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。