知识点：数值及转换，数据表示，计算机内的运算，CPU和存储器，I/O，CISC/RISC，虚拟存储器，RAID，系统性能评测。
数据表示
1，码制：原码，反码，补码，移码（数值位与补码相同，符号位相反）。
2，数值
定点数：小数点位置固定
浮点数： 阶符|码阶|数符|尾数 表示成N = M * R^E 规格化：尾数要求大于等于0.5，小于1.
3，校验码：
奇偶校验：奇校验码可以发现奇数位出错的情况
海明码：在数据之间插入k个校验码，满足2^k-1 >= n+k，在2^i的位置插入校验码，可以通过各位校验码综合运算来判断出错的位。
循环冗余校验码：左边信息码，右边校验码。
计算机系统硬件组成
运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备
1，运算器：ALU，累加器AC，数据缓冲寄存器DR，状态条件寄存器PSW
2，控制器：指令寄存器IR，程序计数器PC，地址寄存器AR，指令译码器ID
3，多核CPU：
核心Die又称为内核，内核有自己的逻辑单元，控制单元，中断处理器，运算单元。存储器共享，高速缓存共享或独有。
4，存储器：内部寄存器，高速缓存Cache，主存MM，辅助存储器（外存）。
有磁存储器，半导体存储器，光存储器等。
可分为只读存储器，读写存储器。或者随机存储器（random acess memory，RAM），顺序存储器（SAM），直接存储器（DAM，介于两者之间，例如磁盘轨道式随机寻址，但是轨道内是顺序）
5，相关联存储器：
一种按内容访问的存储器，使用数据或者数据的一部分作为关键字，来一一比较，一般出现在高速缓冲寄存器这种小型存储器中。
6，高速缓冲Cache
目的是为了控制存储器的速度和CPU相匹配，
Chche由控制部分和Cache存储器部分组成，由控制部分判断CPU要访问的信息在不在存储部分中，在就直接在Cache中寻址，否则就要在按照替换原则将Cache中的某一块和主存中要寻址的那一块替换。
·Cache地址映像：在程序中使用的都是主存地址，但为了实际使用的是Cache中的数据，就必须进行地址映像。
直接映像
Cache中存储的数据是区号（用高位）+块号+块内地址，把主存也要分区，分块（用高位）。这样，我们把两者中相同块号的块进行对应。例如，要找到08090000这个地址，可以将08分为区号，09分为块号，0000是块内地址。那么在Cache中，就存储在0809这个地方，要注意，只能有一个09块号的地址。只要查看两个存储器种09块的区号是不是相同，就可以决定是否命中。优点是比较快简单，缺点是不够灵活，显然两个一样号码的块就不能放到一起。
全相联映像
主存的任意一块都可以映像到Cache种。直接将主存分为N块，Cache种需要有一个相联存储器，将块号与相联存储器中存储的主存块号进行比较找到相对应的块，找不到则是未命中。
组相联映像
就是前两者相结合，将Cache中的块进行分组，例如每两个为一组，主存需要分区，然后对每个区内的块进行分组，然后对组采用直接映像方式，而对块采用全相联映像方式。
·Cache替换算法
选择替换算法的目标是使Cache获得更高的命中率。
随机替换算法（RAND）：用随机数发生器产生一个要替换的信号，将该块替换出去。
先进先出算法（FIFO）：将最先进入的Cache信息块替换出去
近期最少使用算法（LRU）：将近期最少使用的信息块替换出去
优化替换算法（OPT）：先执行一次程序，统计cache的替换情况，用相关的规则替换。
Cache性能分析：H为命中率，tc为Cache的存取时间，tm为主存的访问时间，则Cache的等效访问时间ta为：
使用Cache的访问时间比不使用的速度提高倍数可以用下式表示
7，虚拟存储器
虚拟存储器可用的内存空间远远大于主存的物理空间，虚拟存储器的空间大小取决于计算机的访问能力而不是实际外村的大小，虚拟存储器使存储系统既具有相当于外村的容量又具有接近于主存的访问速度。
