2022年软件设计师考试复习资料（1）_软件设计师资料

一、计算机组成与体系结构

知识点导图+考情分析

1.数据的表示

1.1 进制转换

考点：10 - 2 - 16 进位转换

电流高低被电脑识别为[0 1] 2进制

其它进制转10进制-按权展开法：


10进制转其它进制 - 短除法 （除基取余，直到商为0）

10进制转16进制

这个 H表示16进制数

10转2简便运算法：

2转8快转方法- 3位1组法

注意最高位不足3位，可以补位0

原理：对于8进制来说，不进位的最大值为 7 ，二进制表示为 111，得出一位8进制数至少需要3位2进制数表示。

同理可得 2 转 16 的方式为 ： 4位一组。

推导： 16进制最大数为 F（15） , 2进制表示为 1111，即1位16进制数需要4位2进制数表示。

1.2 码制

最高位都是符号位。正数的原反补相同。

原码：实际的2进制数

补码：计算机的计算结果使用补码表示才是正确的。

考点： 原码反码 0有两种表示方式，补码移码人为指定了-2^(n-1)的值

定点整数：-128的补码为 1000 0000 是人为规定的

定点小数：-1的补码为 1000 0000 是人为规定的

所以补码的表示范围举例： n=8时 ，是 -128 ~ 127，负数多一位！

小数点不占用数位，整数放在最后如 1111.小数放在符号位后如 ，1.111

定点小数的表示方法推导：（便于理解）

设 n（位数） 为4 ，最高位为符号位，则二进制能表示的最大值为

由 0.111+ 0.001 = 1.000 (但2进制的此种表示值代表-0） = 1 --> 0.111 = 1- 0.001 = 1- 2^-(4-1 )

最小值为

1.111 = -1+0.001 = -1+2^（4-1）= -（ 1- 2^-(4-1 ) ）

例题：

解题思路：

先将16进制的补码 转为 8 位 2进制 的补码：

90H -> 1001 0000

再将 8 位2进制补码转为 反码

根据 反码转补码规则， 符号位为 1（- ）时，需要 +1 ，逆向还原为 -1 (其实此时根据符号位已经可以得到正确答案为B了)

1001 0000 - 0000 0001 = 1000 1111 （反码）

反码转原码 1000 1111 （反码）= 1 111 0000( 原码)

1 111 0000 = - 0111 0000 — 先转16进制-> - 7x16+0 = 112 = 2 X -> 得 X = -56

小结：计算过程在二进制中计算，注意符号位和转换规则的对应关系。

1.3浮点数

理解：

以 0.25 X 10^6 为例 ，0.25是尾数（必须是定点小数） 10是基数 6是阶码位数

对阶时小数向大数看齐，

指 0.25 x 10^6 + 0.25 x 10^10 计算时，转为 （ 0.25+0.00025）X 10^10 计算。

考点：几个数位的基本概念

解题思路：

先画出占位格子，然后分别将 阶码 和 尾数 带符号位的总位数得出来

阶码 n = 7 ， 尾数 n = 9

阶码为定点整数，由于是移码，没有-0位，范围为 -2^（7+1）~ 2^（7+1）-1

尾数为定点小数，由于是补码，没有-0位，范围为 -1 ~ 1- 2^(9-1)

1.4 逻辑运算

2.校验码

2.1 奇偶校验

2.2 CRC循环冗余校验

2.3 海明校验

考点：校验码位数求取公式 2^r >= m + r +1

其中 r 代表校验码位数 ，m 代表信息码 位数。

例如当信息码位数为16时，求校验码 r

2^r >=16+r+1 --> r >=5

例题：

解题思路：

先将海明码的数位格排序出来，

发现 D9 为第14 ；P4 为 8 、P3 为 4、 P2为2

找到规律 ： 14 = 8+ 4+ 2

那么要求的 D5 位序为 10 = 8 +2 = P4 +P2

小结：

3.计算机CPU

3.1CPU组成

3.2寻址方式

操作数存放在机器指令的 [地址字段] 中

3.3CISC与RISC

*3.4 流水线技术

以取指令为例，取完一条指令交给分析步骤后，马上取下一条指令。是准并行，而非并行。

考点：计算公式
流水线周期取 一条指令执行步骤中时间最长的哪个时间。
1.理想情况： 1条指令执行时间 + （ 指令总数 -1 ） 流水线周期 （优先使用理论公式）
2.实践公式： 一条指令步骤数 * 流水线周期 + （ 指令总数 -1 ） 流水线周期**

4.存储系统

4.1 层次化存储结构

磁盘的旋臂可以随机跳转，也可以旋转（顺序）；

RAM 内存 掉电丢失。 ROM 是用来装出厂设置和操作系统的

4.2 Cache

4.3 主存-编址

考点：内存的计算公式：

解题思路：

根据存储单元个数公式得：

CFFFFH +1 - A0000H = D0000H -> 3*16^4 个

总容量 = 316^4 * 8 = 3 2^16 byte = 192 kb

4.4输入/输出技术

5.其它

5.1 总线

5.2可靠性

MTTF / (1+MTTF)

MTTR / (1+MTTR)

串联系统可靠性= 各组件可靠性之积

并联系统可靠性= 1- 所有部件同时失效的可能性 ；

所有部件同时失效的可能性 = （1-组件1可靠性）*…(1-组件n可靠性)

考虑先后顺序，结构要与表达式对应

5.3 性能指标

1/3.5