2019-03-27 计算机基础知识总结

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CPU 的功能与组成

计算机的基本硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。
CPU=运算器+控制器+寄存器+内部总线。
CPU功能：程序控制 操作控制 时间控制 数据控制。

运算器

算数逻辑单元(ALU): 负责处理数据，数据运算。
累加寄存器（AC）: 为ALU提供一个工作区, 通用寄存器。
数据缓冲寄存器(DR)：暂存一条指令。
状态条件寄存器(PSW): 存状态标志与控制标志。

控制器

指令寄存器(IR)：存储执行指令。 对用户完全透明
程序计数器(PC)：寄存信息、计数，存储下一条要执行的指令。
地址寄存器(AR)：内存单元地址。
指令译码器(ID)：指令译码。

数据表示

原码
反码
补码
移码

浮点数

如果浮点数的阶码（包含1位阶符）用R位的移码表示，尾数（包含1位数符）用M位的补码表示，则这种浮点数所能表示的最大的正数为
+（1-2^{（-M+1）*(2}(2^(R-1)-1))） 最小负数为-1*(2⁽²(R-1)-1))
阶码决定范围 尾数决定精度
对阶 阶码小的数右移

校验码

奇偶校验码： 只能校验奇数位 不能纠正
海明码 ： 2^k >= n + k + 1
循环冗余校验码

计算机体系结构

宏观：单处理系统、并行处理系统、分布式处理系统。
微观：flynn(SISD SIMD MISD（X） MIMD)、handler

指令系统

CISC复杂指令 多 慢
RISC精简指令 少 快
指令流处理：取指 分析 执行
求最长时间 k：总条数 n: 几步 t: 花费最长时间
实践公式: (k + n - 1)t
理论公式：(k1+k2+k3) +(n-1)t
时间指令 < 机器指令 < 执行指令

存储结构的层次

通用寄存器 - catch - 主存- 磁盘 - 光盘

存储器

读写存储器RAM：主存 断电消失
只读存储器ROM：硬盘 无影响

cache

直接映射
全相连
组相连
在全相连映射 直接映射 组相连映射中 块冲突概率最小的是组相连。
cache命中：
若tc表示命中时cache的访问时间，tm表示未命中时主存的访问时间，h表示cache的命中率，则：ta= htc + (1-h)tm

输入输出

直接程序控制
中断方式
DMA:不需要CPU干涉
IOP
中断向量可以提供中断服务程序的入口地址

总线

内部总线、系统总线、外部总线

加密技术

对称加密：DES, 三重DES, RC-5, IDEA, AES
非对称加密：公钥加密 私钥解密 私钥签名 公钥验签。

1．为实现程序指令的顺序执行，CPU______中的值将自动加1。
A．指令寄存器（IR）
B．程序计数器（PC）
C．地址寄存器（AR）
D．指令译码器（ID）
2．以下关于计算机系统中断概念的叙述中，正确的是______。
A．由I/O 设备提出的中断请求和电源掉电都是可屏蔽中断
B．由I/O 设备提出的中断请求和电源掉电都是不可屏蔽中断
C．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
D．由I/O 设备提出的中断请求是不可屏蔽中断，电源掉电是可屏蔽中断
3．计算机指令一般包括操作码和地址码两个部分，为分析执行一条指令，其______。
A．操作码应存入指令寄存器（IR），地址码应存入程序计数器（PC）
B．操作码应存入程序计数器（PC），地址码应存入指令寄存器（IR）
C．操作码和地址码都应存入指令寄存器（IR）
D．操作码和地址码都应存入程序计数器（PC）
4．从认证中心CA 获取用户B 的数字证书，该证书用______作数字签名，从用户B 的数字证
书中可以获得B 的公钥。
A．CA 的公钥
B．CA 的私钥
C．B 的公钥
D．B 的私钥
BCCB