8，外存储器
磁盘存储器，由盘片、驱动器、控制器和接口组成。盘片存储信息，驱动器用于驱动磁头沿盘面径向运动以寻找目标磁道位置，控制器接受主机发来的消息，转换成磁盘驱动器的控制命令。接口时主机和磁盘存储器之间的连接逻辑。
光盘存储器可分为只读型光盘，只写一次型光盘和可擦除型光盘。特点时记录密度高存储容量大，采用非接触式读写信息，信息可长期保护。
9，磁盘阵列技术
由多台磁盘存储器组成。现在常见的独立冗余磁盘阵列（RAID）讲就是以一种由多块磁盘构成的额冗余阵列。在操作系统下是作为一个独立的大型存储设备。RAID技术分为几种不同的等级，分别可以提供不同的速度、安全性和性价比。
输入输出技术I/O
1，常见的内存与接口的编址方式：
内存与接口地址独立的编址方式（内存用于存放程序和数据，接口就用于寻找外设）
内存与接口地址统一编址的方法（在一个公共的地址空间）
2，CPU与外设之间的数据传递方式：
直接程序控制方式：整个输入输出过程是在CPU执行程序的控制下完成的分为两种：无条件传送方式（无条件交换数据），程序查询方式（先通过CPU查询外设状态，在交换数据）。
中断方式：利用中断机制，使I/O系统在于外设交换数据是，CPU无需等待也无需查询I/O状态，即可抽身出来处理其他任务，因此提高了系统效率
直接存储器存取（DMA）：是在存储器与I/O设备之间直接传送数据，传送一个数据块，无需CPU的任何干涉。
输入输出处理机（IOP）：专用处理机，有三种数据传送方式：字节多路方式，选择传送方式和数组多路方式。
3，总线结构：内部总线，系统总线，外部总线
系统总线：用于插线板一级的互连，用于构成计算机各组成部分的连接，有时也称内总线，目前比较流行的内总线如下：
ISA总线：24条地址线，16条数据线
EISA总线：32位地址线，32位数据线。
PCI总线：目前最流行的总线之一，定义了32位数据总线，PCI上的设备是即插即用的。
外部总线：又称通信总线，外总线。用于设备一级的互连。标准有七八十种之多：RS-232-C、SCSI、USB、IEEE-1294
4，指令系统
寻址方式：立即寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址加变址寻址方式、相对基址加变址选址
CISC（Complex Instruction Set Computer，复杂指令集计算机）和RISC（Reduced Instruction Set Computer，精简指令集计算机）
RISC的关键技术如下：重叠寄存器窗口技术、优化编译技术、超流水及超标量技术、硬布线逻辑与微程序技术中相结合。
5，指令的流水处理：顺序方式、重叠方式、流水方式（并行性或并发性嵌入计算机系统的一种形式，它把重复的顺序处理过程分解成若干子过程）
吞吐率和流水建立时间：吞吐率是指单位时间里流水线处理机流出的结果数。
p = 1/max{t1,t2,t3...}
流水线开始工作后，需经过一定时间才能达到最大吞吐率，这就是建立时间。若m个子过程所用时间一样，均为t0，则建立时间T0 = m*t0
可靠性与系统性能评测
1，计算机可靠性概述：用R(t)表示，是指它从开始运行（t = 0）到某个时刻 t 这段时间内能正常运行的概率。
失效率是指单位时间内失效的元件数与元件总数的比例，用 λ 表示。当λ为常数时，可靠性与失效率的关系：R(t) = e^(-λt)
平均无故障时间（MTBF）： MTBF = 1 / λ
平均修复时间（MTRF）： 计算机的维修效率，从故障到修复的时间
可用性：A = MTBF / (MTBF + MTRF)
2，计算机可靠性模型
3，计算机系统的性能评价
性能评测常用方法：时钟频率、指令执行速度、等效指令速度法、数据处理速率法、核心程序法
基准测试程序：整数测试程序、浮点测试程序、SPEC基准测试程序、TPC基准测试程序
