清华大学-计算机硬件技术基础--discuss_1

2013-7-25
数的编码
① 机器数的位数固定，能表示的数值范围受到位数的限制。如： 字长为8位的计算机能表示的无符号整数范围是0~255(28-1)。 当计算机运行结果超过机器所能表示范围，就会产生“溢出”。 ② 用0表示正数，用1表示负数。

(+79)10=(01001111)2 7 6 5 4 3 2 1 0 7
(-79)10=(11001111)2 6 5 4 3 2 1 0
0 1 0 0 1 1 1 1
数值 数符 正数
2013-7-25
1 1 0 0 1 1 1 1
数值 数符 负数
原码
一个二进制数同时包含符号和数值两部分，用最高 位表示符号，其余各位表示该数值的绝对值，这种 表示带符号数的方法为原码表示法。
2013-7-25
2.2.4不同进位计数制之间的转换


4.二进制数与八进制数的转换
规则：从二进制数的小数点位置开始，分别向前向后每三位划分 为一组，不足三位补0，再把各组数（每组三位）分别转换为相应 的八进制数，小数点照写。 八进制数转换为二进制数规则 把八进制数转换为相应的三位二进制数，小数点照写。 由于8=23，所以在将二进制数转换成八进制数时，每三位二进 制数划为一组，用一位八进制数代替，也称为“以三换一”；十 六进制数转换成二进制数时也正好相反，一位八进制数用三位二 进制数来替换，也称“以一换三”。 例.将（11001011.10）B转换成八进制。

2013-7-25
2.2.4不同进位计数制之间的转换


5.二进制数与十六进制数的转换
规则：从二进制数的小数点位置开始，分别向前向后每四位划分 为一组，不足四位补0，再把各组数（每组四位）分别转换为相应 的十六进制数，小数点照写。 十六进制数转换为二进制数规则 把十六进制数转换为相应的四位二进制数，小数点照写。 由于16=24，所以在将二进制数转换成十六进制数时，从最右侧 开始，每四位二进制数划为一组，用一位十六进制数代替，也称 为“以四换一”；十六进制数转换成二进制数时也正好相反，一 位十六进制数用四位二进制数来替换，也称“以一换四”。 例.将（1100101.1101）B转换成十六进制。

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8.1.2 软硬件协同设计技术
1．硬件体系结构
图8-2 嵌入式系统硬件体系结构的功能部件
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2． 传统设计技术

设计过程的基本特征是：系统在一开始就被划分为软件和硬件两 大部分，软件和硬件是独立地进行开发设计，通常采用的是“硬 件先行”的设计方法。
问题： (1)软硬件之间的交互受到很大限 制，造成系统集成相对滞后，因此 传统嵌入式系统设计的结果往往是 设计质量差、设计修改难，同时研 制周期不能得到有效保障。 (2) 随着设计复杂程度的提高， 软硬件设计中的一些错误将会使开 发过程付出昂贵的代价。 (3)“硬件先行”的做法常常需要 由软件来补偿由于硬件选择的不适 合造成系统的缺陷，从而增加软件 的代价。
(2) 嵌入式微处理器(Embedded Micro Processor Unit, EMPU)

基础是通用计算机中的CPU。只保留与嵌入式应用密切相关的功 能硬件，去掉其他冗余的功能部分。目前的主要类型有ARM 、 PowerPC系列等。 专用于信号处理方面的处理器，其可进行向量运算、指针线性寻 址等运算量很大的数据处理，具有很高编译效率和指令执行速度
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3-2
pSOS

pSOS原属ISI公司的产品，但ISI已经被 WinRiver公司兼并，现在pSOS属于 WindRiver公司的产品。 该系统是一个模块化、高性能的实时操作系 统。 开发者可以利用它来实现从简单的单个独立 设备到复杂的、网络化的多处理器系统功能。
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3-2
Palm OS

多数实时内核是基于优先级调度的多种方法 的复合。
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⑸ 其他重要概念

