软考笔记

1. 进制转换

   • 2进制转10 进制:按权展开法，各位上的数*2的位权次方之和就是10进制，个位是0，小数位是-1开始。别的进制转10进制也是如此。

   • 10转2进制：使用短除法(除基取余发)，二进制除以2,16进制除以6。几进制就是除几。

   • 2进制，8进制，16进制之间的相互转换，3 个二进制数代表一个8进制，4个二进制代表一个16进制。8421 分别对应4位二进制的取值。

   • 小数部分类似，十进制的小数0.1表示1/10,二进制的小数0.1表示1/2，二进制算十进制也就是0.11页就是 1/2+1/4,0.75算出二进制是通过乘以2，得到1就取1，直到位数是0，结果是0.11

2. 码制
   

   • 正数的原码 反码 补码都一样。移码是符号位取反。1

   • 负数的 反码是原码除符号位以外 取反，补码是反码+1,移码是补码符号位取反。

3. 定点整数和定点小数

   • 定点整数，只有整数没有小数，纯整数。

   • 定点小数，只有小数没有整数，纯小数。

4. 定点小数，定点整数原/反/补/移码的取值范围
   

   • 注意负数次方表示的多少分之一。

   • 定点整数的补移码的负零，表示-2的(n-1)次方。这个值先看符号位得到负数，然后把符号位当做数值来算的得到一个正数，然后加上负号得来的。

   • 定点小数的补移码的负零，表示-1.

5. 以H结尾的数字是16进制。

6. 浮点数的表示格式，浮点数包含小数和整数，尾数是定点小数，决定浮点数的精度，用基数次方来表示有多少个这样的小数。
   

   • 指数也叫做阶码

   • 基数表示多少进制

   • 尾数的符号位叫做数符，表示整个浮点数是的正负

   • 阶码的符号位叫做阶符，正的表示多个个负的表示多少分之一。

   • 运算过程是 对阶>尾数计算>结果格式化

   • 对阶一般是低阶向高阶看齐(结果就是尾数右移，尾数变小)。低阶向高阶看齐是为了保持符号位不变。

7. 计算优先级 单目运算符(!,--,++,~)>算数运算符(+,-,乘,除,%)>关系运算符(>,<,==,>=,<=,!=)>逻辑运算符(与或非)>赋值运算符 (=)

8. 码字，传输过程允许出现的数据，码字是人为规定的。

9. 码距，任意两个码字之间，亦或的结果是1的位数的最小值，就是码距。

10. 一串二进制异或的结果是0，说明他们有偶数个1，亦或的结果是1就是奇数个1。

    • 00，偶数个1，结果0，偶数个1

    • 11，偶数个1，结果0，偶数个1

    • 01，奇数个1，结果1，奇数个1

    • 10，奇数个1，结果1，奇数个1

11. 奇偶校验,一种用一位作为校验码，来检查N位数据是否有数据位发生反转的校验方式

    • 奇校验，数据位里面有奇数个1校验位就是0，偶数个1,校验位就是1

    • 偶校验，数据位里面有奇数个1校验码就是1，偶数个1，校验码就是0

    • 发起方使用奇校验，接收方就使用奇校验，发起方使用偶校验，接收方就使用偶校验，两个选定一个，不会都用。

    • 奇偶校验只能感知奇数个二进制位变化，不能感知偶数个二进制位变化。

    • 奇偶校验只能感知变化，不能纠错，因为不知道错误位。

    • 校验数据的方式,接收方使用 数据+校验位做异或运算，如果约定的奇校验，得到的1的个数是奇数就通过。

    • 奇偶校验校验码一般在首位。

12. CRC(Cyclic Redundancy Check)冗余循环校验

    • CRC可以校验奇数或者偶数个二进制位的变化，但是不知道变化的位置，不能纠错。

    • CRC校验码一般在末尾。

    • CRC校验码部分叫做FCS，帧校验序列。

    • 使用 模2除法,模2除法是通过亦或算去余数的。

13. CRC的计算和验证过程
    

    • 如上图原始数据是10110011,除数是11001，5位,余数必须要比除数小，所以是4位，所以在数据位后面补4个0000，然后做模二除法。

    • 除法的过程不比较大小，只要求对应位数异或，位数够就商1，不够商0。

    • 我们看第一次下落补全的红色0的时候，余数数01，这时候如果下落的是01，那么余数就是0，就除尽了。后面的多了的0是有些余数位数更多的时候用的。这里余数最多有4位，最大值是1001,也就是倒数第二次余数是1，最后一次下落000的情况。余数最大值是1111，必须除数的后4位是1111才会出现。

    • 所以，把补得红色的0换成最后的余数0100，再次做模二除法一定可以除尽，接受方收到数据以后也就是通过判断是否除尽来确认是否有变化的。

    • 上面只是说明了不变的情况一定可以除尽，但是为什么变化一定除不尽？我们其实有一个大前提，数据长度是一定的。不想hash数据长度是不定的。hash有重复，这个不会。

    • 如果数据长度一定，那么通过余数 和除数是可以唯一的得到原文的。上面图倒着看余数是0100，后面两位是00是补位的，01才是余数所以可以唯一的确定倒数第二行的数据11001的最后两位一定和0100的前两位对其，我们就可以的到倒数第三行是11000，这样倒推上去，只要长度满足，就得到了原文。能用校验码，除数，原文长度就表示原文，这么神奇的吗？还是我的推导过程错了？所以CRC是找到了任意长度字符内循环的规律？

    • 除数有什么限制？除数额第一位必须是1，最后以为必须是1？

14. 海明校验

    • 海明码可以校验一位差错的变化，并且可以知道异常位置，可以纠错。
    • 海明码纠错吗生产和验证过程

15. CPU 的组成

    

