软件设计师第一章计算机系统知识精选习题分析

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1、软件设计师第一章计算机系统知识精选习题分析1、务必对照以上列出的知识点，把没有理解的和已经忘记的知识点标出来，作为今后的重 点学习对象。2、比较以下各数，最大的一个是（1） ，最小的一个是（2） 。供选择的答案（1）-（2）：A、（11010110）2 B、（327）8 C、（213）10 D、（11F）16试题分析：此题主要考查进制转换。先把它们转化为我们熟悉的十进制（也可是其它进制），再比较 即可。A=214，B=215，C=213，D=287。最大的是 D，最小的是 C。3、比较以下各数， （1） 的真值最大， （2） 的真值最小。供选择的答案（1）-（2）：A、X原码=11010110

2、 B、X反码=11101001C、X补码=10000000 D、X补码=10011001试题分析：此题主要考查码制和机器数的真值。机器数对应的实际数值称为数的真值。求机器数真值 的方法是先转化成原码表示，再计算出对应的数（有正负之分）。A 中的 X=-86，B 中的 X=-22，C 中的 X=-128，D 中的 X=-103。最大的是 B，最小的是 C。补充：一字节数据可表示的范围是 0-255，那么负数又怎么表示呢？原来在计算机中是这 样规定的，用一个数的最高一位表示正负，0 为正，1 为负.如 01111111 转换为十进制为 127，11111111 为-127，由此我们知一字节的范围为

3、-127127，其他字节的范围类推。前 面讲的都是原码表示法，可在计算机中的数据都是以补码存放的，只有这样才能减轻 CPU 的负担。提到补码，就不得不提反码了。计算机中是这样规定反码的，如果是正数，则按原码形式不变，如 127 仍为 01111111；而如果为负数则，第一位为 1，其他各位取反（即 0 变为 1，1 变为 0），如原码-127 （11111111），表示为 10000000。补码同上，如果是 正数，则按原码形式不变，如 127 仍为 01111111；如果为负数则除第一位为 1 外，其他 各位取反加 1，如-127，先取反为 1000,0000，然后加 1，为 1000,000

4、1。但 1000,0000 比 较特殊，用它来表示-128 （可以这样想：-127 的补码为 1000，0001，比-127 小 1 的数 是-128，-128 相应的补码就是 1000，0000，好理解吧），由此我们知补码可表示的范围 是-128127。4、对于 16 位的数据，需要（1） 个校验位才能构成海明码（汉明码）。在某个海明码的排列 D9D8D7D6D5D4P4D3D2D1P3D0P2P1 中，Di（0i9）表示数据位， Pj(1j4)表示校验位，数据位 D8 由（2） 进行校验。供选择的答案（1）：A、3 B、4 C、5 D、6（2）：A、P4P2P1 B、P4P3P2 C、P4

5、P3P1 D、P3P2P1试题分析：此题考查汉明码相关知识。汉明码的构成方法是：在数据位之间插入 k 个校验位，通过扩 大码距来检错和纠错。设数据位是 n 位，校验位是 k 位，则 n 和 k 必须满足以下关系： 2k-1n+k，汉明码的编码规则可参考程序员教程P18-19 或软件设计师考试辅导 P7。在此题中 2k-116+k，则 k 至少为 5，所以（1）选 C，D8 在汉明码中的位置为 H13，13=8+4+1，对应的校验位为 P4P3P1，所以（2）选 C。5、某数据的 7 位编码为 1011001，若将其奇校验位放在最低位之后，则含奇校验位的编码 为： 。供选择的答案A、101100

6、10 B、10110011 C、11011001 D、01011001试题分析：此题考的是奇校验。奇偶校验的规则是：通过在编码中增加一位校验位来使编码中 1 的个 数为奇数（奇校验）或者为偶数（偶校验），从而使码距变为 2。奇偶校验码只能发现错 误，而不能校正错误。因为 1011001 中有 4 个 1，故奇校验位应为 1，依题答案为 10110011，选 B。6、计算机中常用的一种检错码是 CRC，即（1） 码。在进行编码过程中要使用（2） 运算。 假设使用的生成多项式是 G（X）=X4+X3+X+1，原始报文为 11001010101，则编码后的报文 为（3） 。CRC 码（4） 的说法是

