当前位置: 首页 > news >正文

软件设计师重要知识点——第一章——计算机组成与体系结构

目录

1.1数据的表示

1.2数值表示范围

1.3浮点的运算

1.4计算机结构

1.5计算机体系结构分类——Flynn

1.6指令的基本概念

1.7寻址方式

1.8CISC与RISC

1.9流水线

1.10层次化存储结构

1.11Cache

1.12主存——编址与计算

1.13总线

1.14串联系统与并联系统

1.15N模混合系统

1.16校验码


欢迎读者阅读我的文章,这个系列主要是与软件设计师相关的知识点,将这些知识点进行了一个简单的归纳和总结,所以需要一定的计算机基础,可供刚开始学的朋友和复习的朋友进行梳理。创作不易,如果喜欢的话,点个赞支持一下吧! 

1.1数据的表示

gif.latex?1227%3D1%5Ctimes%2010%5E%7B3%7D+2%5Ctimes%2010%5E%7B2%7D+2%5Ctimes%2010%5E%7B1%7D+7%5Ctimes%2010%5E%7B0%7D  (按权展开)

gif.latex?%5Cleft%20%28%2010100%20%5Cright%20%292%3D1%5Ctimes%202%5E%7B4%7D+0%5Ctimes%202_%7B3%7D+1%5Ctimes%202%5E%7B2%7D+0%3D1%5Ctimes%202%5E%7B4%7D+1%5Ctimes%202%5E%7B2%7D

二进制: gif.latex?10100.01%3D1%5Ctimes%202%5E%7B4%7D+1%5Ctimes%202%5E%7B2%7D+1%5Ctimes%202%5E%7B-2%7D

七进制:  gif.latex?604.01%3D6%5Ctimes%207%5E2+4%5Ctimes%207%5E0+1%5Ctimes%207%5E%7B-2%7D

十进制转R进制(短除法)

6fcf03ec4a9a47a8b987a590ede906f8.png

二进制转八进制与十六进制

72f429f226db4a128357144511ca057f.png

0x8E、(8E)16、8EH      H代表16进制

码制数值1数值-11-1
 0000  00011000  00011000  0010
反码0000  00011111  11101111   1111
补码0000  00011111  11110000   0000
移码1000  00010111  11111000   0000

 

1.2数值表示范围

码制定点整数定点小数
原码gif.latex?-%282%5E%7Bn-1%7D-1%29  ~  gif.latex?+%282%5E%7Bn-1%7D-1%29gif.latex?-%281-2%5E%7B-%28n-1%29%7D%29  ~  gif.latex?%281-2%5E%7B-%28n-1%29%7D%29
反码gif.latex?-%282%5E%7Bn-1%7D-1%29  ~  gif.latex?+%282%5E%7Bn-1%7D-1%29gif.latex?-%281-2%5E%7B-%28n-1%29%7D%29  ~  gif.latex?%281-2%5E%7B-%28n-1%29%7D%29
补码gif.latex?-2%5E%7Bn-1%7D  ~  gif.latex?+%282%5E%7Bn-1%7D-1%29gif.latex?-1 ~  gif.latex?%281-2%5E%7B-%28n-1%29%7D%29
移码gif.latex?-2%5E%7Bn-1%7D   ~  gif.latex?+%282%5E%7Bn-1%7D-1%29

gif.latex?-1 ~  gif.latex?%281-2%5E%7B-%28n-1%29%7D%29

 

 

 

 

 

 

 

