计算机硬件基础
2020年3月25日
10:40
（一）数据的表示***
+0，原码：0000 0000，反码：0000 0000，补码：0000 0000
0：
-0，原码：1000 0000，反码：1111 1111，补码：0000 0000
移码：符号位取反的补码
（二）计算机系统的组成与体系结构***
总线：包括数据总线、地址总线、控制总线
数据总线的宽度：一次可以传送多少位的二进制，单位：字长、八位、十六位
地址总线的位数：寻址的空间大小
冯诺依曼体系结构：
输入设备：
运算器：
算术逻辑单元ALU：数据，运算
累加寄存器AC：暂时存放参与运算的操作数或运算过程中的中间结果
数据缓冲寄存器：存放从存储单元中读取的指令和数据
状态条件寄存器：
控制器：对指令进行译码
程序计数器PC：获取指令，存放下一条指令的地址
指令寄存器IR： 正在运行的指令
指令的组成：操作码（指令的作用）+地址码（指令操作对象的位置）
指令译码机：操作码
时序部件：保证指令在执行构成中有条不紊的进行
存储器：
主存储器：存放指令和数据给CPU用
输出设备：
指令系统的寻址方式：
寻址：找到操作数（数据）所在的地址，扩大寻址空间，提高编程的灵活度
立即寻址：地址码直接指出了操作数本身，不需要额外的存储空间
变址寻址：地址码+基址=真正的地址 &101+4=&105-->270
直接寻址：地址码直接指出了操作数所在地址的值&103-->250
间接寻址：多一次缓存&102-->&100-->220
寄存器寻址：
寄存器间接寻址：
指令系统的类型：
Flynn
流水线：
吞吐率：执行n条指令所需要的时间，Tk：流水线执行n条指令所需要的时间--100/203ns
加速比：不采用流水线所需要的时间和采用流水线所需要时间的比值--500ns/203ns
（三）存储系统***
容量：CPU<缓存<主存<辅存 主存的容量大部分是RAM的
速度/成本：CPU>缓存>主存>辅存
存储器存储方式：
顺序存取：磁带
直接存取：硬盘，共享读写
随机存取：内存，按地址
相联存取： cache，按内容，提高cache的命中率
Chahe：
Cache的淘汰算法：
先进先出算法：
最近最少使用算法：
随机算法：
RAID技术：
RAID2.0：
快速重构
自动负载均衡
系统性能提升
自愈合
（四）可靠性**
失效率：单位时间内发生故障的概率
平均无故障时间MTBF：系统发生故障两个时间间隔的平均值
平均故障修复MTTR：修复一次故障所需要的平均时间
可用性：
来源：oschina
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