7、正确的。供选择的答案（1）：A、水平垂直奇偶校验 B、循环求和C、循环冗余 D、正比率（2）：A、模 2 除法 B、定点二进制除法C、二-十进制除法 D、循环移位法（3）：A、110010101011110 B、110010101010011C、110010101011100 D、110010101010101（4）：A、可纠正一位差错 B、可检测所有偶数位错C、可检测所有小于校验位长度的突发错D、可检测所有小于、等于校验位长度的突发错试题分析：此题考循环冗余校验码（CRC）。下面介绍几个基本概念：（1）、多项式在循环冗余校验码中，肯定要提到多项式的概念。一个二进制数可以以一个多项式来表示。

8、如 1011 表示为多项式 X3+X1+X0，在这里，X 并不表示未知数这个概念，如果把这里的 X 替换成 2，这个多项式的值是该数的值。从这个转换我们可以看出多项式最高次幂为 n,则 转换为二进制数有 n+1 位。（2）、编码的组成循环冗余校验码由 k 位信息位，加上 R 位的校验码。（3）、生成多项式和汉明码的校验方程一样，生成多项式非常重要，以至于考试中总是直接给出。由 k 位信 息码如何生成 R 位的校验码的关键在于生成多项式。这个式项式是编码方程和解码方程共 同约定的，编码方程将信息码的多项式除以生成多项式，将得到余数多项式作为校验码，解码方程收到的信息除以生成多项式，如果余数为 0

9、，则认为没有错误。如果不为 0，余数 则作为确定错误位置的依据。所以循环冗余校验码不仅可以查错，还可以纠错。生成多项 式并不是任意指定，它必须具备以下条件：最高位和最低位均为 1。数据发生错误时，余 数不为 0，对余数补 0 后，继续做按位除，余数循环出现，这也是循环冗余校验中循环一 词的来源。（4）、校验码的生成A、将 k 位数据 C（X）左移 R 位，给校验位留下空间，得到移位后的多项式：C（X）*XR。B、将移位后的信息多项式除以生成多项式，得到 R 位的余数多项式，方法是模 2 除法， 即以 2 为模，加减时不进位，不借位，和逻辑运算一致（详见下面的例题）。C、将余数嵌入信息位左移后的

10、空间。例：信息位为 10100110，生成多项式 G（X）=X5+X4+X+1；则：C（X）=X7+X5+X2+X,C(X)*XR=X5(X7+X5+X2+X)=X12+X10+X7+X6。求余式：X7+X6+X3X5+X4+X+1）X12+X10+X7+X6X12+X11+X8+X7X11+X10+X8+X6X11+X10+X7+X6X8+X7X8+X7+X4+X3X4+X3得到余式为 X4+X3，即校验码为 11000，所以得到 CRC 码是：1010011011000。循环冗余校 验码的纠错能力取决于 k 值和 R 值。在实践中，k 取值往往非常大，远远大于 R 的值， 提高了编码效率。

11、在这种情况下，循环冗余校验只能检错不能纠错。一般来说，R 位生成 多项式可检测出所有小于、等于校验位长度的突发错。使用循环冗余校验码能用很少的校 验码检测出大多数的错误，检错能力是非常强的，这使得它得到了广泛的应用。由上我们可容易得出（1）应选 C，（2）应选 A；下面计算（3）：11001010101 对应的多项式为 C（X）=X10+X9+X6+X4+X2+1；生成多项式为 G（X） =X4+X3+X+1；则C（X）*X4=X4（X10+X9+X6+X4+X2+1）=X14+X13+X10+X8+X6+X4；用 X14+X13+X10+X8+X6+X4 除以 G（X）得到余式为 X+1，即

