【软件设计师-从小白到大牛】上午题基础篇:第一章 计算机组成与体系结构(3)

简介: 检错是指可以检查出错误;纠错是指可以在检查出错误的基础上纠正错误。

十一、随机存储器与只读存储器

主存可分为随机存储器和只读存储器

image.png

主存编址

image.png

相关公式:


存储单元个数=最大地址-最小地址+1

总容量=存储单元个数 * 编址内容(字节/字)=单位芯片容量 * 芯片数

1B(字节)=8bit

1K=210

1M=210K=220

1G=210M=220K=230

(注:下图来自前言中up主视频)

(说明:计算机有关方面的单位转换)

(注:下图来自前言中up主视频)

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(说明:十进制、二进制、八进制、十六进制中的数码表示;十六进制 10 ~ 15 用 A ~ F 表示)

(注:下图来自前言中up主视频)

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(说明:常见二的幂次对应十进制数)

输入输出(I/O)控制方式(补充)

1.程序查询方式

(注:下图来自前言中up主视频)

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(说明:程序查询方式特点)


2. 中断驱动方式

(注:下图来自前言中up主视频)

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(说明:中断驱动方式特点)

3. 直接存储器存取方式(DMA)

(注:下图来自前言中up主视频)

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(说明:直接存储器存取方式(DMA)特点)

真题链接

由I/O设备提出的中断请求是可屏蔽中断,电源掉电是不可屏蔽中断。

采用 中断方式和DMA方式 控制技术时,CPU与外设可并行工作。

在输入输出控制方法中,采用 DMA 可以使得设备与主存间的数据块传送无需CPU干预。

DMA工作方式下,在 主存与外设 之间建立了直接的数据通路。

CPU是在 一个总线周期 结束时响应DMA请求的。

采用DMA方式传送数据时,每传送一个数据都需要占用一个 存储周期。

十二、磁盘工作原理

image.png

磁头定位到磁道来读取信息 。


存取时间=寻道时间+等待时间(平均定位时间+转动延迟)


注:寻道时间是指磁头移动到磁道所需的时间;等待时间为等待读写的扇区(物理块)转到磁头下方所用的时间。


单缓存区只能等缓存区的数据处理完才能对下一个数据进行读取(需再转一圈回来)。


十三、计算机总线

总线分为三种类型:内部总线、系统总线、外部总线


内部总线通常指微机内部各个外围的芯片与处理器之间的总线(芯片级别)。


系统总线指微机中各个插件板和系统板之间的总线(插件板级别)。eg.PCI接口


数据总线(DB):用来传送数据信息,是双向的。

地址总线(AB):用来传送CPU发出的地址信息,是单向的。

控制总线(CB):用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。

(口诀:数地控)


外部总线指微机和外部设备的总线。

真题链接

总线包括 数据总线,地址总线,控制总线。

在计算机系统中采用总线结构可以 减少信息传输线的数量。

总线复用方式可以 减少总线中信号线的数量。

单总线结构在一个总线上适应不同种类的设备,通用性强,但是 无法达到高的性能要求,而专用总线则可以与连接设备实现最佳匹配。

PCI总线是并行内总线,SCSI是并行外总线。

PCI总线是并行内总线,SCSI总线是并行外总线。(重复考)

十四、计算机可靠性相关计算

R代表可靠性,λ代表失效率


串联系统

image.png

并联系统

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注:μ为系统的失效率,但不建议使用此公式,可以算出系统可靠性后用1来减去系统可靠性求得 。

模冗余系统与混合系统(不常考)

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注:m 代表子系统总个数,n+1代表只要有n+1或n+1个以上的子系统能正常工作,系统就能正常工作。

十五、校验码

检错和纠错

检错是指可以检查出错误;纠错是指可以在检查出错误的基础上纠正错误。


(注:下图来自前言中up主视频)

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(说明:码距为2才具有检错能力,码距不小于3才可能有纠错能力)


码距

一个编码系统的码距是整个编码系统中任意(所有)两个码字的最小距离。(也就是改变最少位数变成另一个合法码字的这个位数就是码距的长度)。

image.png


码距与检错、纠错的关系

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循环校验码CRC(可检错不可纠错)


原理:利用生成多项式为k个数据位产生r个校验位拼接在尾部来进行编码。

模2除法:指在做除法运算的过程中不计其进位的除法。

除数几位取被除数前几位,然后上商,对下面数进行 按位异或。

模2除法过程:

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普通除法过程:

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注:上述数字均为 二进制数。

生成多项式转二进制形式:x的多少次方指示对应二进制位是0还是1,即若存在x的几次方,2的几次方的二进制位就为1,否则为0。eg.x4+x3+x+1对应的二进制形式为11011。

在原始报文后补生成多项式对应二进制位数减1个0,然后用其除生成多项式对应的二进制形式的数,最后把余数替换一开始所补的0,得到CRC编码。(得到的CRC编码与生成多项式的二进制形式的数的模2除法余数为0)。

海明校验码(既可检错也可纠错)


校验位 在完成后的信息编码的 2的次方 位置上,其他位为信息位(数据位)。

设数据位是n位,校验位是k位,则n和k必须满足: 2k-1>=n+k。

校验位数字的确定(信息位数字即为信息中对应位上的数字):将信息位的位数写成2的次方之和的形式,2n位上的校验位的数等于信息位的位数拆成2的次方后包含2n的信息位的数字的异或。例题如下

image.png

检错纠错方法:按原本产生校验位的方法产生校验位,与收到信息的校验位进行 按位异或,若结果为0,则无错;若存在1,则哪位有1哪位出错了,将对应为数字取反就可纠正。

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