软件设计师2.docx

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软件设计师2

软件设计师-2

（总分：

100.00，做题时间：

90分钟）

一、单项选择题（总题数：

40，分数：

100.00）

1.若某计算机采用8位整数补码表示数据，则运算______将产生溢出。

（分数：

2.00）

 A.-127+1

 B.-127-1

 C.127+1 √

 D.127-1

解析：

采用8位整数补码表示数据，数据的表示范围是-128至127，因此在各选择中运算会发生溢出的是C。

2.原码表示法和补码表示法是计算机中用于表示数据的两种编码方法，在计算机系统中常采用补码来表示和运算数据，原因是采用补码可以______。

（分数：

2.00）

 A.保证运算过程与手工运算方法保持一致

 B.简化计算机运算部件的设计 √

 C.提高数据的运算速度

 D.提高数据的运算精度

解析：

在计算机中，各类运算都可以采用补码进行，特别是对于有符号数的运算。

在计算机中设计补码的目的一是为了使符号位能与有效值部分一起参加运算，从而简化运算规则，使运算部件的设计更简单；二是为了使减法运算转换为加法运算，进一步简化计算机中运算器的线路设计。

因此在计算机系统中常采用补码来表示和运算数据，原因是采用补码可以简化计算机运算部件的设计。

3.计算机中的浮点数由3部分组成：

符号位S，指数部分E（称为阶码）和尾数部分M。

在总长度固定的情况下，增加E的位数、减少M的位数可以______。

（分数：

2.00）

 A.扩大可表示的数的范围同时降低精度 √

 B.扩大可表示的数的范围同时提高精度

 C.减小可表示的数的范围同时降低精度

 D.减小可表示的数的范围同时提高精度

解析：

浮点数的表示形式如下：

N=M×rE

其中r是浮点数阶码的底，与尾数的基数相同，通常r=2。

E和M都是带符号的定点数，E叫作阶码，M叫作尾数。

浮点数的一般格式如图所示，浮点数的底是隐含的，在整个机器数中不出现。

阶码的符号位为Es，阶码的大小反映了在数N中小数点的实际位置；尾数的符号位为Ms，它也是整个浮点数的符号位，表示了该浮点数的正、负。

浮点数的大小由阶码部分决定，而其精度由尾数部分决定，因此增加E的位数、减少M的位数可以扩大可表示的数的范围的同时降低精度。

4.计算机中常采用原码、反码、补码和移码表示数据，其中，±0编码相同的是______。

（分数：

2.00）

 A.原码和补码

 B.反码和补码

 C.补码和移码 √

 D.原码和移码

解析：

本题考查计算机系统数据编码基础知识。

设机器字长为n（即采用n个二进制位表示数据），最高位是符号位，0表示正号，1表示负号。

原码表示方式下，除符号位外，n-1位表示数值的绝对值。

因此，n为8时，[+0]原=00000000，[-0]原=10000000。

正数的反码与原码相同，负数的反码则是其绝对值按位求反。

n为8时，数值0的反码表示有两种形式：

[+0]反=00000000，[-0]反=11111111。

正数的补码与其原码和反码相同，负数的补码则等于其反码的末尾加1。

在补码表示中，0有唯一的编码：

[+0]补=00000000，[-0]补=00000000。

