【软考软件评测师】第二十一章 计算机组成原理与体系结构（其他知识）

【软考软件评测师】第二十一章 计算机组成原理与体系结构（其他知识）

第一部分 知识点集锦

1. 总线宽度

在计算机中总线宽度分为地址总线宽度和数据总线宽度。

1）数据总线宽度

数据总线的宽度（传输线根数）决定了通过它一次所能传递的二进制位数。
数据总线越宽则每次传递的位数越多，因而，数据总线的宽度决定了在主存储器和CPU之间数据交换的效率。

2）地址总线宽度

地址总线宽度决定了CPU能够使用多大容量的主存储器，即地址总线宽度决定了CPU能直接访问的内存单元的个数。

2.RISC与CISC

1）复杂指令集

CISC计算机指复杂指令集计算机，是20世纪六、七十年代发展起来的系列计算机。这种计算机所支持的指令系统趋于多用途、强功能化。指令系统围绕着缩小与高级语言的语义差距以及有利于操作系统的优化而设计。指令系统的复杂化使得设计周期变长，正确性难于保证，不易维护。而且在复杂的指令系统中，只有少数基本指令是经常使用的，需要大量硬件支持的复杂指令利用率却很低。所以在70年代末，随着VLSI技术的发展产生了RISC计算机。

CISC的特点是：指令数量多，使用频率差别大，可变长格式；寻址方式多；常常采用微程序控制技术（微码）。

2）精简指令集

指令数量少，使用频率接近，定长格式
大部分为单周期指令，操作寄存器，只有Load/Store操作内存；
寻址方式少，指令长度固定；
并增加了通用寄存器；
硬布线逻辑控制为主
大部分指令在一个机器周期内完成，采用流水技术。
采用优化的编译，以有效地支持高级语言
指令系统中只包含使用频率较高但不复杂的指令。

3.流水线吞吐率

流水线的吞吐率指的是计算机中的流水线在特定的时间内可以处理的任务或输出数据的结果的数量。流水线的吞吐率可以进一步分为最大吞吐率和实际吞吐率。

4.浮点数运算

浮点数由尾数和阶码构成，尾数部分决定了浮点数的表示精度，阶码部分决定了浮点数的表示范围
浮点数进行运算时，加减法要求先对阶，然后尾数部分加减运算，再格式化；乘除法运算，不要求对阶，尾数部分直接相乘，阶码部分相加；然后结果格式化；

1）定点表示法

定点表示法表示的数（称为定点数）分为定点整数和定点小数两种
定点表示法中，小数点不占用一个存储位
谓定点数，就是表示数据时小数点的位置固定不变。小数点的位置通常有两种约定方式：定点整数（纯整数，小数点在最低有效数值位之后）和定点小数（纯小数，小数点在最高有效数值位之前）。

2）浮点表示法

用阶码和尾数来表示数，称为浮点数
在总位数相同的情况下，浮点表示法可以表示更大的数
一个数的浮点表示不是唯一的。当小数点的位置改变时，阶码也相应改变，因此可以用多种浮点形式表示同一个数。

5.计算机码

1）原码

原码表示法比较直观，它的数值部分就是该数的绝对值，而且与真值、十进制数的转换十分方便。但是它的加减法运算较复杂。当两数相加时，机器要首先判断两数的符号是否相同，如果相同则两数相加，若符号不同，则两数相减。

2）反码

反码运算要注意的问题：
1.反码运算时，其符号位与数值一起参加运算。
2.反码的符号位相加后，如果有进位出现，则要把它送回到最低位去相加（循环进位）。
3.用反码运算，其运算结果亦为反码。在转换为真值时，若符号位为0，数位不变；若符号位为1，应将结果求反才是其真值。

3）补码

补码运算要注意的问题：
1.补码运算时，其符号位与数值部分一起参加运算。
2.补码的符号位相加后，如果有进位出现，要把这个进位舍去（自然丢失）。
3.用补码运算，其运算结果亦为补码。在转换为真值时，若符号位为0，数位不变；若符号位为1，应将结果求补才是其真值。
若计算机字长为32，则采用补码表示的整数范围为-2的负31次方到2的31次方减1。[-231,231)。
8位整数补码表示的整数范围是-128〜+127,故1

6.计算机校验码

计算机系统运行时，各个部件之间要进行数据交换，为了确保数据在传送过程中正确无误，一是提高硬件电路的可靠性；二是提高代码的校验能力，包括查错和纠错。常用的三种校验码：奇偶校验码（Parity Codes）、海明码（Hamming Code）和循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check，CRC）码。

