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计算机系统的存储器
按所处的位置可分为内存和外存。
按构成存储器的材料可分为磁存储器、半导体存储器和光存储器。
按存储器的工作方式可分为读写存储器和只读存储器。
按访问方式可分为按地址访问的存储器和按内容访问的存储器。
按寻址方式可分为随机存储器、顺序存储器和直接存储器。
相联存储器是一种按内容访问的存储器。相联存储器可用在高速缓冲存储器中;在虚拟存储器中用来作段
表、页表或快表存储器;还用在数据库和知识库中。
指令系统中采用不同寻址方式的目的是扩大寻址空间并提高编程灵活性
虚拟存储器由主存辅存两级存储器组成,虚拟存储器的地址称为虚地址或逻辑地址。
寄存器
(高速缓冲存储器)
主存储器
辅存储器
以上四个存储器从下至上速度越来越快,容量越来越小,成本越来越高
若 要执行的指令为:即将数值 传送到寄存器 中),则该指令中采用的寻址方
式为(。
直接寻址和立即寻址 寄存器寻址和立即寻址
相对寻址和直接寻址 寄存器间接寻址和直接寻址
【答案】
【解析】本题考查指令系统基础知识。
指令中的寻址方式就是如何对指令中的地址字段进行解释,以获得操作数的方法或获得程序转移地址的方
法。常用的寻址方式有:
立即寻址。操作数就包含在指令中。
直接寻址。操作数存放在内存单元中,指令中直接给出操作数所在存储单元的地址。
寄存器寻址。操作数存放在某一寄存器中,指令中给出存放操作数的寄存器名。
寄存器间接寻址。操作数存放在内存单元中,操作数所在存储单元的地址在某个寄存器中。
间接寻址。指令中给出操作数地址的地址。
相对寻址。指令地址码给出的是一个偏移量(可正可负),操作数地址等于本条指令的地址加上该偏移
量。
变址寻址。操作数地址等于变址寄存器的内容加偏移量。
题目给出的指令中, 是寄存器,属于寄存器寻址方式, 是立即数,属于立即寻址方式。
已知总的数据量大小和芯片个数,求芯片大小
内存大小每个存储单元可存储二进制位数(也可以编址方式)芯片个数
已知总的数据量大小和芯片大小,求芯片个数
内存大小每个存储单元可存储二进制位数(也可以编址方式)芯片大小
地址编号从 到 且按字节编址的内存容量为( ) 若用 !"# 的存储器芯片构成该内存,
共需( ) 片。
$ $ $ $
%$
【答案】
【解析】本题考查计算机系统基础知识。
从 到 的编址单元共 % (即 $) 个, 按字节编址的话,对应的容量为 $ ,即
$。若用 的芯片构成该内存,构成一个 存储器需要 片,$&',共需要 %$ 片。
表示芯片的存储大小。
例题:内存按字节编址,地址从 ( 至 ,若用存储容量为 )!"# 的存储器构成该内存,
则需要多少片*
$
解析:根据题目所给条件,内存按字节编址,单位为 !+#,存储器容量按位编址,单位为 !"#,注意相关的单位
换算 内 存地 址 给的 是 进制数 ,根据 公式 可得 : ( ) , ,
(-' , 转 换 二 进 制 数 可 得 '$. '$.)$.
$./$.'$'
0 在某计算机中,假设某程序的 个页面如下图所示,其中某指令“123跨两个页面,且源地
址 和目标地址 所涉及的区域也跨两个页面。若地址为 和 的操作数均不在内存,计算机执行该 1 指令时,
系统将产生44444次缺页中断;若系统产生三次缺页中断,那么该程序应有4444个页面在内存。
$
解析:如题,系统存在 个页面,5$ 存放指令,%5 将来要用来存放 的源地址和 的目标地址,
当执行指令的时候,系统会去访问 的源地址和 的目标地址,因为 本身没有存在主存中,所以每次访问的页面
不在主存中,就会发生一次缺页中断。即访问 时,%5 的页面都会发生缺页中断,即发生 次缺页中断。
整个程序中有 个页面,若发生 % 次中断,应该就是进入主存 %5 页面时发生了中断,那时程序里
有 %5 页面再内存里,即 % 个页面。
设文件索引节中有 个地址项,每个地址项大小为 字节,其中 个地址项为直接地址索引,$ 个地址项是一级
间接地址索引, 个地址项是二级间接地址索引,磁盘索引块和磁盘数据块大小均为 。若要访问文件的逻辑块号
分别为 和 ,则系统分别采用444444;而且可表示的单个文件最大长度是44444。
解析:
6 磁盘索引块为 字节,每个地址项大小为 字节,故每个磁盘索引块可存放 $/'$ 个物
理地址块。又因为文件索引节点中有 个地址项,其中 个地址项为直接地址索引,这意味着逻辑块号为 7 的为
直接地址索引;$ 个地址项是一级间接地址索引,这意味着第一个地址项指出的物理块中存放逻辑块号为 7$ 的
物理块号,第二个地址项指出的物理块中存放逻辑块号为 $7 的物理块号; 个地址项是二级间接地址索引,
