软考备考----第二章 计算机组成原理与体系结构(知识点)2

2.14

局部性原理:计算机在处理相关的数据及程序时,一般会有某个时段集中的访问某个指令,或者某个时段集中的读取某个空间的数据。

时间局部性:刚刚访问完的指令再次访问;

空间局部性:当程序访问一个空间立即又访问它的临近空间

工作集理论:工作集是进程运行时被频繁访问的页面集合

2.15

主存分类:

  随机存取存储器(RAM):动态RAM(DRAM),静态RAM(SRAM)

    内存属于此类,一旦断电所有数据丢失

       只读存储器(ROM):MROM,PROM,EROM,闪速存储器

    存储bios的芯片属于此类,断电后仍能存储数据

编址

8表示8个地址空间,4表示每个地址空间存储了4个bit位的信息

(1) C7FFFH – AC000H + 1 = C8000H – AC000H = 1C000H(个地址单元)

   1C000H = 114688         114688/1024 = 112(K)

   (大的内存地址 – 小的内存地址 + 1      1K = 2^10=1024)

(2) 所有芯片总容量是112K * 16位

   内存由28片芯片构成,每片的容量为112K*16/28位

   则该芯片每个存储单元存储(112K×16)/(28×16K)=4位。

 

2.16

磁盘结构:磁头,磁道,扇区(数据存放)

存取时间 = 寻道时间 + 等待时间(平均定位时间+转动延迟)

(寻道时间:磁头定位到对应的磁道上的时间;等待时间:等待读写的扇区转到磁头下方的时间)

    优化分布后:

(1)C

(单缓冲区一次只能读取一个物理块,旋转周期33ms则表示每扫描一块耗费3ms,从R0开始并处理完时,磁头会转到R2的位置,但是因为是顺序处理,则继续转动,直到读到下一条记录R1,所以这段时间需花费33+3=36ms,所以从R0到R10开始时需花费36*10=360ms,处理完最后一条需花费3+3=6ms,即总共时间为360+6=366ms)

 

(2) B

(只有等磁头完全转过这块物理块才能进入缓冲区进行处理,从R0到下一条R1需花费3+3=6ms,11条记录需花费11*6=66ms)

 

2.17 (一般选择题)

总线分类(根据位置划分):

       内部总线:指微机内部各个外围的芯片与处理器之间的总线,属于芯片级别的

  系统总线:微机中各个插件板和系统板之间的总线,属于插件板这一级的,比如PCI接口。

    (   数据总线:用来传输数据,

      地址总线:管理内存空间,

      控制总线:发送相应的控制信号      )

  外部总线:指微机与外部设备的总线

2.18

系统可靠性分析:

1. 串联系统和并联系统,计算可靠度

 串联系统:只要有一个子系统出问题了,整个系统都不能正常运行

  总系统的可靠度R = 子系统R1 * 子系统R2 * 子系统R3 …… * 子系统Rn

  总系统的失效率 λ = 子系统λ1 + 子系统λ2 + 子系统λ3 …… + 子系统λn

  (失效率是估计值,结果并不是很准确,只是一个近似公式,当子系统比较多且失效率极低的时候可以使用此公式)

 

 并联系统:只要有一个子系统能正常运行,则整个系统就可以正常运行,也就是当所有子系统都失效时,整个系统才失效

       子系统失效率 λ1 = 1 – R1

       整个系统的失效率 λ 为 各个子系统失效率相乘

       可靠度R = 1 – λ

2.横冗余系统和混合系统(考得较少)

  m模冗余模型:

(软硬件领域都有应用,面向高可靠性系统的要求时,提高系统的可靠性,可以用冗余的方式来提高)

 在图中,R1、R2等模块是独立的,都做同样的职能和计算,所得的结果通过表决决定,在表决器中少数服从多数,即少数子模块出错不会影响输出结果,实际上通过表决器把一些错误给屏蔽了。

 计算公式R可靠度)

综合计算:

R = R * (1 – (1-R)^3) * (1 – (1-R)^2)  整体看成串联系统

 

2.19

差错控制:CRC 与 海明校验码 (基本原理,操作流程)

检错,纠错(添加冗余信息)

编码(增大码距)

码距:指整个编码系统中任意两个码字的最小距离

(也就是说一个码字变成另外一个码字需要改变的位数,比如A=11,B=00,码距为2)

 

循环校验码CRC:(可以检错,不能纠错)

  在信息的尾部加入校验信息,即补上多个校验位

模2除法:指在做除法运算的过程中不计其进位的除法 (做除法时每位是做异或操作)

举例:

分析:先将生成多项式转变为二进制数,可得11011,即为除数;然后在原始报文后添零,个数为(除数的位数-1),此个数同时也是余数的位数。使用模2除法后,将得到的余数替换掉原始报文后新增的零,即为CRC编码后的结果

结果为:1100 1010 101 0011

海明校验码:(难点,出题频率高,了解编码的基本规则,如何编码,计算多少位信息位需要多少个校验位)

       校验位:明确规定了放在信息中的2^n位

       信息位:除校验位以外的位   

举例:

分析:根据2^r >= x+r+1公式,x表示信息位数,r表示校验位数,1011信息位数4,所以校验位数r=3;

   7,6,5,3分别用2的次方表示,可知道分别影响哪几位校验位,因而根据异或计算得到校验位值,填入表中。

如果要进行纠错,则将得到信息的校验位与正确的校验位进行异或操作,判断是哪位出现差错

如下图,收到的信息校验位值为 101,与正确的校验位001异或,得到100,则表示第四位出错,将第四位取反得到正确值。

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