移码表示法是在数X上增加一个偏移量来定义的，常用于表示浮点数中的阶码。

机器字长为n时，在偏移量为2n-1的情况下，只要将补码的符号位取反便可获得相应的移码表示。

5.计算机在进行浮点数的相加（减）运算之前先进行对阶操作，若x的阶码大于y的阶码，则应将______。

（分数：

2.00）

 A.x的阶码缩小至与y的阶码相同，且使x的尾数部分进行算术左移

 B.x的阶码缩小至与y的阶码相同，且使x的尾数部分进行算术右移

 C.y的阶码扩大至与x的阶码相同，且使y的尾数部分进行算术左移

 D.y的阶码扩大至与x的阶码相同，且使y的尾数部分进行算术右移 √

解析：

本题考查浮点数运算的基本过程。

该过程分为如下3步。

第1步：

对阶，规则是向大阶看齐。

具体方法是：

阶码小的那个尾数右移，移位的次数等于参加运算的两个数的阶码之差。

第2步：

尾数相加。

实际上进行的是定点数加法。

第3步：

结果的后处理。

包括如下3个方面。

（1）如果运算结果的尾数部分溢出，则需要向右规格化一位。

具体方法是：

尾数部分右移一位，阶码加1。

（2）如果运算结果的最高位为0，则需要向左规格化，并且要重复进行，直到尾数的最高位不为0。

尾数部分每左移一位，阶码必须减1。

（3）进行舍入处理。

所以本题的正确答案为D。

6.若某条无条件转移汇编指令采用直接寻址，则该指令的功能是将指令中的地址码送入______。

（分数：

2.00）

 A.PC（程序计数器） √

 B.AR（地址寄存器）

 C.AC（累加器）

 D.ALU（算术逻辑运算单元）

解析：

本题主要考查寄存器的相关内容。

程序计数器是用于存放下一条指令所在单元的地址的地方。

在程序执行前，必须将程序的起始地址，即程序的一条指令所在的内存单元地址送入程序计数器，当执行指令时，CPU将自动修改程序计数器的内容，即每执行一条指令程序计数器增加一个量，使其指向下一个待指向的指令。

程序的转移等操作也是通过该寄存器来实现的。

地址寄存器一般用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址，以方便对内存的读写操作。

累加器是专门存放算术或逻辑运算的操作数和运算结果的寄存器。

ALU是CPU的执行单元，主要负责运算工作。

7.CPU中译码器的主要作用是进行______。

（分数：

2.00）

 A.地址译码

 B.指令译码 √

 C.数据译码

 D.选择多路数据至ALU

解析：

在计算机中，通常都是二进制代码，如果我们要将一个信息放到计算机中去表述，就都需要将其编码为二进制代码。

在编码时，每一种二进制代码都赋予了特定的含义，即都表示了一个确定的信号或者对象。

而译码就是编码的逆过程。

CPU中的译码器的主要作用是对指令进行译码。

8.编写汇编语言程序时，下列寄存器中程序员可访问的是______。

（分数：

2.00）

 A.程序计数器（PC） √

 B.指令寄存器（IR）

 C.存储器数据寄存器（MDR）

 D.存储器地址寄存器（MAR）

解析：

程序计数器是用于存放下一条指令所在单元的地址的地方。

在程序执行前，必须将程序的起始地址，即程序的一条指令所在的内存单元地址送入程序计数器，当执行指令时，CPU将自动修改程序计数器的内容，即每执行一条指令程序计数器增加一个量，使其指向下一个待指向的指令。