1.3浮点的运算

表示:N=尾数×基数^指数                gif.latex?3.14%5Ctimes%2010%5E%7B3%7D

过程:对阶>尾数计算>结果格式化

1.4计算机结构

0598a113673f4a60babfac9c23a22b51.png

750a13e9432a40108173e3070c9959d7.png

1.5计算机体系结构分类——Flynn

体系结构类型结构关键特性代表
单指令流丹数据流SISD

控制部分:一个 

处理器:一个

主存模板:一个

 单处理器系统
单指令流多数据流SIMD

控制部分:一个 

处理器:多个

主存模板:多个

各处理器以异步方式执行同一条指令

并行处理机

阵列处理机

超级向量处理机

多指令流单数据流MISD

控制部分:多个 

处理器:一个

主存模板:多个

不可能,不切实际的目前没有,文献称流水线计算机为此类
多指令流多数据流MIMD

控制部分:多个 

处理器:多个

主存模板:多个

能够实现作业、任务、指令等各级全面平行多处理机系统多计算机

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.6指令的基本概念

5d62021879ff4981927d19b05be7f4bb.png

1.7寻址方式

立即寻址方式

直接寻址方式

间接寻址方式

寄存器寻址方式

寄存器间接寻址方式

1.8CISC与RISC

指令系统类型指令寻址方式实现方式其它
CISC(复杂)数量多,频率差别大,可变长格式支持多种微程序控制技术(微码)研制周期长
RISC(精简)数量少,频率相近,定长格式,大部分为单周期指令,操作寄存器,只有Load/Store操作内存支持方式少增加了通用寄存器,硬布线逻辑控制为主,适合采用流水线优化编译,有效支持高级语言

 

 

 

 

 

 

1.9流水线

流水线计算公式:一条指令执行时间+(指令条数-1)×流水线周期

(1)理论公式:(t1+t2+…+tk)+(n-1)×Δt

(2)实践公式:K×Δt+(n-1)×Δt

流水线吞吐率:TP=指令条数/流水线执行时间

流水线最大吞吐率:gif.latex?TP%28max%29%3D%5Clim_%7Bn-%3E%5Cpropto%20%7D%5Cfrac%7Bn%7D%7B%28k+n-1%29%5Ctimes%20%5CDelta%20t%7D%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B%5CDelta%20t%7D

1.10层次化存储结构

994242ebc40b407fae2935e47a456667.png

1.11Cache

gif.latex?t3%3Dh%5Ctimes%20t1+%281-h%29%5Ctimes%20t2

t3:使用“Cache+主存储器”的系统的平均周期

h:Cache的访问命中率

t1:Cache的周期时间

t2:主存储器周期时间

1-h:又称为失效率(未命中率)

e688661d01f642cc86e5dc7e37254bf1.png

1.12主存——编址与计算

1Byte=8bit(位)   总片数=总容量/每片的容量

例如:

总容量:43FFH-4000H+1=4400H-4000H=400H 

              400H×16bit=2^10×16bit

每片的容量:(2^10×16bit)/4=256×16bit

1.13总线

一条总线同一时刻仅允许一个设备发送,但允许多个设备接收

数据总线  Data Bus

地址总线  Address Bus

控制总线  Control Bus

1.14串联系统与并联系统

16370d1cb64b4446a98d187add54c62b.png

gif.latex?R%3D1-%281-R1%29%5Ctimes%20%281-R2%29%5Ctimes%20...%5Ctimes%20%281-Rn%29 

 gif.latex?%5Cmu%20%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B%28%5Cfrac%7B1%7D%7B%5Clambda%20%7D%29%5Csum_%7Bj%3D1%7D%5E%7BN%7D%5Cfrac%7B1%7D%7Bj%7D%7D

1.15N模混合系统

d91aca0eba454b79aae8c753bdb590bb.png

1.16校验码

d0f151d62c6d43349df322db09ad18f2.png

相关文章:

软件设计师重要知识点——第一章——计算机组成与体系结构

目录 1.1数据的表示 1.2数值表示范围 1.3浮点的运算 1.4计算机结构 1.5计算机体系结构分类——Flynn 1.6指令的基本概念 1.7寻址方式 1.8CISC与RISC 1.9流水线 1.10层次化存储结构 1.11Cache 1.12主存——编址与计算 1.13总线 1.14串联系统与并联系统 1.15N模混…...

