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root((计算机硬件))
校验码
计算机硬件和指令
指令系统的CISC和RISC
指令的处理操作
存储系统
输入和输出技术
总线
计算机硬件
校验码
码距： 就单个编码A:00而言，其码距为1，因为其只需要改变一位就变成另一个编码。在两个编码中，从A码到B码转换所需要改变的位数称为码距，如A:00要转换为B:11，码距为2。一般来说，码距越大，越利于纠错和检错
种类
- 奇偶校验码
- 海明校验码
- 循环冗余（CRC）校验码
- CRC只能检错，不能纠错
计算机硬件和指令
- 计算机的硬件基本系统由五大部分组成： 运算器、控制器、存储器、输入设备(如鼠标键盘)、输出设备(如显示器)
- CPU：运算器 和 控制器合并称为中央处理单元
- 存储器：
- 内部存储器(即内存，容量小，速度快，临时存放数据)
- 外部存储器(即硬盘、光盘等，容量大，速度慢，长期保存数据)
- 鼠标键盘等输入设备都是通过中断的原理来实现控制，点击后触发中断，首先进入中断处理程序
- 主机：CPU(运算器、控制器)、+主存储器
- CPU： 由运算器、控制器、寄存器组和内部总线组成。实现程序控制、操作控制、时间控制、数据处理功能
- 运算器的组成：
- **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)
- 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)
- 控制器： 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。控制整个CPU的工作，最为重要 - 计算机指令的组成： 一条指令由
操作码和操作数两部分组成，操作码决定要完成的操作，操作数指参加运算的数据及其所在的单元地址 - 计算机指令执行过程： 可分为取指令、分析指令、执行指令三个步骤
- 指令操作数的寻址方式：
- 直接寻址方式
- 寄存器寻址方式
- 基址寻址方式
- 变址寻址方式
- 间接寻址方式
- 相对寻址方式
指令系统的CISC和RISC
CISC是复杂指令系统： 兼容性强，指令繁多、长度可变，由微程序实现
RISC是精简指令系统：指令少，使用频率接近，主要依靠硬件实现(通用寄存器、硬布线逻辑控制)
流水线执行时间： 1条指令总执行时间+(总指令条数-1)*流水线周期
指令的流水处理操作
流水线原理：将指令分成不同段，每段由不同的部分去处理，因此可以产生叠加的效果，所有的部件去处理指令的不同段
RISC中的流水线技术： 超流水线(在每个机器周期内能完成一个甚至两个浮点操作，以时间换空间)、超标量(内装多条流水线同时执行多个处理，以空间换时间)、超长指令字VLIW(同时执行多条指令，发挥软件作用)
流水线周期： 指令分成不同执行段，其中执行时间最长的段为流水线周期
流水线吞吐率计算： 吞吐率即单位时间内执行的指令条数。
公式：指令条数/流水线执行时间
存储系统
计算机采用分级存储体系的主要目的： 是为了解决
存储容量、成本和速度之间的矛盾问题
**两级存储映像为：**Cache-主存、主存-辅存(虚拟存储体系)
存储器的分类
- 按存储器所处的位置分：**内存、外存
- 按存储器构成材料：**磁存储器(磁带)、半导体存储器、光存储器(光盘)
- 按存储器访问方式： 按地址访问、按内容访问(相联存储器)
- 按寻址方式： 随机存储器(访问任意存储单元所用时间相同)、顺序存储器(只能按顺序访问，如磁带)、直接存储器(二者结合，如磁盘，对于磁道的寻址是随机的，在一个磁道内则是顺序的)
- 高速缓存Cache： 用来存储当前最活跃的程序和数据，直接与CPU交互，位于CPU和主存之间，容量小，速度为内存的5-10倍，由半导体材料构成。其内容是主存内存的副本拷贝，对于程序来说是透明的
磁盘
磁盘结构和参数： 磁盘有正反两个盘面，每个盘面有多个同心圆，每个同心圆是一个磁道，每个同心圆又被划分为多个扇区，数据就被存放在一个个扇区中
存取时间 = 寻道时间 + 等待时间(平均定位时间+转动延迟)
注意：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转到磁头下方所用的时间
磁盘调度算法
磁盘数据的读取时间分为 寻道时间 和 旋转时间，也即先找到对应的磁道，而后再旋转到对应的扇区才能读取数据，其中寻道时间耗时最长，需要重点调度
- 先来先服务FCFS
- 最短寻道时间优先SSTF
- 扫描算法SCAN：又称“电梯算法”
- 单向扫描调度算法CSCAN
输入和输出技术
内存与接口地址的编址方法：内存与接口地址独立编址 和 内存与接口地址统一编址
总线
总线从广义上讲，任何连接两个以上电子元器件的导线都可以称为总线
分类：内部总线、系统总线、外部总线
- 内部总线： 内部芯片级别的总线，芯片与处理器之间通信的总线
- 系统总线： 板级的总线，用于计算机内各部分之间的连接
- 数据总线(并行数据传输位数)
- 地址总线(系统可管理的内存空间的大小)
- 控制总线(传送控制命令)
- 外部总线： 设备一级的总线，微机和外部设备的总线
- RS232(串行总线)
- SCSI(并行总线)
- USB(通用串行总线，即插即用，支持热插拔)
并行总线适合近距离高速数据传输，串行总线适合长距离数据传输，专用总线在设计上可以与连接设备实现最佳匹配
总线计算
- 总线的时钟周期 = 时钟频率的倒数
- 总线的宽度(传输速率) = 单位时间内传输的数据总量 / 单位时间大小