每天學習一點點，距離考試通過成功拿證就更進一點點。本站編輯為大家整理了系統架構設計師考試中關于計算機組成與體系結構基礎部分的常見考點，快來一起學習吧。

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一、計算機系統層次結構

1.核心層次：計算機系統由硬件層、操作系統層和應用軟件層組成。

2.硬件層：是計算機系統的物理基礎，包括CPU（中央處理器）、存儲器（內存、硬盤等）和I/O設備（輸入輸出設備，如鍵盤、顯示器、網卡等）。硬件層的主要功能是執行指令和處理數據。

3.操作系統層：是硬件層和應用軟件層之間的橋梁，負責資源管理，包括進程管理（調度、同步）、內存管理（分配、回收）、文件管理（存儲、訪問控制）等。操作系統通過抽象硬件資源，為應用軟件提供統一的接口。

4.應用軟件層：是用戶直接使用的程序，如辦公軟件、瀏覽器、數據庫管理系統等。應用軟件通過操作系統提供的接口與硬件資源交互，完成特定的任務。

5.馮·諾依曼體系：是現代計算機的基礎架構，其核心思想是將程序指令和數據存儲在同一存儲器中，通過運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部件協同工作。

6.馮·諾依曼體系的五大部件：

運算器：執行算術運算和邏輯運算。

控制器：控制程序的執行順序，協調其他部件的工作。

存儲器：存儲程序和數據。

輸入設備：將外部信息輸入到計算機中。

輸出設備：將計算機處理的結果輸出到外部設備。

7.馮·諾依曼體系的核心特性：

存儲程序：程序和數據以二進制形式存儲在存儲器中，計算機可以按順序讀取指令并執行。

順序執行：指令按順序依次執行，但現代計算機通過流水線、多核等技術實現了指令的并行執行。

8.考試細節：

考試可能會要求考生描述馮·諾依曼體系的五大部件及其功能。

也可能考查考生對計算機系統層次結構的理解，例如如何通過操作系統層實現硬件資源的抽象和管理。

二、數據表示與運算

1.數值表示：計算機中使用二進制表示數據，數值的表示方式有原碼、反碼和補碼。

2.原碼：最高位為符號位，0表示正數，1表示負數，其余位表示數值的絕對值。

例如，+3的原碼為00000011，-3的原碼為10000011。

3.反碼：正數的反碼與原碼相同，負數的反碼是原碼的符號位不變，其余位取反。

例如，-3的反碼為11111100。

4.補碼：正數的補碼與原碼相同，負數的補碼是反碼加1。補碼的優點是可以簡化加減法運算，符號位參與運算。

例如，-3的補碼為11111101。在計算機中，通常使用補碼表示整數。

5.8位補碼范圍：8位補碼可以表示的整數范圍是-128到+127。

其中，-128的補碼是10000000，+127的補碼是01111111。

6.浮點數：根據IEEE 754標準，浮點數由符號位、階碼和尾數三部分組成。

7.單精度浮點數(32位)：1位符號位，8位階碼(偏置值為127)，23位尾數。階碼的偏置值用于將階碼的范圍從負數變為正數，便于比較和計算。

8.雙精度浮點數(64位)：1位符號位，11位階碼(偏置值為1023)，52位尾數。雙精度浮點數的精度更高，但占用的存儲空間更大。

示例：

將十進制數0.15625轉換為IEEE 754標準的浮點數表示。

首先，將0.15625轉換為二進制小數0.00101，然后將其規范化為1.01×2⁻³，階碼為127-3=124，對應的二進制為01111100。因此，單精度浮點數的表示為0 01111100 01000000000000000000000。

9.校驗碼：用于檢測和糾正數據傳輸或存儲中的錯誤。

10.奇偶校驗：是最簡單的校驗碼，通過在數據中添加一個校驗位，使數據的總和為奇數或偶數。奇偶校驗可以檢測單比特錯誤，但無法糾正錯誤。

例如，對于數據1011，若采用偶校驗，則校驗位為0，最終數據為10110。

11.CRC(循環冗余校驗)：是一種基于多項式模2除法的校驗碼，生成多項式是CRC算法的核心。發送方將數據除以生成多項式，得到的余數作為校驗碼附加到數據后面;接收方收到數據后，用相同的生成多項式進行除法運算，若余數為0，則認為數據無錯誤。CRC可以檢測多位錯誤，可靠性較高。

12.海明碼：通過添加冗余位來檢測和糾正單比特錯誤。冗余位的數量需滿足公式需滿足公式 2^r >= k + r + 1 (k為數據位，r為冗余位)，其中k為數據位數，r為冗余位數。海明碼的編碼過程是將數據位和冗余位按特定規則排列，冗余位的值根據數據位的奇偶性計算。

例如，對于數據1011，添加3個冗余位后，海明碼為0111011。

13.考試細節：

考試可能會要求考生將一個十進制數轉換為IEEE 754標準的浮點數表示，或者將浮點數表示還原為十進制數。

也可能考查考生對校驗碼的理解，例如如何計算CRC校驗碼或海明碼的冗余位。

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