程序的转移等操作也是通过该寄存器来实现的。

指令寄存器一般用来保存当前正在执行的一条指令。

存储器数据寄存器主要是用来保存操作数和运算结果等信息的，其目的是为了节省读取操作数所需占用总线和访问存储器的时间。

存储器地址寄存器一般用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址，以方便对内存的读写操作。

作为程序员，应该要能控制其所编写程序的执行过程，这就需要利用程序计数器来实现，因此程序员能访问的是程序计数器。

9.在CPU中用于跟踪指令地址的寄存器是______。

（分数：

2.00）

 A.地址寄存器（MAR）

 B.数据寄存器（MDR）

 C.程序计数器（PC） √

 D.指令寄存器（IR）

解析：

10.若CPU要执行的指令为：

MOVR1，#45（即将数值45传送到寄存器R1中），则该指令中采用的寻址方式为______。

（分数：

2.00）

 A.直接寻址和立即寻址

 B.寄存器寻址和立即寻址 √

 C.相对寻址和直接寻址

 D.寄存器间接寻址和直接寻址

解析：

本题主要考查各种寻址方式。

立即寻址的特点是：

指令的地址字段指出的不是操作数的地址，而是操作数本身。

直接寻址的特点是：

在指令格式的地址字段中直接指出操作数在内存的地址。

寄存器寻址的特点是：

指令中给出的操作数地址不是内存的地址单元号，而是通用寄存器的编号（当操作数不放在内存中，而是放在CPU的通用寄存器中时，可采用寄存器寻址方式）。

寄存器间接寻址方式与寄存器寻址方式的区别在于：

指令格式中操作数地址所指向的寄存器中存放的内容不是操作数，而是操作数的地址，通过该地址可在内存中找到操作数。

相对寻址的特点是：

把程序计数器PC的内容加上指令格式中的形式地址来形成操作数的有效地址。

在本题中，指令中的两个操作数，分别使用的是寄存器寻址和立即寻址，因为在这个指令中，其第一个操作数字段是一个寄存器编号，而第二个操作数字段就是操作数本身。

11.在CPU的寄存器中，______对用户是完全透明的。

（分数：

2.00）

 A.程序计数器

 B.指令寄存器 √

 C.状态寄存器

 D.通用寄存器

解析：

指令寄存器用来存放当前正在执行的指令，对用户是完全透明的。

状态寄存器用来存放计算结果的标志信息，如进位标志、溢出标志等。

通用寄存器可用于传送和暂存数据，也可参与算术逻辑运算，并保存运算结果。

12.指令系统中采用不同寻址方式的目的是______。

（分数：

2.00）

 A.提高从内存获取数据的速度

 B.提高从外存获取数据的速度

 C.降低操作码的译码难度

 D.扩大寻址空间并提高编程灵活性 √

解析：

寻址是指寻找操作数的地址或下一条将要执行的指令地址。

数据和指令一般都需要存放在一些存储器的存储单元中，存储器对这些存储单元进行编号，这些编号就是数据和指令的地址，如果在应用中需要用到这些数据或指令时，就通过它们的地址到存储器中去寻找，这就是寻址。

假如某主机的主存容量可达1MB，而指令中的地址码字段最长仅16位，只能直接访问主存的一小部分，无法访问到整个主存空间，而采用不同的寻址方式可以实现对整个主存空间的访问。

就是在字长很长的大型机中（地址码字段足够长），即使指令中能够拿出足够的位数来作为访问整个主存空间的地址，但为了灵活、方便地编制程序，也需要对地址进行必要的变换。

综上所述，可知本题答案选D。

13.总线复用方式可以______。

（分数：

2.00）

 A.提高总线的传输带宽

 B.增加总线的功能

 C.减少总线中信号线的数量 √

 D.提高CPU利用率

解析：

总线复用，顾名思义就是一条总线实现多种功能。

常见的总线复用方式有总线分时复用，它是指在不同时段利用总线上同一个信号线传送不同信号，例如，地址总线和数据总线共用一组信号线。

采用这种方式的目的是减少总线数量，提高总线的利用率。

一条指令的执行过程可以分解为取指、分析和执行3步，在取指时间t取指=3Δt、分析时间t分析=2Δt、执行时间t执行=4Δt的情况下，若按串行方式执行，则10条指令全部执行完需要______Δt；若按流水线的方式执行，则10条指令全部执行完需要______Δt。

