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