软考软件设计师常考知识点:(一)计算机组成与体系结构

一、数据的表示

考点1:进制转换

|---------|---------------------|--------|--------|
| 进制 | 数码 | 基数 | 位权 |
| 十进制(D) | 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 | 10 | 10k |
| 二进制(B) | 0,1 | 2 | 2k |
| 八进制(O) | 0~7 | 8 | 8k |
| 十六进制(H) | 0~9,A,B,C,D,E,F | 16 | 16k |

1.加权法/按权展开法

R进制转十进制使用按权展开法,其具体操作方式为:将R进制数的每一位数值用Rk形式表示,即幂的底数是R,指数为k,k与该位和小数点之间的距离有关。当该位位于小数点左边,k值是该位和小数点之间数码的个数,而当该位位于小数点右边,k值是负值,其绝对值是该位和小数点之间数码的个数加1。

加权法/按权展开法:简单来说,把每一位的数和当前位的权值相乘后的结果累加起来。

2.短除法/除基取余法

十进制转R进制使用短除法(循环除基直到商到0,从下往上取余数)。

3.凑位权法

十进制转二进制使用凑位权法。使用多个位置的权重凑成。

4.三分法/四分法

二进制转八进制与十六进制

考点2:码制(原码/反码/补码/移码)

原码: 最高位是符号位,其余低位表示数值的绝对值,直接表示该数据(0表示正数,1表示负数)。

反码: 正数的反码与原码相同,负数的反码是在负数原码基础上数值位取反(符号位不变)。

补码: 正数的补码与原码相同,负数的补码是在负数反码基础上末位补1(符号位参与运算)。

移码: 无论正负数,都是把补码的符号位取反。

二、校验码

考点1:奇偶校验码

1.校验码基础知识

码距:任何一种编码都由许多码字构成,任意两个码字之间最少变化的二进制位数就称为数据校验码的码距。

2.奇偶校验编码

奇偶校验码的编码方法是:由若干位有效信息(如一个字节),再加上一个二进制位(校验位)组成校验码。

奇校验:整个校验码(有效信息位和校验位)中"1"的个数为奇数。

偶校验:整个校验码(有效信息位和校验位)中"1"的个数为偶数。

奇偶校验,可检查1位(奇数位)的错误,不可纠错。

考点2:海明校验码

海明校验,可检错,也可纠错。

缺点:计算复杂。

海明校验码的原理是:在有效信息位中加入几个校验位形成海明码,使码距比较均匀地拉大,并把海明码的每个二进制位分配到几个奇偶校验组中。当某一位出错后,就会引起有关的几个校验位的值发生变化,这不但可以发现错误,还能指出错误的位置,为自动纠错提供了依据。

海明校验码位数计算公式:2r≥m+r+1

其中m表示信息码位数,r表示所求的校验码位数。

三、计算机组成

考点1:CPU的组成

CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等部件组成。

运算器:

(1)算术逻辑单元ALU:数据的算术运算和逻辑运算;

(2)累加寄存器AC:通用寄存器,为ALU提供一个工作区,用于暂存数据;

(3)数据缓冲寄存器DR:写内存时,暂存指令或数据;

(4)状态条件寄存器PSW:存状态标志与控制标志(争议:也有将其归为控制器的)。

控制器:

(1)程序计数器PC:存储下一条要执行指令的地址;

(2)指令寄存器IR:当前正在执行的指令;

(3)指令译码器ID:对指令中的操作码字段进行分析解释;

(4)地址寄存器AR:保存当前CPU访问内存单元的地址;

(5)时序部件:提供时序控制信号。

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