编程学习心得

我来写一些,我关于编程的简单认识吧。 我觉得编程是一门艺术,也是一项技能,需要不断地学习和练习。无论是初学者还是有经验的开发人员,都需要耐心和恒心,才能够成为一名优秀的程序员。以下是一些关于编程学习的心得和…...

web获取媒体流

1. 下面例子演示了录屏和截图功能&#xff1a; <!DOCTYPE html> <html lang"en"> <head><meta charset"UTF-8"><meta http-equiv"X-UA-Compatible" content"IEedge"><meta name"viewport"…...

代码随想录算法训练营第四十二天 | 01背包问题,你该了解这些、01背包问题,你该了解这些 滚动数组、 416. 分割等和子集

打卡第42天&#xff0c;搞搞01背包。 今日任务 01背包问题&#xff0c;你该了解这些&#xff01;01背包问题&#xff0c;你该了解这些&#xff01; 滚动数组416.分割等和子集 背包问题1.0 &#xff1a;0-1 背包 有n件物品和一个最多能背重量为w 的背包。第i件物品的重量是weig…...

【Android】JNI静态与动态注册介绍

JNI的两种注册机制&#xff1a;静态注册和动态注册. 一、JNI介绍 JNI(Java Native Interface)&#xff0c;即Java本地接口&#xff0c;JNI是Java调用Native 语言的一种特性。通过JNI可以使得Java与C/C机型交互. 方式&#xff1a; 静态注册动态注册&#xff1a;需要提供Java中…...

【算法题解】22. 接雨水

这是一道 困难 题 题目来自&#xff1a; https://leetcode.cn/problems/trapping-rain-water/ 题目 给定 n 个非负整数表示每个宽度为 1 的柱子的高度图&#xff0c;计算按此排列的柱子&#xff0c;下雨之后能接多少雨水。 示例 1&#xff1a; 输入&#xff1a;height [0,…...

集合详解之(四)集合的遍历

文章目录&#x1f412;个人主页&#x1f3c5;JavaSE系列专栏&#x1f4d6;前言&#xff1a;&#x1f380;ArrayList集合forEach()方法遍历&#x1f380;for循环遍历&#xff08;针对List集合&#xff09;&#x1fa85;增强for循环&#xff08;也支持Set集合&#xff09;&#x…...

【I2C】通用驱动i2c-dev分析

文章目录1. 前言2. i2c-dev驱动的注册过程3. open_i2c_dev函数分析4. set_slave_addr函数分析5. i2c_read_bytes函数分析1. 前言 前面分析i2c-tool测试工具就是基于drivers/i2c/i2c-dev.c驱动来实现的。i2c-dev驱动在加载时会遍历所有的I2C总线(i2c_bus_type)上所有注册的adap…...

用GPT-4写代码不用翻墙了?Cursor告诉你:可以~~

目录 一、介绍 二、使用方法 三、其他实例 1.正则表达式 2.自动化测试脚本 3.聊聊技术 一、介绍 Cursor主要功能是根据用户的描述写代码或者进行对话&#xff0c;对话的范围仅限技术方面。优点是不用翻墙、不需要账号。Cursor基于GPT模型&#xff0c;具体什么版本不祥&#…...

硬件语言Verilog HDL牛客刷题day03 时序逻辑部分

1.VL21 根据状态转移表实现时序电路 1.题目&#xff1a; 某同步时序电路转换表如下&#xff0c;请使用D触发器和必要的逻辑门实现此同步时序电路&#xff0c;用Verilog语言描述。 2.解题思路 2.1 首先同步时序电路 &#xff0c; 时钟上升沿触发&#xff0c; 复位信号rst 低电…...

day31 ● 455.分发饼干 ● 376. 摆动序列 ● 53. 最大子序和

● 455.分发饼干 ● 376. 摆动序列 ● 53. 最大子序和 在本次的题目中&#xff0c;我们使用了贪心算法来解决三个问题&#xff1a;分发饼干、摆动序列、最大子序和。这三个问题都可以使用贪心算法来解决&#xff0c;而且贪心算法的时间复杂度相对较低&#xff0c;能够在较短的…...