1）循环冗余校验码

循环冗余校验码广泛应用于数据通信领域和磁介质存储系统中。它利用生成多项式为k个数据位产生r个校验位来进行编码，其编码长度为k+r。

2）海明码

海明码是由贝尔实施室设计的，利用奇偶性来检查和纠错的校验方法。海明码的构成方法是在数据位之间的确定位置上插入k个校验位，通过扩大码距来实现检错和纠错。
数据位（n位）与校验位（k位），满足关系2k ≥　n+k

7.计算机字长

字长是计算机运算部件一次能同时处理的二进制数据的位数，字长越长数据的运算精度也就越高，计算机的处理能力就越强。

8.异或运算

异或（xor）是一个数学运算符。它应用于逻辑运算。异或的数学符号为“?”，计算机符号为“xor”。其运算法则为： 如果a、b两个值不相同，则异或结果为1。如果a、b两个值相同，异或结果为0。
当表示数据时规定了位数后，其能表示的数值的范围就确定了，在两个数进行相加运算的结果超出了该范围后，就发生了溢出。在二进制情况下，溢出时符号位将变反，即两个正数相加，结果的符号位是负数，或者两个负数相加，结果的符号位是正数。采用两个符号位时，溢出发生后两个符号位就不一致了，这两位进行异或的结果一定为1。

9.进制转换

1）二进制转八进制

二进制转八进制，将二进制序列从右向左分组，每三位二进制一组，然后将每组对应的序列转换成对应的八进制数字即可；

2）二进制转十六进制

方法1:可以将二进制采用按权位展开转换成十进制值，然后采用短除法转换成十六进制值；方法2:将二进制序列，从右向左每四位一组，进行分组，高位不足四位用零补全，然后将分组后的四位二进制转换成十六进制基数；然后按照顺序记录十六进制基数即可。

第二部分 综合知识历年真题

2020下综合知识历年真题（2分）

【2020年评测真题第08题：绿色】
08.二进制序列1011011可用十六进制形式表示为（ ）。
A.5B
B.3B
C.B6
D.B8

解答：答案正确A。
1011011分组后：0101 1011=>5B，所以对应的十六进制为5B

【2020年评测真题第09题：绿色】
09.设有两个浮点数，其阶码分别为E1和E2，当这两个浮点数相乘时，运算结果的阶码E为（ ）。
A.E1E2当中的较小者
B.E1E2当中的较大者
C.E1+E2的值
D.E1*E2的值

解答：答案正确C。

2019下综合知识历年真题（4分）

【2019年评测真题第02题：红色】
02.若计算机字长为32，则采用补码表示的整数范围为（ ）。
A.-2的31次方～2的31次方-1
B.-2的31次方～2的31次方
C.2的31次方～2的32次方
D. -2的31次方～2的32次方

解答：答案选择A。AB二选一错。

【2019年评测真题第05题：绿色】
05.某计算机的主存储器以字节为单位进行编址，其主存储器的容量为1TB，也就是（）
A.2的30次方B
B.2的10次方KB
C.2的10次方MB
D.2的10次方GB

解答：答案选择D。

【2019年评测真题第10题：绿色】
10.将二进制序列0011011表示为八进制形式，为（ ）。
A.033
B.27
C.66
D.154

解答：答案选择A。

【2019年评测真题第11题：绿色】
11.以下关于海明码的叙述中，正确的是（ ）。
A.校验位与数据信息位混淆且随机分布
B.数据信息位与校验位需要满足一定的位置关系
C.将所有的校验位设置在所有数据信息位之间后
D.校验位的长度必须与数据信息位的长度相同

解答：答案选择B。

2018下综合知识历年真题（3分）

【2018年评测真题第06题：绿色】
06.若计算机中地址总线的宽度为24位，则最多允许直接访问主存储器（ ）的物理空间（以字节为单位编址）。
A.8MB
B.16MB
C.8GB
D.16GB

解答：答案选择B。

【2018年评测真题第10题：黄色】
10.采用（ ）表示带符号数据时,算术运算过程中符号位与数值位采用同样的运算规则进行处理。
A.补码
B.原码
C.反码
D.海明码

解答：答案选择A。

【2018年评测真题第11题：黄色】
11.与X⊕Y（即X与Y不相同时,X⊕Y的结果为真）等价的逻辑表达式为（ ）。

解答：答案选择D。

2017下综合知识历年真题（2分）

【2017年评测真题第06题：绿色】
06.对计算机评价的主要性能指标有时钟频率、（ ）、运算精度、内存容量等。
A.丢包率
B.端口吞吐量
C.可移植性
D.数据处理速率