（分数：

4.00）

 A.40

 B.70

 C.90 √

 D.100

解析：

 A.20

 B.30

 C.40

 D.45 √

解析：

串行执行时，每条指令都需3步才能执行完，没有重叠。

总的执行时间为：

（3+2+4）Δt×10=90Δt。

按流水线方式执行，系统在同一时刻可以进行第k条指令的取指，第k+1条指令的分析，第k+2条指令的执行，所以效率大大提高了。

我们平时用的流水线计算公式是：

第一条指令顺序执行时间+（指令条数-1）×周期，而周期与3个步骤时间最长的保持一致，因此本题的计算结果为：

9+（10-1）×4=45。

14.位于CPU与主存之间的高速缓冲存储器Cache用于存放部分主存数据的拷贝，主存地址与Cache地址之间的转换工作由______完成。

（分数：

2.00）

 A.硬件 √

 B.软件

 C.用户

 D.程序员

解析：

从Cache-主存层次实现的目标看，一方面既要使CPU的访存速度接近于访Cache的速度，另一方面为用户程序提供的运行空间应保持为主存容量大小的存储空间。

在采用Cache-主存层次的系统中，Cache对用户程序而言是透明的，也就是说，用户程序可以不需要知道Cache的存在。

因此，CPU每次访存时，依然和未使用Cache的情况一样，给出的是一个主存地址。

但在Cache-主存结构中，CPU首先访问的是Cache，并不是主存。

为此，需要一种机制将主存地址转换成对应的Cache地址，这个处理过程对速度要求非常高，因此它是完全由硬件来完成的。

15.在程序的执行过程中，Cache与主存的地址映像由______。

（分数：

2.00）

 A.专门的硬件自动完成 √

 B.程序员进行调度

 C.操作系统进行管理

 D.程序员和操作系统共同协调完成

解析：

Cache与主存的地址映像需要专门的硬件自动完成，使用硬件来处理具有更高的转换速率。

16.相联存储器按______访问。

（分数：

2.00）

 A.地址

 B.先入后出的方式

 C.内容 √

 D.先入先出的方式

解析：

相联存储器是一种按内容进行存储和访问的存储器。

17.内存单元按字节编址，地址0000A000H～0000BFFFH共有______个存储单元。

（分数：

2.00）

 A.8192K

 B.1024K

 C.13K

 D.8K √

解析：

本题考查计算机中的存储部件组成。

内存按字节编址，地址从0000A000H到0000BFFFH时，存储单元数为0000BFFFH-0000A000H+1H=00002000H，转换为二进制后为0010000000000000即213，即8K个存储单元。

18.若内存容量为4GB，字长为32，则______。

（分数：

2.00）

 A.地址总线和数据总线的宽度都为32 √

 B.地址总线的宽度为30，数据总线的宽度为32

 C.地址总线的宽度为30，数据总线的宽度为8

 D.地址总线的宽度为32，数据总线的宽度为8

解析：

字长是指在同一时间中CPU处理二进制数的位数。

数据总线是用于在计算机中传送数据的总线，它可以把CPU的数据传送到存储器或输入、输出接口等其他部件，也可以将其他部件的数据传送到CPU。

数据总线的位数是微型计算机的一个重要指标，通常与字长一致，所以字长32也就意味着数据总线的宽度为32。

地址总线是传送地址信息的总线，根据地址总线的多少可以确定内存容量的大小，如32位的地址总线可以允许2的32次方的内存容量。

19.若某计算机系统的I/O接口与主存采用统一编址，则输入、输出操作是通过______指令来完成的。

（分数：

2.00）

 A.控制

 B.中断

 C.输入、输出

 D.访存 √

解析：

I/O接口与主存采用统一编址，即将I/O设备的接口与主存单元一样看待，每个端口占用一个存储单元的地址，其实就是将主存的一部分划出来作为I/O地址空间。

访存指令是指访问内存的指令，显然，这里需要访问内存才能找到相应的输入、输出设备，因此需要使用访存指令。

而控制类指令通常是指程序控制类指令，用于控制程序流程改变的指令，包括条件转移指令、无条件转移指令、循环控制指令、程序调用和返回指令、中断指令等。

20.设用2K×4位的存储器芯片组成16K×8位的存储器（地址单元为0000H～3FFFH，每个芯片的地址空间连续），则地址单元0B1FH所在芯片的最小地址编号为______。

（分数：

2.00）

 A.0000H

 B.0800H √

 C.2000H

 D.2800H

解析：

芯片的大小为2K×4位，而存储器的大小为16K×8位，不难得出要获得这样一个大小的存储器，需要16片2K×4位的芯片。

如果按字节编址，对应一个大小为16K×8位的存储器，需要14位地址，其中高4位为片选地址，低10位为片内地址，而题目给出的地址081FH转换为二进制为00101100011111，其高4位为0010，即片选地址为2。