MobTech 秒验|本机号码一键登录会泄露隐私吗

本机号码一键登录是一种新型的应用登录方式&#xff0c;它可以利用运营商的数据网关认证能力&#xff0c;实现手机号免密登录&#xff0c;提高用户体验和转化率&#xff0c;降低验证成本和流失率。本机号码一键登录支持三大运营商号码认证&#xff0c;3秒内完成手机号验证&…...

2023年供销合作社研究报告

第一章 行业概况 1.1 供销合作社概述 中华全国供销合作总社&#xff0c;是中华人民共和国全国供销合作社的联合组织。中华全国供销合作总社的前身可以追溯到1949年11月成立的中央合作事业管理局。在新中国成立初期&#xff0c;供销合作社就基本形成了自上而下、覆盖全国的组织…...

【ansible】实施任务控制

目录 实施任务控制 一&#xff0c;循环&#xff08;迭代&#xff09;--- loop 1&#xff0c;利用loop----item循环迭代任务 2&#xff0c;item---loop循环案例 1&#xff0c;定义item循环列表 2&#xff0c;通过变量应用列表格式 3&#xff0c;字典列表&#xff08;迭代嵌套子…...

49天精通Java,第11天,java接口和抽象类的异同,default关键字

目录一、什么是接口二、接口的特点三、接口和类的区别四、接口和抽象类的区别五、接口的声明方式六、default默认方法大家好&#xff0c;我是哪吒。 一、什么是接口 Java接口是一系列方法的声明&#xff0c;是一些方法特征的集合&#xff0c;一个接口只有方法的特征没有方法的…...

JAVA练习99-逆波兰表达式求值

提示&#xff1a;文章写完后&#xff0c;目录可以自动生成&#xff0c;如何生成可参考右边的帮助文档 目录 前言 一、题目-逆波兰表达式求值 1.题目描述 2.思路与代码 2.1 思路 2.2 代码 总结 前言 提示&#xff1a;这里可以添加本文要记录的大概内容&#xff1a; 4月5…...

恶意软件、恶意软件反杀技术以及反病毒技术的详细介绍

1.恶意软件简单介绍恶意软件是指在计算机系统上执行恶意任务的病毒、蠕虫和特洛伊木马的程序&#xff0c;通过破坏软件进程来实施控制。腾讯移动安全实验室发布的数据显示&#xff0c;恶意软件由多种威胁组成&#xff0c;会不断弹出&#xff0c;所以需要采取多种方法和技术来进…...

【数据库运维】mysql备份恢复练习

目录 数据库备份&#xff0c;数据库为school&#xff0c;素材如下 1.创建student和score表 2.为student表和score表增加记录 3.备份数据库school到/backup目录 4.备份MySQL数据库为带删除表的格式&#xff0c;能够让该备份覆盖已有数据库而不需要手动删除原有数据库 5.直接将My…...

刷题30-对称的二叉树

对称的二叉树 思路&#xff1a;用递归&#xff0c;首先明白递归中止的条件是什么 搬用别人的看法&#xff1a; 做递归思考三步&#xff1a; 1.递归的函数要干什么&#xff1f; 函数的作用是判断传入的两个树是否镜像。 输入&#xff1a;TreeNode left, TreeNode right 输出…...

精选简历模板

1.应届生通用简历模板&#xff08;.docx) 适用于应届生找工作的学生群体 https://download.csdn.net/download/weixin_43042683/87652099https://download.csdn.net/download/weixin_43042683/87652099 部分缩略图如下&#xff1a; 2.研究生通用简历模板&#xff08;.docx)…...

JavaScript 中的 ES|QL:利用 Apache Arrow 工具

作者&#xff1a;来自 Elastic Jeffrey Rengifo 学习如何将 ES|QL 与 JavaScript 的 Apache Arrow 客户端工具一起使用。 想获得 Elastic 认证吗&#xff1f;了解下一期 Elasticsearch Engineer 培训的时间吧&#xff01; Elasticsearch 拥有众多新功能&#xff0c;助你为自己…...