12、校验码为 0011，所以得到 CRC 码是：110010101010011，选 B。（4）应选 D。综上所述（1）C，（2）A，（3）B，（4）D。7、单指令流多数据流计算机是由。供选择的答案A、单一控制器、单一运算器和单一存储器组成B、单一控制器、多个执行部件和多个存储模块组成C、多个控制部件同时执行不同的指令，对同一数据进行处理D、多个控制部件、多个执行部件和多个存储器模块组成试题分析：这是基本概念应选 B。8、现采用四级流水线结构分别完成一条指令的取指、指令译码和取数、运算，以及送回运 算结果 4 个基本操作，每步操作时间依次为 60ns、100ns、 50ns 和 70ns。该流水线的

13、操 作周期应为（1） ns。若有一小段程序需要 20 条基本指令完成（这些指令完全适合于流 水线上执行），则得到第一条指令结果需（1） ns，完成该段程序需(3) ns。在流水线结构的计算机中，频繁执行（4） 指令时会 严重影响机器的效率。当有中断请求发生时，采用不精确断点法，则将（5） 。供选择的答案（1）：A、50 B、70 C、100 D、280（2）：A、100 B、200 C、280 D、400（3）：A、1400 B、2000 C、2300 D、2600（4）：A、条件转移 B、无条件转移C、算术运算 D、访问存储器（5）：A、仅影响中断反应时间，不影响程序的正确执行B、不仅影响中

14、断反应时间，还影响程序的正确执行C、不影响中断反应时间，但影响程序的正确执行D、不影响中断反应时间，也不影响程序的正确执行试题分析：参考软件设计师考试辅导P28。本题考的是流水线的计算，主要涉及到流水线的操作周期和流水线的执行过程。流水线的 操作周期是流水线结构中需要时间最长的操作所需的时间。在本题中，第二步需要 100ns，是所有操作步骤中最长的，所以该流水线的操作周期是 100ns；接下来需要计算流 水线具体的操作时间，第一条指令的完成时间为 4*100 =400ns，因为刚才得出流水线的操 作周期，该流水线的一次执行需要四个步骤，所以需要 400ns。从第二条指令开始每增加 一条指令则完

15、成时间增加 100ns，所以 20 条指令执行完毕需要 400+100*19=2300ns。在流 水线型的计算机结构中，执行条件转移指令非常影响机器的效率，因为执行条件转移会使 流水线中断或阻塞。当有中断请求发生时，如果采用不精确断点法，则将不仅影响中断反 应时间，还要影响程序的正确运行。答案为（1）C，（2）D，（3）C，（4）A，（5）B。9、在 32 位的总线系统中，若时钟频率为 1000MHz，总线上 5 个时钟周期传送一个 32 位 字，则该总线系统的数据传送速率约为 MB/s。供选择的答案A、200 B、600 C、800 D、1000试题分析：参软件设计师考试辅导P50。本题考的

16、是计算机中的总线的数据传输率的计算。T=1/f=1/1000M=10-9 秒，在 5 个周期内 传送了 32 位，所以数据传输率为：32/(8*5*10-9)=8*108B/s,也就是 800MB/s，选 C。10、内存地址从 5000H 到 53FFH，共有（1） 个内存单元。若该内存每个存储单元可存储 16 位二进制数，并用 4 片存储芯片构成，则芯片的容量是（2）。供选择的答案（1）：A、256 B、512 C、1024 D、2048（2）：A、512X16bit B、256X8bit C、256X16bit D、1024X8bit试题分析：此题考内存计算。53FFH-5000H+1=3FFH+1=400H=4*256=1024，（1）选 C。芯片的容量为：1024*16bit/4=256*16bit，所以（2）选 C。补充：此题要注意单位换算：1TB=1024GB，1GB=1024MB，1MB=1024KB，1KB=1024B，1B=8b 即 1B