互斥（Mutex）机制 信号量（Semaphore）机制 代码临界区（Critical Section）临界资源

计算机学科专业基础综合操作系统-输入输出(I/O)系统(一)(总分：50.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：25，分数：50.00)1.属于共享设备的是 ____ 。

（分数：2.00）A.打印机B.磁盘√C.用户终端D.鼠标器解析：2.通过硬件和软件的功能扩充，把原来独占的设备改造成能为若干用户共享的设备，这种设备称为( )。

（分数：2.00）A.存储设备B.系统设备C.用户设备D.虚拟设备√解析：虚拟设备是指通过虚拟技术将一台独占设备变换为若干台逻辑设备，供若干个用户进程同时使用，通常把这种经过虚拟技术处理后的设备称为虚拟设备。

3.对磁盘而言，输入输出操作的信息传送单位为 ____ 。

（分数：2.00）A.字符B..字C..块√D.文件解析：磁盘属于块设备，即它的信息的存取都是以数据块为单位的。

4.____ 用作连接大量的低速或中速设备。

（分数：2.00）A.数据选择通道B.字节多路通道√C.数组多路通道解析：字节多路通道：控制慢速设备以字节为单位传输信息。

它可以分时地执行多个通道程序，控制多台设备进行信息传输。

数据选择通道：控制快速设备以成组方式工作，每次传送一批数据，传送速度很快。

选择通道在一段时间内只能执行一个通道程序，只允许一台设备进行数据传输。

数组多路通道：控制中速设备以成组方式工作。

可分时地控制多台设备进行信息传输。

5.通道又称I/O处理机，它用于实现 ____ 之间的信息传输。

A．内存与外设B．CPU与外设 C．内存与外存 D．CPU与外存（分数：2.00）A. √B.C.D.解析：通道是通过执行通道程序，实现内存与外设之间的信息交换。

6.关于通道、设备控制器和设备之间的关系，下面哪些叙述是正确的 ____ 。

（分数：2.00）A.控制器和通道可以分别控制设备B.控制器、通道和设备可以并行工作C.通道控制设备控制器，设备控制器控制设备进行工作√D.设备分配程序先分配通道，再分配控制器，最后分配设备解析：设备控制器可以控制设备，通道无法直接控制设备。

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1.1.5 计算机网络的应用
计算机网络技术的发展给传统的信息处理工作带来了革命 性的变化，同时也给传统的管理带来了很大的冲击。目前，计 算机网络的应用主要体现在以下几个方面： 数字通信
分布式计算
远程教育
信息查询
计算机网络 的应用
虚拟现实
电子商务
办公自动化
企业管理与决策
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1.1.5 计算机网络的应用
公用电话网
CCP或FEP 主机
集线器
利用集线器的结构示意图
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1.1.1 计算机网络的形成与发展
2、多机互联网络阶段 计算机网络要完成数据处理与数据通信两大基本功能，因 此在逻辑结构上可以将其分成两部分：资源子网和通信子网。 (1)资源子网：是计算 机网络的外层，它由提供 主机 资源的主机和请求资源的 CCP CCP 主机 终端组成。资源子网的任 务是负责全网的信息处理。 通信子网
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1.1.5 计算机网络的应用
4、远程教育 远程教育是利用Internet技术开发的现代在线服务系统， 它充分发挥网络可以跨越空间和时间的特点，在网络平台上 向学生提供各种与教育相关的信息,做到“任何人在任何时间 、任何地点，可以学习任何课程”。 5、虚拟现实 虚拟现实是计算机软硬件技术、传感技术、机器人技术、 人工智能及心理学等高速发展的结晶。虚拟现实与传统的仿 真技术都是对现实世界的模拟,即两者都是基于模型的活动， 而且都力图通过计算机及各类装臵达到现实世界尽可能精确 地再现。随着计算机科学技术的飞速发展，虚拟现实技术与 仿真技术必将在21世纪异彩纷呈，绚丽夺目。
A 图 1-4
B 计算机互连网络系统基本模型
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1.1.3 计算机网络的主要功能
均衡 负荷