因此，地址0B1FH对应第2片芯片，该芯片的起始地址（最小地址）为00100000000000，即0800H。

21.正常情况下，操作系统对保存有大量有用数据的硬盘进行______操作时，不会清除有用数据。

（分数：

2.00）

 A.磁盘分区和格式化

 B.磁盘格式化和碎片整理

 C.磁盘清理和碎片整理 √

 D.磁盘分区和磁盘清理

解析：

这题主要考查我们对磁盘分区、格式化、碎片整理、磁盘清理等概念的理解。

磁盘分区是指将一块容量相对较大的磁盘划分为多块容量相对较小的磁盘，磁盘分区并不删除磁盘上的数据，但一般情况下，磁盘分区后要经过格式化才能正式使用。

磁盘格式化是在往磁盘的所有数据区上写零的操作过程，它是一种纯物理操作，同时对硬盘介质做一致性检测，并且标记出不可读和坏的扇区。

那么格式化后，磁盘原有的数据被清除。

磁盘清理也可以删除计算机上的文件，但它主要用于删除计算机上那些不需要的文件。

碎片整理是指通过系统软件或一些专业的磁盘碎片整理软件对计算机磁盘在长期使用过程中产生的碎片和凌乱文件重新整理，以释放出更多可用的存储空间。

综上所述，不会清除计算机中有用数据的是C。

22.______不属于按寻址方式划分的一类存储器。

（分数：

2.00）

 A.随机存储器

 B.顺序存储器

 C.相联存储器 √

 D.直接存储器

解析：

本题考查存储器类型的划分。

按寻址方式划分，存储器可分为：

顺序存储器（如磁带机），直接存储器（如磁盘、硬盘、光盘），随机存储器（如内存、U盘）。

23.某计算机系统的部件构成如图所示，假定每个部件的千小时可靠度都为R，则该系统的千小时可靠度为______。

∙A.R+2R/4

∙B.R+R2/4

∙C.R（1-（1-R）2）

∙D.R（1-（1-R）2）2

（分数：

2.00）

 A.

 B.

 C.

 D. √

解析：

本题考查系统可靠性。

计算机系统是一个复杂的系统，而且影响其可靠性的因素也非常繁复，很难直接对其进行可靠性分析。

若采用串联方式，则系统可靠性为每个部件的乘积R=R1×R2×R3×…×Rn；若采用并联方式，则系统的可靠性为R=1-（1-R1）×（1-R2）×（1-R3）×…×（1-Rn）。

在本题中，既有并联又有串联，计算时首先要分别计算图中两个并联后的可靠度，它们分别为1-（1-R）2，然后是三者串联，根据串联的计算公式，可得系统的可靠度为R×1-（1-R）2×1-（1-R）2=R（1-（1-R）2）2。

因此本题答案选D。

24.冗余技术通常分为4类，其中______按照工作方法可以分为静态、动态和混合冗余。

（分数：

2.00）

 A.时间冗余

 B.信息冗余

 C.结构冗余 √

 D.冗余附加技术

解析：

冗余技术一般包括时间冗余、信息冗余、结构冗余和冗余附加技术，其中结构冗余按照工作方法可以分为静态、动态和混合冗余。

25.下面关于校验方法的叙述，______是正确的。

（分数：

2.00）

 A.采用奇偶校验可检测数据传输过程中出现一位数据错误的位置并加以纠正

 B.采用海明校验可检测数据传输过程中出现一位数据错误的位置并加以纠正 √

 C.采用海明校验，校验码的长度和位置可随机设定

 D.采用CRC校验，需要将校验码分散开并插入数据的指定位置中

解析：

本题考查基本校验码，题目中提到的3种校验方式都是需要考生掌握的。

其先进度排名为：

奇偶校验＜CRC校验＜海明校验。

奇偶校验码是在源信息码的基础上添加一个校验位，使整个信息位呈奇性或偶性。

这种校验码只能根据收到的信息奇偶性判断信息在传输中是否产生了一位错误，同时不能判断具体是哪一位出了错。

CRC校验即循环冗余码校验（CyclicalRedundancyCheck），它是利用除法及余数的原理来做错误侦测（ErrorDetecting）的。

实际应用时，发送装置计算出CRC值并随数据一同发送给接收装置，接收装置对收到的数据重新计算CRC并与收到的CRC相比较，若两个CRC值不同，则说明数据通信出现错误。

