数据的表示
进制表示
R进制转十进制使用按权展开法，其具体操作方式为∶将R进制数的每一位数值用R的k次方形式表示，即幂的底数是R，指数为k ，k与该位和小数点之间的距离有关。当该位位于小数点左边，k值是该位和小数点之间数码的个数,而当该位位于小数点右边，k值是负值，其绝对值是该位和小数点之间数码的个数加1。
例：
二进制11010.11 = 1 x 2^4 + 1 x 2^3 + 0 x 2^2 + 1 x 2^1 + 0 x 2^0 + 1 x 2^-1 + 1 x 2^-2=26.75
六进制532.13 = 5 x 6^2 + 3 x 6^1 + 2 x 6^0 + 1 x 6^-1 + 3 x 6^-2
进制转换
二进制与八进制
二进制转八进制：
从小数点开始，小数点前从小数点开始向左每三位为一组，最后不足三位的可以添0补足，小数点后向右每三位一组，不足三位必须添0补齐。然后将每组按权相加，即得到八进制数。
八进制转二进制：
同上面相似，从小数点开始向左右开始，把每一位数转换成二进制即可。
二进制与十六进制
二进制转十六进制：
与二进制和八进制的转换相似，每四位一组，然后再按权相加。需要注意的是，9之后的数用字母A--F表示，如13应表示为D。（注：末尾为H表示该数是十六进制数）
十六进制转二进制：
与八进制转二进制方法相同。
注：八进制与十六进制的转换，需先转为二进制，再转换成八进制或十六进制。
十进制转R进制
十进制转R进制可以使用短除法。如将十进制的83转成3进制：
-
3|83 余数 2
3|27 0
3|9 0
3|3 0
1 1
最后再从下往上读其余数，即十进制的83用3进制表示为：10002 。
详情参考：https://www.bilibili.com/video/BV1yU4y1371J?p=3
源码反码补码移码
源码：把一个数转成二进制即为它的源码（若为带符号的，取其最高位，每8位一组，不足8位的在前面添0补齐，正数首位为0，负数首位为1）。
反码：正数的反码是其本身，负数的反码是在其原码的基础上符号位不变，其余各个位取反
补码：正数的补码就是其本身，负数的补码是在其反码的基础上+1
移码：不管正负数，只要将其补码的符号位取反即可
表示范围：
详情参考：https://www.bilibili.com/video/BV1yU4y1371J?p=4
计算机结构
传统计算机一般由以下部分组成：运算器、控制器、存储器、I/O设备，运算器和控制器共同组成CPU（中央处理器），存储器又分为内存储器（RAM、ROM）和外存储器（硬盘、U盘、磁带等）。
运算器的构成：
- 算术逻辑单元ALU
- 累加寄存器AC
- 数据缓冲寄存器DR
- 状态条件寄存器PSw
控制器的构成：
- 程序计数器PC
- 指令寄存器IR
- 指令译码器
- 时序部件
参考：
https://www.bilibili.com/video/BV1yU4y1371J?p=4
https://blog.csdn.net/L_gentleman/article/details/93377576
flynn分类法
CISC与RISC
参考：
https://www.bilibili.com/video/BV1yU4y1371J?p=4
流水线
指令执行顺序： 取指—>分析—>执行
如图所示，在未使用流水线的情况下，需要先完成某一条指令的执行操作后，再进行下一条指令的操作；当使用了流水线后，只要前一条指令的一部分操作已完成，那么就会开始下一条指令的对应操作，从而减少了指令的处理时间。
直接上例题：
若指令流水线把一条指令分为取指、分析、执行三部分，且三部分的时间分别为取指2ns、分析2ns、执行1ns。求：流水线的周期是多少？100条指令全部执行完毕的时间是多少？
知识引入：
- 流水线周期（▲t ）：执行时间最长的一段
- 流水线计算公式：
- 一条指令执行完毕时间+（指令条数-1）* 流水线周期
- 理论公式：(t1+t2+t3+…+tk)+(n-1)*▲t （考的比较多）
- 实践公式：(k+n-1)*▲t
- k表示把一条指令分为了几部分
- n表示一共有多少条指令
解答：
在本题中，由于三部分时间最长的为取指和分析两部分，它们的时间都为2ns，即流水线周期为2；指令共有三部分，即k为3 。
使用理论公式计算：(2+2+1)+(100-1)*2=203ns使用实践公式计算：(3+100-1)*2=204ns
流水线的吞吐率（Though Put rate，TP）是指在单位时间内流水线所完成的任务数量或输出的结果数量。公式如下：
TP=指令条数/流水线执行时间流水线最大吞吐率： TP(max)=1/▲t
以上面的例题为例，其流水线周期为2ns，共有100条指令，执行完所有指令消耗的时间为203ns，那么该流水线的吞吐率为：
TP = 100/203； 最大吞吐率为： TP(max) = 1 / 2公式：
S = 不使用流水线执行时间/使用流水线执行时间
前面提到不使用流水线时，需要等当前指令执行结束后再开始执行下一条指令，因此，在这种情况下，执行一条指令所需要的时间为2+2+1=5ns，共有100条指令，故执行完所有指令所需的时间为500ns，而使用流水线的执行时间仅为203ns，所以流水线加速比为：
S = 500 / 203计算机层次化存储结构
计算机存储结构如图：
cache的基本概念
cache的功能：提高CPU数据的I/O速率，突破了冯·诺依曼瓶颈，即CPU与存储系统间数据传送贷款限制。
在计算机存储体系中，cache是访问速度最快的层次。 使用cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理。如果以h代表队cache的访问命中率，t1表示cache的周期时间，t2表示煮存储器周期时间，以读操作为例，使用cache+主存储器的系统的平均周期为t3，则：
t3 = h * t1 + (1-h) * t2
其中，(1-h) 又称为失效率（未命中率）。
磁盘
磁盘结构与参数
