长度与多项式最高指数相同，信息码 + 校验码 即为所求的CRC编码

② CRC只能检错不能纠错

海明校验码

计算机体系结构分类

备注：考点

例题：答案AD

计算机指令

指令寻址方式

指令系统

备注：考点

例题：答案D

指令流水线

流水线计算：

例题1：答案B

例题2：答案BA

存储系统

高速缓存

例题：答案B

Cache命中率

答案：AB

主存编址

例题：答案B

总线结构

例题：答案：C

系统可靠性分析

例题：答案B

网络安全

安全威胁分类

以下这几个了解即可。

加密技术-保密性

信息摘要-完整性

数字签名-不可抵赖性

数字证书

PKI公钥基础设施

例题答案：B、C、D

例题答案：A、C