一、資料的表示

1.R進位制轉十進位制：按權展開發法，例如二進位制：10100.01 = 1*2⁴ + 1*2² + 1*2^-2

2.十進位制轉R進位制：短除法，例如：將14轉換為二進位制

2 | 14 餘 0

2 |7 餘1

2 | 3 餘1

2 | 1 餘1

得到結果為：1 1 1 0

3.二進位制和八進位制，十六進位制的轉換：分段法。

4.碼數

原碼：原本的二進位制數,最高位為符號位，1為負，0為正。 範圍：-（2^n-1-1）~ 2^n-1-1

反碼:正數與原碼相同，負數符號位不變，其他位按位取反 範圍：-（2^n-1-1）~ 2^n-1-1

補碼：正數與原碼相同，負數為反碼加1 範圍：-2^n-1

移碼：補碼首位取反，一般用作浮點運算中的階碼。

5.資料的表示-浮點數運算

N = M * R^e，M為尾數，R為基數，e為指數，計算方式：低位向高位對階⇒尾數相加（減）⇒結果格式化（小數點前只能是一位）

二、計算機結構

1.主機機構：

運算器：

①算數邏輯單元ALU

②累加暫存器AC

③資料快取暫存器DR

④狀態條件暫存器PSW：儲存運算過程中的相關標誌位

控制器：

①程式計數器PC

②指令暫存器IR

③指令譯碼器

④時許部件

三、Flynn分類法：一種計算機體系結構的分類法

指令流和資料流：

單指令流單資料流SISD：控制部件一個，處理器一個，主存模組一個。例如：單處理器系統

單指令流多資料流SIMD：控制部分一個，處理器多個，主存模組多個。例如：陣列處理器

多指令流單資料流MISD：目前沒有

多指令流多資料流MIMD：控制器多個，處理器多個，主存模組多個。

四、CISC和RISC

五、流水線技術：在程式執行過程中多條指令重疊操作的一種準並行處理實現技術

1.流水線週期為執行時間最長的一段。

2.流水線計算公式為：1條指令執行時間+（指令數-1）*流水線週期

3.流水線吞吐率：單位時間內流水線完成的任務數量，計算公式：吞吐率 = 指令條數 / 流水線執行時間

流水線最大吞吐率：= 1 / 流水線週期

4.流水線的加速比：完成同一批任務不使用流水線所用的時間和使用流水線時間的比值。

計算流水線加速比的公式：S = 不適用流水線執行時間 / 使用流水線執行時間

5.流水線的效率：流水線的裝置利用率。E = n個任務佔用的時空區 / k個流水段的總時空區

六、儲存系統

CPU：暫存器，儲存速度最快，容量最小。

cache：快取記憶體儲存器

①功能：提高CPU資料輸入輸出的速率。

②Cache+主存的系統的平均時間= （cache訪問命中率）* cache週期時間 + （1-cache命中率） * 主存週期時間

③區域性性原理：計算機在處理事件和程序時，某些時段會集中讀取某些空間資料的情況。

④工作集：程式執行時被集中訪問的頁面集

記憶體（主存）：

①隨機存取儲存器（RAM）：特點：斷電後儲存資訊丟失

②只讀儲存器（ROM）：特點：斷電後儲存資訊仍在。

編址

記憶體地址從AC000H到C7FFFH，共有 112 個地址單元。若該記憶體地址按字（16bit）編制，由28個儲存器晶片構成。已知每個儲存器晶片有16K個儲存單元，則該晶片每個儲存單元儲存 4 位？

(C7FFFH + 1) - AC000H = C8000H - AC000H = 1C000H = 0001 1100 0000 0000 0000 =0001 1100 00K = 2⁶ +2⁵ + 2⁴ = 64 + 32 + 16 = 112k

儲存位數 = （地址單元 * 編址位數） / （晶片數 * 晶片儲存單元） = （112 * 16 ） / （32 * 16） = 4

外存（輔存）：

①磁碟機構與引數

存取時間 = 尋道時間 + 等待時間

七、匯流排系統

根據匯流排位置不同分為：

①內部匯流排

②系統匯流排

資料匯流排：傳輸資料

地址匯流排

控制匯流排：傳送相應的控制訊號

③外部匯流排

八、可靠性

系統可靠性分析

①串聯絡統：R = R₁ * R₂ *R₃ *.........R_n

②並聯系統：R = 1- （1-R₁）× （1- R₂）× .........×（1-R_n）

N模冗餘模型與混合系統

冗餘模型：多個系統獨立，通過表決器採用少數服從多數的原則輸出結果。

混合系統：串聯和並聯混合

九、校驗碼

差錯控制-CRC與海明校驗碼

碼距：編碼系統中所有碼字之間的最小距離。

①迴圈校驗碼CRC：只能進行檢錯，不能進行糾錯

模二除法：除法運算中不計其進位的除法

例如：10111對110進行模二除法：

海明效驗碼：既能檢錯也能糾錯。

①求海明校驗碼的校驗位：2^r >= x+r+1,r為校驗碼的位數，x為資訊位

②求校驗碼的位置海明校驗碼方法中，校驗碼的位置是固定的，從2^0位，2^1 位 --> 2^2位 ... 2^n位 ,總個數為K位

③畫圖表：註釋： 我分別把七個位置用1~7來表示了 在填寫資訊為的時候也要把高位的資料填到高的位置 ，例如1011 就要類似圖中的填法

④

計算校驗位的值，也是最為關鍵的一步 。

確定校驗位的分組原則：每個位數都由R1、R2、R3中的一或若干個所確定。

說明：1由第一位R1來校驗；2由第二位R2來校驗；由於3=1+2（1和2指的是位數，都是2的n次方）所以3由第一位R1和第二位R2校驗，4由第四位R3校驗，5和3道理是一樣的，5=1+4（2^0+2^2）;6=2+4;7=1+2+4來校驗，一次類推；

畫表如下所示：

⑤

進行彙總，看每個校驗位都確定了哪一位。

R1：1、3、5、7

R2：2、3、6、7

R3: 4、5、6、7

第五步：用亦或運算求出R1、R2、R3的值：（以R1為例）

普及：參加運算的兩個物件，如果兩個相應位為“異”（值不同），則該位結果為1，否則為0。多個異或運算時，從左至右依次異或

第二行是對應的資訊位上的數，如圖求出R1=1

以此類推，求出值表如下

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