16. 指令的结构

    

17. 寻址方式
    
    

18. CISC(Complex Instruction Set Computer)复杂指令系统计算机，

19. RISC(Reduced Instruction Set Computer)精简指令系统计算机。

20. CISC和RISC区别
    

21. 微码，解析复杂执行的一小段程序。

22. 流水线概念
    
    
    

流水线周期：为流水线各阶段时间中最大的一个。

流水线执行时间理论计算公式: (t1+t2+t3...+tk)+(n-1)*t t为周期

流水线执行时间实践公式: kt+(n-1)t t为周期

流水线吞吐率: 执行的指令数量/(执行时间*单位时间)

流水线最大吞吐率: 1/ (周期*单位时间)

流水线加上比:

流水线加速比:

刘淑娴效率:

22. RAM(Random Access Memory) 随机访问内存

23. ROM(Read-Only Memory)只读内存

24. BIOS(Basic Input Output System) 基本输入输出系统

25. 层次化存储结构
    

26. 三级存储结构指的是 cache,内存，外存

27. 寄存的容量一般是 byte ，缓存cache容量是MB

28. 层次化存储结构分类
    

29. 缓存和主存平均访问时间

    

30. 缓存和主存之间的映射方式

    重点：主存和缓存之间的映设由 硬件电路直接完成

    

31. 直接相连映像，主存每个区的特定也只能放到缓存的指定页。
    

32. 全相联映像，主存的任意页都能放到缓存的任意页。
    

33. 组相联映像，对应组的主从页可以放到对应缓存的同组的任意页。

    

34. 三种映像对比
    

35. 主存编址方式和计算
    

36. 按字节编址就是8个bit一组，也就是1Byte一般写作1B(大写的B表示byte)，小写的b表示bit.

37. 数据传输控制方式
    重点在于DMA是CPU执行完当前总线周期即释放总线控制权，此时DMA芯片接手。
    

38. 程序中断方式的过程
    IO设备发出中断信号->CPU保存上下文到栈->通过中断向量表找到信号发起的IO服务程序

39. 总线的特点：分时双工
    

40. 数据传输方式

    • 单工:只能单项通信，比如http协议

    • 半双工:可以双向通信，但是同一时间只能单向通信，比如对讲机

    • 全双工: 可以双向通信，并且发送数据的时候也可以接受数据，socket 连接发送和接受数据。

    • 频分双工:按照一定频率，切换接受和发送数据，让半双工看起来和全双工一样的可以同事发送和接受数据。

    • 时分双工:按照时间换动态的切换发送和接受数据。和频分双工类似都是用半双工模拟全双工的效果，区别在于对于发送和接受数据量差异较大的情况比较适用。

41. 可靠性

    • MTTF(Mean Time Between Failure):平均无故障时间

    • MTTR(Mean time to repair):平均修复时间

    • MTBF(Mean Time Between Failure):平均故障间隔时间，等于MTTR+MTTF

42. 系统可靠性分析-和可靠性指标
    

43. 串并联可靠性的计算，下图R是可用性
    
    

44. 性能指标
    重点：

    主频是一秒钟有能完成的周期数。

    CPI 是完成一个指令需要的平均周期数。

    IPS(每秒可以完成的指令数)=主频/CPI

    吞吐量:是一定时间处理的请求数.
    吞吐量:是单位时间完成的请求数.

    

45. 操作系统的概述
    重点：操作系统是硬件和语言处理程序之间的中间层

    

46. 一些操作系统的特点
    重点：嵌入式炒作系统，要求微型化，可定制，易移植，实时性，可靠性
    注意区分 定制化和易移植，针对硬件改变配置描述的可定制。
    

47. 进程的概念，进程是系统进行资源分配和调度的独立单位，它由程序块，进程控制块，数据块三部分组成。
    
    

48. 进程和线程的区别
    重点：
    线程独享 程序计数器 寄存器 栈 。
    线程共享地址空间，代码，数据，文件。

    

49. 进程的状态
    重点：
    抢不到资源就进入阻塞等待，抢到了要看有没有CPU时间片。
    有CPU时间片就进入运行，没有就进入就绪
    

    

50. 临街资源和临界区
    重点：有共享互斥的或者同步的资源就是临界资源，控制访问操作那段资源的代码就是临界区
    

51. PV 操作
    重点：
    PV就是加锁解锁，P(S)是加锁，V(S)是解锁
    S是信号量，信号好量有运行同时通过的数据。可以看做锁的数量。
    PV不仅可以控制互斥，还可以控制同步。

    

52. PV 操作互斥模型，同步模型，同步互斥混合模型
    互斥描述的抢锁
    

    同步模型描述的前后顺序执行问题，也就是同步问题
    

    互斥同步模型描述的不仅有同步问题，在中间还有互斥问题，你如生产者和消费者不能同时去修改库存。

    

53. 前趋图和PV操作的应用
    重点：描述了前后执行有同步关系，所以需要PV加锁解锁，或者说PV来控制信号量的数量。
    

54. 死锁问题
    重点：死锁的4大条件，
    必定死锁资源计算公式
    必定比死锁资源数计算公式
    
    
    

55. 进程资源图
    重点：

    指向P的箭头表示这个已经有一个资源分给了P，
    指向R的箭头表示P进程正在向R请求资源。
    

56. 也是存储的结构
    重点：
    通过页表映射页号和帧号之间的关系。
    逻辑地址=页号+页内地址
    物理地址=页帧号+页内抵制
    

    却也中断以后，先驱逐最近没有访问的，然后驱逐没有被修改的

    

57. 页面置换算法比较
    

58. 段式存储
    重点：合法段地址的偏移量不能大于段长