Mybatis逆向工程,动态创建实体类、条件扩展类、Mapper接口、Mapper.xml映射文件

今天呢&#xff0c;博主的学习进度也是步入了Java Mybatis 框架&#xff0c;目前正在逐步杨帆旗航。 那么接下来就给大家出一期有关 Mybatis 逆向工程的教学&#xff0c;希望能对大家有所帮助&#xff0c;也特别欢迎大家指点不足之处&#xff0c;小生很乐意接受正确的建议&…...

UDP(Echoserver)

网络命令 Ping 命令 检测网络是否连通 使用方法: ping -c 次数 网址ping -c 3 www.baidu.comnetstat 命令 netstat 是一个用来查看网络状态的重要工具. 语法&#xff1a;netstat [选项] 功能&#xff1a;查看网络状态 常用选项&#xff1a; n 拒绝显示别名&#…...

多种风格导航菜单 HTML 实现(附源码)

下面我将为您展示 6 种不同风格的导航菜单实现&#xff0c;每种都包含完整 HTML、CSS 和 JavaScript 代码。 1. 简约水平导航栏 <!DOCTYPE html> <html lang"zh-CN"> <head><meta charset"UTF-8"><meta name"viewport&qu…...

基于SpringBoot在线拍卖系统的设计和实现

摘 要 随着社会的发展&#xff0c;社会的各行各业都在利用信息化时代的优势。计算机的优势和普及使得各种信息系统的开发成为必需。 在线拍卖系统&#xff0c;主要的模块包括管理员&#xff1b;首页、个人中心、用户管理、商品类型管理、拍卖商品管理、历史竞拍管理、竞拍订单…...

C#学习第29天:表达式树(Expression Trees)

目录 什么是表达式树&#xff1f; 核心概念 1.表达式树的构建 2. 表达式树与Lambda表达式 3.解析和访问表达式树 4.动态条件查询 表达式树的优势 1.动态构建查询 2.LINQ 提供程序支持&#xff1a; 3.性能优化 4.元数据处理 5.代码转换和重写 适用场景 代码复杂性…...

【JVM】Java虚拟机(二)——垃圾回收

目录 一、如何判断对象可以回收 &#xff08;一&#xff09;引用计数法 &#xff08;二&#xff09;可达性分析算法 二、垃圾回收算法 &#xff08;一&#xff09;标记清除 &#xff08;二&#xff09;标记整理 &#xff08;三&#xff09;复制 &#xff08;四&#xff…...

在鸿蒙HarmonyOS 5中使用DevEco Studio实现企业微信功能

1. 开发环境准备 ​​安装DevEco Studio 3.1​​&#xff1a; 从华为开发者官网下载最新版DevEco Studio安装HarmonyOS 5.0 SDK ​​项目配置​​&#xff1a; // module.json5 {"module": {"requestPermissions": [{"name": "ohos.permis…...

作为测试我们应该关注redis哪些方面

1、功能测试 数据结构操作&#xff1a;验证字符串、列表、哈希、集合和有序的基本操作是否正确 持久化&#xff1a;测试aof和aof持久化机制&#xff0c;确保数据在开启后正确恢复。 事务&#xff1a;检查事务的原子性和回滚机制。 发布订阅&#xff1a;确保消息正确传递。 2、性…...

Chromium 136 编译指南 Windows篇:depot_tools 配置与源码获取(二)

引言 工欲善其事&#xff0c;必先利其器。在完成了 Visual Studio 2022 和 Windows SDK 的安装后&#xff0c;我们即将接触到 Chromium 开发生态中最核心的工具——depot_tools。这个由 Google 精心打造的工具集&#xff0c;就像是连接开发者与 Chromium 庞大代码库的智能桥梁…...