该地址项指出的物理块存放了 $ 个间接索引表的地址,这 $ 个间接索引表存放逻辑块号为 87$ 的物理
块号($)$'% 个)。单个文件的逻辑块号范围是 7$,而磁盘数据块大小为 ,所以单个文件
最大长度为:%。
中断是一种非常重要的技术,输入输出设备和主机交换数据、分时操作、实时系统、计算机网络和分布式计算机
系统中都要用到这种技术。为了提高响应中断的速度,通常把所有中断服务程序的入口地址(或称为中断向量)汇集
为中断向量表。实现中断嵌套用后进先出的栈来保护断点和现场最有效。
由 设备提出的中断请求是可屏蔽中断,电源断电是不可屏蔽中断。
位于 与主存之间的高速缓冲存储器(用于存放部分主存数据的拷贝,主存地址与 地
址之间的转换工作由硬件完成。使用硬件实现指令预测与数据预取技术,即尽可能把将要使用的数据预先从内存中取
到高速缓存中。
%
通用寄存器常用于运算时用于暂存操作数或地址;可以减少访问内存的次数,提高运算速度 内部对
通用寄存器的存取操作是速度最快的,其次是 ,内存的存取速度再次;
地址寄存器和数据寄存器用于访问内存时的地址(方便对内存的读写)和数据暂存(节省读取操作数所需占用总
线和访问存储器的时间);累加器是一个数据寄存器,在运算过程中暂时存放操作数和中间运算结果,不能用于长时
间地保存一个数据。
指令寄存器用于暂存正在执行的指令;
程序计数器中存放将要执行的指令的地址 程序员可以访问,地址寄存器的一种。
状态寄存器用于记录运算中产生的标志信息。状态寄存器中的每一位单独使用,称为标志位。标志位的取
值反映了 9 当前的工作状态,可以作为条件转移指令的转移条件。典型的标志位有以下几种:进位标志位(、
零标志位(!、符号标志位("、 溢出标志位(#、奇偶标志位($。
处理机主要由处理器、存储器和总线组成,总线包括数据总线、地址总线、控制总线。主要是为了减少信
息传输线的数量
采用总线结构主要有以下优点:
简化系统结构,便于系统设计制造;
$ 大大减少了连线数目,便于布线,减小体积,提高系统的可靠性;
% 便于接口设计,所有与总线连接的设备均采用类似的接口;
便于系统的扩充、更新与灵活配置,易于实现系统的模块化;
便于设备的软件设计,所有接口的软件就是对不同的口地址进行操作;
便于故障诊断和维修,同时也降低了成本。
原码、反码、补码和移码
正数的原、反、补码都一样: 的原码跟反码都有两个,因为这里 被分为- 和,。
的补码和移码是唯一的。
移码最简单了,不管正负数,只要将其补码的符号位取反即可。
:-;原':,;原'
原转反,符号位不变,数值位按位取反:
:-;反',:,;反'
反码转化为补码:末尾加 :
:-;补',%&补'
补码转化为移码:对补码符号位取反
:-;移',:,;移'
总结:
()正数的原码、反码和补码都相同。
)负数原码和反码的相互转换:符号位不变,数值位按位取反。
)负数原码和补码的相互转换:反码的末位再加 ,符号位根据数据位是否有进位决定。注意
*)移码是对补码符号位取反
计算机中数字用原码表示直观,实现乘除运算规则较简单,但做加减运算时涉及符号的表示,很不方便。
引入补码是要利用补数的特点,来方便地执行正负任意数的加减运算,实现变减运算为加运算,因此补码最适合进行
数字加减运算。
浮点数的表示方式形式由阶码和尾数两部分组成,底数是事先约定的,在机器数中不出现。尾数是数值的有效数
字部分,通常用补码表示,而阶码用一般用移码表示。
一个浮点数 可如下表示:
')!<其中,尾数部分 的位数越多,数的精度越高,指数部分 < 的位数越多,能表示的数值越大。
码距
码距是衡量一种编码方式的抗错误能力的一个指标
)码字的码距
一个编码系统中任意两个合法的编码之间的不同的二进制位的数目叫这两个码字的码距
码距重点 +如 % &码距为 因为前后两者第 位和第 , 位各不同
同理% & 与 码距+, 和 的码距 二者取小
两个码元对应位不同的个数,取最小的即可。
例如:、、,第一个和第二个码距为 $,因为只有 %、 位不同,第二
个和第三个码距为 %,因为只有 、8、 位不同,第一个和第三个码距为 ,因为只有 %、、、8、 位不同。
该汉明码的最小码距为 $。
扩展资料
汉明码校验:与其他的错误校验码类似,汉明码也利用了奇偶校验位的概念,通过在数据位后面增加一些
比特,可以验证数据的有效性。利用一个以上的校验位,汉明码不仅可以验证数据是否有效,还能在数据出错的情况
下指明错误位置。
汉明码纠错:在接收端通过纠错译码自动纠正传输中的差错来实现码纠错功能,称为前向纠错 <。在数
据链路中存在大量噪音时,< 可以增加数据吞吐量。通过在传输码列中加入冗余位(也称纠错位)可以实现前向纠
错。
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