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计算机组成原理(3)

2021-02-02 17:59:13 作者：互联网

因为学校的课程设置是没有计组，计网和操作系统。但是总觉得这些很重要，一些底层基础东西还是有必要去掌握。所以自此打算花费一到两个月来自学计算机组成原理。可能学习的不是很深入，毕竟不是学校系统的学习，但是了解一点基础也是极好的。此博客只记载自己所学习到的新东西，欢迎大家指正错误。2020.1.27

本博客的主要内容有：数据的表示和运算、BCD码、奇偶校验码等

复习：

1.计算机系统的层次结构：微程序机器M0->传统机器M1->操作系统机器M2->汇编语言M3->高级语言机器M4

2.编译程序和解释程序的区别：编译程序是一次性全部翻译成机器语言程序，解释程序是一条一条进行翻译成机器语言程序

3.计算机性能指标：包括存储体的指标和CPU的指标，比较重要的就是：CPU的时钟周期、CPI等

数据的表示和运算

进位计数制

各种进制之间的转化

古印度人发明了阿拉伯数字和十进制

二进制、八进制、十进制、十六进制与十进制相互转化，很简单，不赘述

真值和机器数

增加一个符号位表示正和负

真值：符合人类习惯的数字

机器数：数字实际存到机器里面的形式，正负号需要被“数字化”

BCD码

用二进制编码的十进制，包括：8421码、余3码、2421码

8421码

用四位的二进制表示一位十进制

其加法为：

5+8=13------>0101+1000=0001 0011

9+9=18------>1001+1001=0001 1000

ASCII码

一共有128个字符，需要7位，但是一般会在前面补0，所以是8位

其中包括可印刷字符32~126，控制、通信字符

汉字的表示和编码

GB 2312-80：汉字+各种符号共7745个，94行94列，利用区位码来映射汉字，后来发展为国标码、汉字内码，一个汉字用两个字节来存储

字符串

利用‘\0’来作为结尾标志，对于多字节的数据（如汉字），可采用大端/小端模式来存储

大端模式：将数据的最高有效字节存放在高地址单元

小端模式：将数据的最高有效字节存放在低地址单元

奇偶校验码

利用冗余的bit位，来表示合法的只是其中某几种，如果在传输到B电脑发现有非法的信息，那么就说明在传输过程中发生了位错误。

码字的距离：两个码字具有不同位的个数

码距：一种编码方案可能有若干个合法的码字，各合法码字之间的最小距离称为“码距”。码距越大，在传输过程中对错误越敏感

d=1的时候，无检错能力；d>2时，可能有纠错能力，如海明码

奇校验码：整个校验码（有效信息位和校验位）中“1”的个数为奇数，对偶数个位的错误没有检测能力，不能纠错，只能重传

偶校验码：整个校验码（有效信息位和校验位）中“1”的个数为偶数，对偶数个位的错误没有检测能力，不能纠错，只能重传

偶校验的硬件实现：对信息进行异或运算，得到的结果为偶校验位。

海明校验码

基本思想：将信息位分组进行偶校验-->多个校验位

信息位	校验位
n	k

信息位+校验位共 n+k位，所以需要 $2^{k}$ >=n+k+1

n	1	2-4	5-11	12-26	27-57	58-120
k	2	3	4	5	6	7

用例子去理解海明码：
1.设信息位 $D_{4}D_{3}D_{2}D_{1}$ （1010）,共4位，需要3个校验位 $P_{3}P_{2}P_{1}$ ，对应的海明码 $H_{7}H_{6}H_{5}H_{4}H_{3}H_{2}H_{1}$

校验位时分布在第1、2、4、8、16等的位置上

2.确定校验位的分布

$H_{7}$	$H_{6}$	$H_{5}$	$H_{4}$	$H_{3}$	$H_{2}$	$H_{1}$
$D_{4}$	$D_{3}$	$D_{2}$	$P_{3}$	$D_{1}$	$P_{2}$	$P_{1}$
1	0	1		0

3.求校验位的值：

4.纠错

海明码的检错、纠错能力：纠错能力--1位、检错能力--2位

所以会在前面加上一个全校验位

标签：校验位,机器,计算机,汉字,校验码,原理,纠错,十进制,组成
来源： https://blog.csdn.net/devilangel2/article/details/113253517