全國計算機技術與軟件專業技術資格（水平）考試
軟件評測師——考試內容總結 By林雨辰2014.11.08
1.計算機系統構成及硬件基礎知識
1.1計算機系統的構成
1.1.1設計電子數字計算機的一些基本思想
設計電子數字計算機的一些基本思想：
(1)由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備5大基本部件組成計算機，並規定了這5部分的基本功能。
(2)采用二進制形式表示數據和指令
(3)將程序和數據事先存放在存儲器中，使計算機在高速工作中能夠自動高速的從存儲器中取指令並執行，這就是存儲程序的概念
一個完整的計算機系統由硬件系統和軟件系統組成，硬件是計算機的實體，是計算機實現功能的物質基礎，
如：主機，鍵盤，鼠標，顯示器，光驅，硬盤打印機，都屬於硬件；軟件是計算機運行的程序集，按功能分為系統軟件和應用軟件。
人們把沒有裝任何軟件的計算機稱為“裸機”
圖1-1 計算機部件間的關系
計算機各個部件的合作關系如上圖所示
計算機硬件分為以下幾種：
1.1.1.1中央處理器(CPU)
中央處理器主要是由運算器和控制器構成。
運算器主要完成算數運算和邏輯運算，它由邏輯運算部件(ALU)、累加器、通用寄存器組成。
控制器是計算機的神經中樞，它由以下部件組成：
(1)指令寄存器(IR)
(2)指令譯碼器(ID)
(3)時序節拍發生器
(4)操作控制部件
(5)程序計數器(PC)
(6)標志寄存器(Flags Register)
1.1.1.2存儲器
主要功能是存放程序和數據
主存儲器：由中央處理器直接存儲指令和數據的存儲器
外存儲器：磁盤、磁帶、光盤、大容量存儲
計算機存儲系統：主存儲器、外存儲器+相應軟件
1.1.1.3外部設備
(1)輸入設備：把用戶要求的計算機處理的數據 、字符、文字、圖像、程序各種形式的信息轉化成計算機編碼存入計算機
(2)輸出設備：把計算機的處理結果以用戶需要的形式(如數據 、字符、文字、圖像、程序)輸出
(3)輸入輸出接口(I/O接口)：外部設備與中央處理器之間的緩沖裝置，負責電氣性能的匹配和信息格式的轉換
系統軟件：負責整個計算機系統的資源管理、調度、監視、服務，通常包括以下幾種類型:
(1)操作系統
(2)數據庫管理系統
(3)語言處理系統(翻譯系統)
(4)網絡系統
(5)標准程序庫
(6)服務性程序
應用軟件：為用戶需要開發的各種應用程序，分為通用軟件和專用軟件。Word、Excel、PPT等都屬於通用軟件；某些行業的管理軟件，如ERP、CRM等屬於專用軟件。
1.1.2計算機體系結構的分類
分為4種類型：
(1)單指令流單數據流(Single Instruction Single Data，SISD)
(2)多指令流單數據流(Multiple Instruction Single Data，MISD)
(3)單指令流多數據流(Single Instruction Multiple Data，SIMD)
(4)多指令流多數據流(Multiple Instruction Multiple Data，MIMD)
串行計算：單個計算機順序執行指令
並行計算：時間上的並行指流水線技術；空間上的並行指多處理器並發執行
1.1.3總線
系統總線分為：數據總線(DB)、地址總線(AB) 、控制總線(CB)
數據總線(DB)寬度影響系統的運算速度
地址總線(AB)寬度影響CPU尋址空間內存大小
控制總線(CB)位數主要取決於CPU
1.1.4存儲器的概念
1.1.4.1虛擬存儲器(virtual memory)
為用戶提供更大的隨機存放空間采用的存儲技術。工作速度接近於主存，成本又低，虛擬存儲器調度方式有頁式、段式和段頁式。
1.1.4.2相聯存儲器(Associative memory)
也稱為“按內容訪問的存儲器”，不根據地址而根據存儲內容來存取的存儲器
1.1.4.3高速緩存存儲器(Cache)
位於CPU與內存之間，是一個讀寫速度比內存更快的存儲器，其中存儲頻繁訪問RAM中的內容及其存儲地址
1.1.4.4隨機訪問存儲器(Random access memory , RAM)
存儲單元的內容可按需要隨意存入和取出，存取速度與單元位置無關。當電源關閉，數據會消失。
1.1.5數字編碼
(1)原碼
原碼是計算機的二進制表示方法，最高位為符號位，該位0表示正數，1表示負數，其余為表示數值大小
原碼簡單直觀，缺點是加減時出現錯誤。
(2)反碼
正數的反碼是本身，負數的反碼對其絕對值逐位取反
(3)補碼
正數的補碼與原碼相同，負數的補碼符號位是1，其余位為該數絕對值原碼取反
設計補碼解決的減法的符號位問題
(4)移碼
移碼(又稱增碼)，是符號位取反的補碼，一般用作浮點數的階碼
流水線各階段執行的時間最長的一段為整個流水線的瓶頸，一般將這個時間稱為“流水線的周期”。
1.1.6指令集RISC和CISC
RISC(Reduced instruction set computer，精簡指令集計算機)
CISC(Complex instruction set computer，復雜指令集計算機)
表1-1 RISC和CISC的區別
| RISC |
CISC |
|
| 指令系統 |
實現特殊功能效率低，但流水線技術可以彌補 |
處理特殊任務效率高 |
| 存儲器操作 |
對存儲器操作有限制，使控制簡單化 |
指令多，並且操作直接 |
| 程序 |
需要較大的內存空間，實現特殊功能程序復雜，不易設計 |
編程相對簡單，設計容易，效率較高 |
| 中斷 |
在一條指令執行的適當地方可以響應中斷 |
一條指令結束后響應中斷 |
| CPU |
電路少、面積小、功耗低 |
電路多、功能強、面積大、功耗大 |
| 設計周期 |
設計周期短 |
設計周期長 |
| 用戶使用 |
結構簡單、指令規整、性能容易把握、易學易用 |
結構復雜、功能強大 |
| 應用范圍 |
適用於專用機 |
適用於通用機 |
1.1.7計算機系統性能指標
吞吐量是指在單位時間內CPU從存儲設備讀取、處理、存儲信息的量。
影響因素如下：
(1)存儲設備的存取速度
(2)CPU性能
(3)系統結構
1.2硬件基礎知識
1.2.1尋址方式
1.2.1.1立即數尋址方式
操作數直接存放在指令中，如：MOV AX,2345H
1.2.1.2寄存器尋址方式
操作數放在CPU內存寄存器，如：MOV AX,BX
1.2.1.3存儲器尋址方式
·直接尋址
指令中給出的地址為操作數的地址，如：MOV AX,[2000H]
·寄存器間接尋址
操作數的地址存放在寄存器中，如：MOV AX,[BX]
·寄存器相對尋址
以指定寄存器內容，加上指令給出偏移量，如：MOV AX,COUNT[SI]
·基址加變址尋址
把一個基址寄存器內容加上變址寄存器內容，並以一個段寄存器作為地址基准作為操作數的地址，如：MOV AX,[BX][DI]
·相對基址加變址尋址
在基址加變址尋址方式基礎上再增加一個位移量，如：MOV AX,MASK[BX][SI]
1.2.2串聯系統可靠度的計算
串聯系統可靠度等於各個系統可靠度的乘積