海明校验是由RichardHamming于1950年提出，目前还被广泛采用的一种很有效的校验方法，它只要增加少数几个校验位，就可以发现“≤码距-1”位的错误，可以纠正“＜码距/2”位的错误。

因此如果要能够纠正n位错误，则所需最小的码距应该是“2n+1”；如果要纠正一位错误，则最小码距为3。

有了以上的知识基础，问题就非常容易解决了，接下来逐个分析备选答案中存在的概念错误。

A．“采用奇偶校验可检测数据传输过程中出现一位数据错误的位置并加以纠正”，奇偶校验码只能检测一位的错误，不能确定错误的位置，更无法对错误进行纠正，描述错误。

B．“采用海明校验可检测数据传输过程中出现一位数据错误的位置并加以纠正”，海明码能发现错误位置并予以改正，描述正确。

C．“采用海明校验，校验码的长度和位置可随机设定”，海明码的编码过程有严格要求，对于信息位与校验位的放置也是有约定的，不能随机设定，描述错误。

D．“采用CRC校验，需要将校验码分散开并插入数据的指定位置中”，CRC码的校验位都是置于编码的最后部分（最右端），描述错误。

故正确答案为：

B。

26.某数据处理软件包括两个完全相同的数据处理部件和一个数据存储部件，且采用下图给出的容错方案。

当数据处理部件的可靠性为0.6时，为使整个软件系统的可靠性不小于0.66，则数据存储部件的可靠性至少应为______。

（分数：

2.00）

 A.0.6

 B.0.66

 C.0.79 √

 D.1.0

解析：

本题考查系统可靠性，是常考的知识点。

计算机系统是一个复杂的系统，而且影响其可靠性的因素也非常繁复，很难直接对其进行可靠性分析。

若采用串联方式，则系统可靠性为每个部件的乘积R=R1×R2×R3×…×Rn；若采用并联方式，则系统的可靠性为R=1-（1-R1）×（1-R2）×（1-R3）×…×（1-Rn）。

本题当中的数据处理部件是并联的，每个处理部件的可靠性为0.6，把这两个数据处理部件作为整体M看，则它的可靠性为：

1-（1-0.6）×（1-0.6）=0.84。

由于M和数据存储部件是串联的，而M的可靠性为0.84，要求整个软件系统的可靠性不小于0.66，来求数据存储部件的可靠性H。

利用串联公式，0.84×H≥0.66，解这个方程得到H为0.7857，约等于0.79，所以选择C答案。

27.若计算机采用CRC进行差错校验，生成多项式为G（X）=X4+X+1，信息字为10110，则CRC校验码是______。

（分数：

2.00）

 A.0000

 B.0100

 C.0010

 D.1111 √

解析：

本题考查数据校验知识。

CRC即循环冗余校验码，是数据通信领域中最常用的一种差错校验码，其特征是信息字段和校验字段的长度可以任意选定。

在CRC校验方法中，进行多项式除法（模2除法）运算后的余数为校验字段。

信息字为10110，对应的多项式M（X）=X4+X2+X，生成多项式为G（X）=X4+X+1，对应的代码为10011。

校验码计算过程为：

先将信息码左移4位（生成码长-1），得到101100000，然后反复进行异或运算（即除数和被除数最高位对齐，按位异或），如下所示：

10110

10011=00101，00101左移两位得到10100再与10011异或；

10100

10011=00111，00111左移两位得到11100再与10011异或；

11100

10011=01111，其结果为CRC校验码，即余数1111。

28.利用高速通