【软考】系统架构设计师-计算机系统基础（1）：计算机硬件

知识点汇总

1、指令集

• 精简指令集RISC：寄存器，硬布线，效率高；
• 复杂指令集CISC：微程序控制技术，效率低；

2、奇偶校验码：码距是2（出错位+校验位），只能检错，无法纠错

加1个校验码奇数个1——奇校验，如：1011 -> 10110 (3个1)

加1个校验码偶数个1——偶校验，如：1011 -> 10111 (4个1)

3、循环冗余校验校验码CRC（同样只能检错，无法纠错）：

原始码：10110，给出生成多项式：

(1) 由最高位是4次，补4位0，被除数变为：101100000

(2) 由生成多项式，得出除数：10011

(3) 进行除法运算（异或运算），求余数：本案例，余数为 1111（如果余数不够4位，则在补0）

(4) 将余数拼回原始码，得到CRC校验码：101101111.

4、指令系统的计算：流水线技术

流水线执行，并行叠加

• 流水线周期：不同执行段，执行时间最长段位流水线周期；
• 流水线执行时间：1条指令执行时间 + （总条数 - 1）* 流水线周期
• 流水线吞吐率：指令条数 ÷ 流水线执行时间
• 流水线的加速比：不使用流水线的执行时间 ÷ 使用流水线的执行时间

公式结合案例记忆。

5、存储系统

外存（硬盘、光盘）、内存、Cache（多级缓存，按内容存取）、CPU（寄存器）

Cache与主存地址映射：由硬件自动完成

• 直接映像相连：块号相同
• 全相联映像：实现复杂，无浪费，不易冲突
• 组组相联映像：前两者折中，先分块，再分组

6、磁盘调度

替换算法：随机替换、先进先出FIFO、近期最少使用LRU、优化替换算法

命中率：逐渐趋近100%，越来越缓（向上向右逐渐趋近100%）

磁盘同心圆，柱面号、磁头号、扇区号；

先寻道，再旋转；先柱面、再扇区

寻道时间：磁头移动到磁道的时间；（寻道时间长）

等待时间：等待扇区转到磁头下方的时间（旋转时间快，且无法优化）

先来先服务FCFS、最短寻道时间优先、扫描算法SCAN (电梯算法)、单向扫描调度算法CSCAN

7、外存数据交互方式

• 程序控制方式（查询方式）
• 程序中断方式
• DMA方式（直接主存存取）

串行总线（适用于长距离）、并行总线（适用于短距离，成本高）

单工总线/双工总线/半双工总线