计算机组成与结构难,软件设计师重难点解析-计算机组成与结构1

一、计算机中数据的表示

1、计算机浮点数

阶符 | 阶码 | 数符 | 尾数

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参考文档:http://blog.csdn.net/lycb_gz/article/details/35976723

(3)循环冗余校验码(CRC)

在K位信息码后再拼接R位的校验码,整个编码长度为N位,因此,这种编码又叫(N,K)码。对于一个给定的(N,K)码,可以证明存在一个最高次幂为N-K=R的多项式G(x)。根据G(x)可以生成K位信息的校验码,而G(x)叫做这个CRC码的生成多项式。

校验码的具体生成过程为:假设发送信息用信息多项式C(X)表示,将C(x)左移R位,则可表示成C(x)*2R,这样C(x)的右边就会空出R位,这就是校验码的位置。通过C(x)*2R除以生成多项式G(x)得到的余数就是校验码。

几个基本概念

1、多项式与二进制数码

多项式和二进制数有直接对应关系:x的最高幂次对应二进制数的最高位,以下各位对应多项式的各幂次,有此幂次项对应1,无此幂次项对应0。可以看出:x的最高幂次为R,转换成对应的二进制数有R+1位。

多项式包括生成多项式G(x)和信息多项式C(x)。

如生成多项式为G(x)=x4+x3+x+1,

可转换为二进制数码11011。

而发送信息位

1111,可转换为数据多项式为C(x)=x3+x2+x+1。

2、生成多项式

是接受方和发送方的一个约定,也就是一个二进制数,在整个传输过程中,这个数始终保持不变。

在发送方,利用生成多项式对信息多项式做模2除生成校验码。在接受方利用生成多项式对收到的编码多项式做模2除检测和确定错误位置。

应满足以下条件:

a、生成多项式的最高位和最低位必须为1。

b、当被传送信息(CRC码)任何一位发生错误时,被生成多项式做模2除后应该使余数不为0。

c、不同位发生错误时,应该使余数不同。

d、对余数继续做模2除,应使余数循环。

将这些要求反映为数学关系是比较复杂的。但可以从有关资料查到常用的对应于不同码制的生成多项式如图9所示:

N K 码距d G(x)多项式 G(x)

7 4 3 x3+x+1 1011

7 4 3 x3+x2+1 1101

7 3 4 x4+x3+x2+1 11101

7 3 4 x4+x2+x+1 10111

15 11 3 x4+x+1 10011

15 7 5 x8+x7+x6+x4+1 111010001

31 26 3 x5+x2+1 100101

31 21 5 x10+x9+x8+x6+x5+x3+1 11101101001

63 57 3 x6+x+1 1000011

63 51 5 x12+x10+x5+x4+x2+1 1010000110101

1041 1024 x16+x15+x2+1 11000000000000101

图9 常用的生成多项式

3、模2除(按位除)

模2除做法与算术除法类似,但每一位除(减)的结果不影响其它位,即不向上一位借位。所以实际上就是异或。然后再移位移位做下一位的模2减。步骤如下:

a、用除数对被除数最高几位做模2减,没有借位。

b、除数右移一位,若余数最高位为1,商为1,并对余数做模2减。若余数最高位为0,商为0,除数继续右移一位。

c、一直做到余数的位数小于除数时,该余数就是最终余数。

参考文档:http://blog.csdn.net/augusdi/article/details/5694264

判断溢出:(1)两个异号数相加或两个同号数相减,不会溢出。

(2)两个同号数相加或两个异号数相减,有可能溢出。

参考文档:http://wenku.baidu.com/linkrl=f2cn4Rq-htvzQe6qW87hmMCaeJw7TAjI0UfYKC8h9KDhDy3G8ktJ-07NCW-WLBIqzKtcjCGxKnZuc4gAqNrSHbzwvBmbKsTpkGAeNCdIvbS

二、计算机组成和中央处理器CPU

1、ROM指的是“只读存储器”,即Read-Only

Memory。这是一种线路最简单半导体电路,通过掩模工艺, 一次性制

造,其中的代码与数据将永久保存(除非坏掉),不能进行修改。这玩意一般在大批量生产时才会被用的,优点是成本

低、非常低,但是其风险比较大,在产品设计时,如果调试不彻底,很容易造成几千片的费片,行内话叫“掩砸了”!

2、PROM指的是“可编程只读存储器”既Programmable

Red-Only Memory。这样的产品只允许写入一次,所以也被称 为“一次可编程只读存储器”(One Time

Progarmming ROM,OTP-ROM)。PROM在出厂时,存储的内容全为1,用户可以

根据需要将其中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0,则用户可以将其中的部分单元写入1), 以实

现对其“编程”的目的。PROM的典型产品是“双极性熔丝结构”,如果我们想改写某些单元,则可以给这些单元通以

足够大的电流,并维持一定的时间,原先的熔丝即可熔断,这样就达到了改写某些位的效果。另外一类经典的PROM为

使用“肖特基二极管”的PROM,出厂时,其中的二极管处于反向截止状态,还是用大电流的方法将反相电压加在“肖

特基二极管”,造成其永久性击穿即可。

3、EPROM指的是“可擦写可编程只读存储器”,即Erasable

Programmable Read-Only Memory。 它的特点是具有可

擦除功能,擦除后即可进行再编程,但是缺点是擦除需要使用紫外线照射一定的时间。这一类芯片特别容易识别,其

封装中包含有“石英玻璃窗”,一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住, 以防止遭到 阳光直射。

4、EEPROM指的是“电可擦除可编程只读存储器”,即Electrically Erasable Programmable

Read-Only Memory。 它的最大优点是可直接用电信号擦除,也可用电信号写入。EEPROM不能取代RAM的原应是其工艺复杂,

耗费的门电路 过多,且重编程时间比较长,同时其有效重编程次数也比较低。

5、Flash

memory指的是“闪存”,所谓“闪存”,它也是一种非易失性的内存,属于EEPROM的改进产品。它的最大

特点是必须按块(Block)擦除(每个区块的大小不定,不同厂家的产品有不同的规格), 而EEPROM则可以一次只擦除一

个字节(Byte)。目前“闪存”被广泛用在PC机的主板上,用来保存BIOS程序,便于进行程序的升级。其另外一大应用

领域是用来作为硬盘的替代品,具有抗震、速度快、无噪声、耗电低的优点,但是将其用来取代RAM就显得不合适,

因为RAM需要能够按字节改写,而Flash ROM做不到。

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