软考计算机系统笔记

Posted 2023-03-29 nie2459010516

计算机系统

• cpu
• 运算器
• 控制器
• 补码特性 与原反补表示范围
• 浮点数
• 规格化浮点数
• 寻址
• 奇偶校验码
• 海明码
• 循环冗余校验码
• RISC与CISC
• 流水线公式（指令流水线）
• 存储器
• cache
• cache地址映像
• • 替换法
• 中断
• 输入输出 控制方式
• 总线
• 加密技术与认证技术
• 加密技术（解决窃听）
• 认证技术
• 数字证书
• 加密算法
• 可靠性公式

cpu

用户可见：通用寄存器组、程序状态字寄存器（PSWR)、程序计数器（PC）、累加寄存器（ACC） 用户不可见：指令寄存器（IR）、暂存寄存器（DR）、存储器地址寄存器（MAR）存储器数据寄存器（MDR）

数据寄存器是一个中转站
指令寄存器 ir 保存暂存指令
地址寄存器 保存当前cpu所访问的内存单元地址
程序计数器 保存的是下一条指令的地址
指令译码器 id是识别指令的符号

状态寄存器 标志运算的结果 类似 0（）状态寄存器是运算器中的部件， 主要是标志运算的结果 进位/溢出等

运算器

---

控制器

      二进制如何凑成十进制

比如45这个 数 把二进制从1写到比这个数小但不超过这个数的停下来，32比45小 写个1剩余13 他比16大写0 13比8大写个1 剩余5 5比4大写个1 剩余1 比2小写个0
正数的反码是原码本身，负数的反码是符号位不变数值位按位取反。补码：原码加1
在补码表示中，0有唯一的编码 正0的补码和负0的补码都是0000000

补码特性 与原反补表示范围

**对补码再求一次补码的话等于它的原码 **

如下图 2的n次方-1是是减去符号位 再减1是因为从0开始 比如10是0到9这样

补码算出来为-128因为补码为100000001如果减去1的话就相当于-127-1等于-128

浮点数

---

浮点数的加减要进行对介如下图 就是只用把0.1和0.2相加后面的照抄

如果阶数不同的话如下

---

纯小数是小于1的。对接要小阶对向大阶

尾数不能增加原来几位经过对阶后还是几位

规格化浮点数

---

在计算机中，并不用某个二进制位来表示小数点，而是隐含规定小数点的位置。若约定小数点的位置是固定的，这就是定点表示法。

寻址

cpu指令有操作码和地址码组成。（内存得到的是地址，根据地址得到操作数）。根据地址寻找操作数的过程叫做寻址

---

寄存器寻址比内存里拿的快，但是肯定没有立即寻址快

---

寄存器间接寻址就是先去寄存器里找到地址发现是内存的地址然后再去内存里寻找到

---

题目中转移。程序计数器 保存下一条即将执行指令的地址
ar地址寄存器保存的是当前cpu所访问的内存单元地址

奇偶校验码

比如1010这个数传到另外一个位置可能传错 1011这时候校验码就有了用途

上图只能检测除奇数位出错的代码意思是当错个数有奇数个才能检测除

出错检测出

出错 检测不出。因为传过去的1还是奇数个

---

偶校验是表示1的个数为偶数个，奇校验是表示1的个数为奇数个
简单理解：无校验码，两个数之间最少可以有1个位置是不同的，比如0001 和 0010。加了校验码之后，无论怎么找，两个数之间最少也有2个位置不一样，记住结论就好了

码距就是两个数比较有几个不同

海明码

=2检查错误，大于等于3可能纠错

循环冗余校验码

它可以检错但是不能纠错

---

RISC与CISC

流水线公式（指令流水线）

**第一条指令的执行时间+（n-1）×（最长段的时间） **

下面的执行100次 普通的顺序执行需要60秒 而流水线公式只需要30.3

不采用流水线的值除以采用流水线的值得到加速比。60除30.0=1.98.。。 百分之198的效率。

操作周期：取最长时间段

吞吐率：取最长时间段的倒数

执行n条指令的吞吐率：n除流水线公式

存储器

空间和时间局部性 比如cpu访问一个内存单元，空间局部性的话会把周围的也访问了，如果是时间局部性的话 他会在其他时间多次访问这个内存。

cache

提高cpu访问主存的效率

cache地址映像

替换法

cache里面副本存满了，就是用替换法把之前的替换掉

---

题目会说：线性增加 错误选项

---

直接映像冲突多，全相联映像冲突少。因为全相联中主存块号只能有一个，必须是未满的状态才能使用。而直接映像没有这个前提可以随意用

（3）组相联映像 同组只能映像到同组。组里面的块可以映像到对面任意的块。但是前提是空的。冲突较少

cache与主存地址的映射是由硬件自动完成的

cache与主存地址的映射由硬件自动完成

中断

中断向量：相应中断请求就是根据中断向量相应的。它可以提供中断服务程序的入口地址

中断响应时间：发出中断请求开始，到进入中断服务程序

保存现场：返回来执行源程序

输入输出 控制方式

1.程序查询方式

2.中断驱动方式

3.直接存储器方式（DMA）

总线

地址总线宽度根据容量而定，字长为数据总线宽度

加密技术与认证技术

加密技术（解决窃听）

一。对称加密（私有密钥加密）
加密和解密是同一把密钥，只有一把密钥
（有缺陷）
但也有优点：1加密解密速度很快
2.适合加密大量铭文数据
二。非对称加密（公开密钥加密）
加密和解密不是同一把密钥一共有两把密钥。
分别是公钥和私钥

公钥是所有人都有的

用公钥加密只能用私钥解密，用私钥加密只能用公钥解密。
不能通过一把推出另一把

用接收方的公钥加密明文可以实现防止窃听的效果

密钥的分发没有缺陷
1.加密解密速度很慢

三。混合加密
密钥套娃 改变非对称加密速度慢的缺陷。原理是用堆成密钥加密后在用对方的公钥加密一下（传过去的是对称密钥，对称密钥加密，公钥加密）

认证技术

解决篡改，假冒，否认

数字证书

用于1身份认证，我要知道这个公钥是不是他的，还是被人篡改的

公钥用于加密 验证 私钥用于解密签名

加密算法

非对称加密技术有RSA,ECC,DESA

总结

可靠性公式