计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试中级软件设计师复习资料——第三章:总线系统

本文主要是介绍计算机技术与软件专业技术资格(水平)考试中级软件设计师复习资料——第三章:总线系统,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

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文章目录

  • 目录
  • 软考学习
      • 总线系统
        • 总线
      • 可靠性
        • 系统可靠性分析-串联系统与并联系统
        • 系统可靠性分析-模冗余系统与混合系统
      • 校验码
        • 差错控制-CRC与海明校验码
        • 校验码-循环校验码CRC
        • 校验码-海明校验码

软考学习

总线系统

总线

总线是计算机系统中的一种数据传输方式,它将不同组件和设备连接在一起,以实现数据的交互和传输。总线由以下几部分组成:

  • 内部总线(Internal Bus)是指**计算机系统内部用于连接CPU、内存和其他硬件设备之间的总线。**它允许这些组件之间进行数据和控制信号的传输,以实现计算机系统的正常运行。

  • 系统总线(System Bus)是指连接CPU、内存和主板上其他关键组件(如扩展卡)之间的总线。它是内部总线的一部分,用于**在计算机系统内部传输数据和信号。**系统总线通常包括地址总线、数据总线和控制总线。

    • 地址总线(Address Bus):用于传输指令或数据的内存地址,决定了要在系统中的哪个位置读取或写入数据。

    • 数据总线(Data Bus):用于传输实际的数据,可以是指令、数据或者控制信息。数据总线的宽度决定了计算机系统能够同时传输的数据位数。

    • 控制总线(Control Bus):用于传输控制信号,如读/写操作、时钟信号、中断请求等。控制总线主要控制计算机系统中的各个部件的工作和协调。

  • 外部总线(External Bus)是指**用于连接计算机系统与外部设备(如显示器、键盘、鼠标、打印机、存储设备等)之间的总线。**它允许计算机系统与外部设备进行数据交换和通信。常见的外部总线包括通用串行总线(USB)、以太网总线、高清多媒体接口(HDMI)等。

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可靠性

系统可靠性分析-串联系统与并联系统
  • 串联系统(Series System)是指系统中的**各个组件按照串联(串接)的方式连接起来,只要有一个组件发生故障,整个系统就会发生故障。**串联系统的可靠性是各个组件可靠性的乘积。换句话说,系统的可靠性取决于其最不可靠的组件。
  • 并联系统(Parallel System)是指系统中的**各个组件按并联(并接)的方式连接起来,只有当所有组件同时发生故障时,整个系统才会发生故障。**并联系统的可靠性是各个组件可靠性的和减去各个组件可靠性之积的结果。换句话说,系统的可靠性取决于其最可靠的组件。

区别:

  1. 故障传播:在串联系统中,任何一个组件的故障都会导致整个系统的故障,而在并联系统中,只有所有组件同时故障才会导致系统故障。
  2. 可靠性计算:在串联系统中,系统的可靠性是各组件可靠性的乘积;在并联系统中,系统的可靠性是各组件可靠性的和[即1] 减去各组件可靠性之积
  3. 故障排除:串联系统的故障比较容易排除,只需要找到有问题的组件进行修复或更换;而在并联系统中,需要确保所有组件都正常工作,否则系统将无法正常工作。
  4. 故障容忍性:串联系统相对较低的可靠性使其更容易受到单点故障的影响,而并联系统相对较高的可靠性使其能够更好地容忍单个组件故障。

在系统可靠性分析中,串联系统和并联系统的失效率计算方法略有不同。

对于串联系统(Series System),系统的失效率(Reliability)等于所有组件失效率的乘积。也就是说,如果有n个组件,每个组件的失效率分别为λ1,λ2,…,λn,则串联系统的失效率R为:
R = λ1 * λ2 * … * λn

对于并联系统(Parallel System),系统的失效率(Reliability)由**各个组件失效率的和减去各个组件失效率之积来计算。**也就是说,如果有n个组件,每个组件的失效率分别为λ1,λ2,…,λn,则并联系统的失效率R为:
R = 1 - (1 - λ1) * (1 - λ2) * … * (1 - λn)

串联系统:

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并联系统:

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系统可靠性分析-模冗余系统与混合系统

模冗余系统(Redundant System)是指系统中使用相同的组件来进行冗余设计,以提高系统的可靠性。在模冗余系统中,多个相同的组件同时工作,**当其中一个组件发生故障时,其他的组件可以继续工作,保证系统的正常运行。**常见的模冗余系统包括冗余电源、冗余传感器等。模冗余系统可通过冗余组件的数量和工作状态来提高系统的可靠性。

混合系统(Hybrid System)是指系统中使用不同类型的组件(如模块、单元或子系统)进行冗余设计,以提高系统的可靠性。混合系统可以通过将不同类型的组件(如可靠性高的组件和可靠性低的组件)结合起来,实现对系统的部分或全部功能进行冗余备份。混合系统的设计需要考虑不同组件之间的交互和协同工作,以保证系统的可靠性和性能。

区别:

  1. 冗余设计方式:模冗余系统采用相同的组件进行冗余备份,而混合系统采用不同类型的组件进行冗余备份。
  2. 组件的相互影响:在模冗余系统中,多个相同的组件相互独立工作,**故障一个不会对其他组件产生影响。**而在混合系统中,不同类型的组件可能存在相互依赖和协同工作,故障一个组件可能会对其他组件产生影响。
  3. 维护与管理:由于模冗余系统使用相同类型的组件,其维护和管理相对较为简单。而混合系统中使用不同类型的组件,可能需要针对不同组件采取不同的维护策略。

模冗余系统:其中r1、r2各独立,且服从少数服从多数原则,如R1、R2输出为1,Rm为0,则最后采用值为1

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混合系统:以下图为例,总体是串联,但在其中有并联组成一个组件,最后串在一起

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校验码

差错控制-CRC与海明校验码
  1. 检错(Error checking):检错是校验码的一种功能,**用于检测数据传输或存储过程中可能出现的错误。**它可以帮助检测数据是否在传输或存储过程中发生了位错误或数据损坏。
  2. 纠错(Error correcting):纠错是校验码的另一种功能,不仅可以检测错误,还可以在一定程度上纠正传输或存储过程中的错误。

检测:最低要2位长度的二进制编码

纠错:最低要3位长度的二进制编码

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校验码-循环校验码CRC

模2除法:做异或运算(1异或0为1,0异或0还是0,1异或1才为0——相同为0,不同为1)

异或运算完成后,被除数中剩下的部分就是最终的余数。余数也可以称为产生的校验值

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多项式转二进制:x4次方相当于在第4个位置上为1

故转变为11011(其中2次方未标注,则为0)

0011即为校验值

最后“110010101010011”为CRC编码后的结果

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校验码-海明校验码

可检错可纠错

2的次方的位置都放校验位

4 为信息位,即下面的信息1011

7、6、5、3 为非2次方的数,把它们转换为二进制相加

怎么确定r为哪几个I来异或:如r2就看哪几个数字中出现2的2次方,全部用来异或,来确定r2的值

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