《计算机系统知识》简汇

一、原码、反码、补码、移码

    在原码、反码、补码表示中，机器数的最高位是符号位，0代表正号，1代表负号。余下各位是数的二进制转换的绝对值。

    原码：优点在于数的真值和它的原码表示之间的对应关系简单，实现乘除运算规则简单，但实现加减运算不便。

            [+1]原=0 0000001            [-1]原=1 0000001

            [+127]原=0 1111111        [-127]原=1 1111111

    反码：为正数时，与原码相等。为负数时，除符号位外，按位取反。

            [+1]反=0 0000001            [-1]反=1 1111110

            [+127]反=0 1111111        [-127]反=1 0000000

    补码：为正数时，与原码相等。为负数时，除符号位外，按位取反，且最低位加1。

            [+1]补=0 0000001            [-1]补=1 1111111

            [+127]补=0 1111111        [-127]补=1 0000001 

    移码：补码的符号位取反

            [+1]移=1 0000001            [-1]移=0 1111111

            [ +127]移= 1 1111111        [-127] 移=0 0000001

二、CPU

    功能：程序控制、操作控制、时间控制、数据处理。

    组成：运算器、控制器、寄存器组、内部总线

    运算器包括：算数逻辑单元ALU、累加寄存器AC、数据缓冲寄存器DR、状态条件寄存器PSW

    控制器包括：指令寄存器IR、程序计数器PC、地址寄存器AR、指令译码器ID

三、海明码

    构成方法：是在数据位之间的确定位置上插入k个校验位，通过扩大码距来实现检错和纠错。

    设数据位是n位，校验位是k位，则n和k必须满足以下关系：

                         2^k  -1≥n + k

四、指令流水处理

    n条指令按照流水线方式处理的耗时计算： 第一条指令顺序执行时间+（指令条数-1）*周期

    其中 周期取值为取值时间、分析时间、执行时间中 最大的那个数值。

五、计算机可靠性

    假设一个系统由N个子系统组成：各个子系统的可靠性分别用R1,R2，…，RN来表示，则系统的可靠性R如何计算：

    在串联系统中：R=R1*R2…*RN

    在并联系统中：R=1-(1-R1)(1-R2)…(1-RN)