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网络工程师

考点1：计算机系统基础知识

计算机的基本硬件系统组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备

运算器

定义：接受控制器的命令，执行各种算术运算和逻辑运算操作的部件

算术逻辑单元（ALU）：主要完成算术运算（加减乘除）、逻辑运算（与或非异或）以及移位操作。

累加寄存器（AC）: 它是一个通用寄存器，为ALU提供一个工作区，并暂时存放ALU 运算的结果信息。运算器中至少要有一个累加寄存器。

数据缓冲寄存器（DR）：暂时存放由内存储器读出的一条指令或一个数据字。

状态条件寄存器（PSW）：结果建立的各种条件码内容，进位标志（C）、溢出标志（V）、运算结果为0标志（Z）、中断标志（I）等；可保存中断和系统工作状态。

控制器

指令控制逻辑包括：指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）、地址寄存器（AR）、指令译码器（ID）

指令寄存器（IR）：存放当前从主存储器读出的正在执行的一条指令。

程序/指令计数器（PC）：存放下一条指令所在单元的地址的地方，跟踪指令地址（程序员可访问），直接寻址则将指令中的地址码送到PC指令计数器

地址寄存器（AR）：保存当前CPU所访问的内存单元的地址，直到内存的读/写操作完成为止。

指令译码器（ID）：分析操作码、地址码。

PS：指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。与此同时，PC中的地址或自动加1或由转移指针给出下一条指令的地址。

寻址方式：P209

•立即寻址。操作数就包含在指令屮。

•直接寻址。操作数存放在内存单元中，指令中直接给出操作数所在存储单元的地址。

•寄存器寻址。操作数存放在某一寄存器中，指令中给出存放操作数的寄存器名。

•寄存器间接寻址。操作数存放在内存单元中，操作数所在存储单元的地址在某个寄存器中。

•间接寻址。指令中给出操作数地址的地址。

•相对寻址。指令地址码给出的是一个偏移量（可正可负），操作数地址等于本条指令的地址加上该偏移量。

•变址寻址。操作数地址等于变址寄存器的内容加偏移量。

存储器

内存单元按字节编址，地址0000A000H〜0000BFFFH共有（2）个存储单元。

A.8192K

B.1024K

C.13K

D.8K

【解析】每个地址编号为一个存储单元(容量为1个字节),地址区间0000A000H〜

0000BFFFH共有1FFF+1个地址编号（即213)，1K=1024,因此该地址区间的存储单元数

为也就是8K。

相联存储器是一种按内容访问的存储器，适合于信息的检索和更新。

高速缓存Cache的出现由于：CPU的速度和性能、程序执行的局部性特点，所以将速度较快容量有限的静态存储器芯片构成Cache，必须用硬件来实现Cache的全部功能

一般而言，主存使用DRAM技术，而Cache使用昂贵但较快速的SRAM技术。

输入输出

计算机中主存与外设间进行数据传输的输入输出控制方法有程序控制方式、中断方式、DMA等。

程序控制方式：由CPU执行

中断方式：外设向CPU发出中断信号请求，CPU决定。。。

DMA：CPU只需向DMA下达指令，让DMA来处理数据的传送，再把结果反馈给CPU，这

样减少了CPU的负担，节省了系统资源

总线

优点：简化系统结构、减少了连接数目、减少体积，提高了系统的可靠性、便于接口

设计、便于系统扩充、便于故障诊断和维修，降低了成本。

处理机

处理机：主要由处理器、存储器、总线组成。

宏观上分：单处理系统、并行处理与多处理系统、分布式处理系统。

微观上分：Flynn分类法、冯泽云分类法、Handler分类法、Kuck分类法。

一个处理机支持的指令和指令的字节级编码称为其指令集体系结构（Instruction Set Architecture,ISA）根据在CPU内部存储操作的区别，分为：堆栈（Stack）、累加器（Accumulator）、寄存器组（a set of Registers）

CISC(Complex Instruction Set Computer)复杂指令计算机：为了提高运算速度，使用更为复杂的新指令，它一般指令数目至少在300条以上。

RISC（Reduced Instruction Set Computer）精简指令集计算机：通过减少指令总数和简化指令功能，降低硬件设计的复杂度，特点是所有指令的格式都是一致的，所有指令的指令周期也是相同的，采用超流水（时间换空间）超标量（空间换时间）超长指令字技术、重叠寄存器窗口技术、硬布线控制逻辑优化编译程序。

流水线技术中，吞吐率和建立时间是两个重要指标，吞吐率指单位时间里流水线处理机流出的结果数，流水线开始工作，需经过一定时间才达到最大吞吐率，这就是建立时间。

流水线时间：一条指令时间+（指令数-1）*时间最长的一段

吞吐率：指令条数/流水线时间

数据表示

原码：[+0.5]原=0 1000000 [-45]原=1 0101101（1为负，0为正）

反码：[+127]反=0 1111111 [-45]反=1 1010010（1为负，0为正，在原码基础上，正数不变，负数除符号位外，取反）

补码：[-128]补=1 0000000 [+45]补=0 0101101（1为负，0为正，正数的补码与原码、反码相同，负数补码等于反码的末尾加1，范围-128~127）

移码：[+45]移=1 0101101 [-127]移=0 0000001（在偏移量2n-1的情况下，将补码的符号位取反）

正负0编码相同的是补码和移码：正负0的补码全为0，正负0的移码为1 0000000 浮点数：

校验码

为了使一个系统能检查和纠正一个错误，码间最小距离必须至少是3

海明码：利用奇偶性来检错和纠错的校验方法。在数据位之间的特定位置上插入K个校验码，设数据位是n 位，校验位是K位，n 与K的关系是：2K-1 > n+K（能检错能纠错）