解答：答案选择D。
对计算机评价的主要性能指标有时钟频率、数据处理速率、运算精度、内存容量等。

【2017年评测真题第07题：绿色】
07.在字长为16位、32位、64位或128位的计算机中，字长为（ ）位的计算机数据运算精度最高。
A.16
B.32
C.64
D.128

解答：答案选择D。

2016下综合知识历年真题（2分）

【2016年评测真题第05题：绿色】
05.在计算机系统中总线宽度分为地址总线宽度和数据总线宽度。若计算机中地址总线的宽度为32位，则最多允许直接访问主存储器（ ）的物理空间。
A.40MB
B.4GB
C.40GB
D.400GB

解答：答案选择B。

【2016年评测真题第06题：绿色】
06.为了提高计算机磁盘存取效率，通常可以（ ）。
A.利用磁盘格式化程序，定期对ROM进行碎片整理
B.利用磁盘碎片整理程序，定期对内存进行碎片整理
C.利用磁盘碎片整理程序，定期对磁盘进行碎片整理
D.利用磁盘格式化程序，定期对磁盘进行碎片整理

解答：答案选择C。送分题。
文件在磁盘上一般是以块（或扇区）的形式存储的。磁盘土的文件有的可能存储在一个连续的区域内，有的则被分割成若干个“片”存储在磁盘中不连续的多个区域。后P种情况对文件的完整性没有影响，但由于文件过于分散，将增加计算机读盘的时间，从而降低了计算机的效率。磁盘碎片整理程序可以在整个磁盘系统范围内对文件重新安排，将各个文件碎片在保证文件完整性的前提下转换到连续的存储区内，提高对文件的读取速度。但整理是要花费时间的，所以应该定期对磁盘进行碎片整理，而不是每小时对磁盘进行碎片整理。

2015下综合知识历年真题（2分）

【2015年评测真题第03题：绿色】
03.浮点数能够表示的数的范围是由其（ ）的位数决定的。
A.尾数
B.阶码
C.数符
D.阶符

解答：答案选择B。

【2015年评测真题第05题：红色】
05.内存按字节编址从B3000H到DABFFH的区域其存储容量为（ ）。
A.123KB
B.159KB
C.163KB
D.194KB

解答：答案选择B。
DAC00-B3000=27C00H
1K=2的10次方=二进制表示为10，0000，0000；=16进制表示为400H；
2K=800H；4K=1000H；16K=4000K；
128K=20000H；64K=10000H；32K=8000H；也就是说小于192K；大于160K；

2014下综合知识历年真题（2分）

【2014年评测真题第04题：绿色】
04.内存按字节编址从A5000H到DCFFFH的区域其存储容量为 （ ） 。
A.123KB
B.180KB
C.223KB
D.224KB

解答：答案选择D。
内存按字节编址从A5000H到DCFFFH，得出地址空间为：DCFFFF-A5000+1=38000H，将38000H换算为二进制为：11 1000 0000 0000 0000=1110 0000x210=224KB。

【2014年评测真题第05题：绿色】
05.以下关于RISC和CISC的叙述中，不正确的是 （ ） 。
A.RISC通常比CISC的指令系统更复杂
B.RISC通常会比CISC配置更多的寄存器
C.RISC编译器的子程序库通常要比CISC编译器的子程序库大得多
D.RISC比CISC更加适合VLSI工艺的规整性要求

解答：答案选择A。

2013下综合知识历年真题（3分）

【2013年评测真题第03题：黄色】
03.若计算机存储数据采用的是双符号位（00表示正号、11表示负号），两个符号相同的数相加时，如果运算结果的两个符号位经（ ）运算得1，则可断定这两个数相加的结果产生了溢出。
A.逻辑与
B.逻辑或
C.逻辑同或
D.逻辑异或

解答：答案选择D。蒙对。

【2013年评测真题第04题：绿色】
04.某指令流水线由4段组成，各段所需要的时间如下图所示。连续输入8条指令时的吞吐率（单位时间内流水线所完成的任务数或输出的结果数）为（ ）。

A.8/56 △t
B.8/32 △t
C.8/28 △t
D.8/24 △t

解答：答案选择C。
（1+2+3+1）△t+（8-1）*3△t=28 △t，因此吞吐率为8/28 △t。

【2013年评测真题第05题：绿色】
05.（ ）不是RISC的特点。
A.指令种类丰富
B.高效的流水线操作
C.寻址方式较少
D.硬布线控制

解答：答案选择A。

2012下综合知识历年真题（2分）

【2012年评测真题第02题：绿色】
02.循环冗余校验码（CRC）利用生成多项式进行编码。设数据位为k位，校验位为r位，则CRC码的格式为（ ）。
A.k个数据位之后跟r个校验位
B.r个校验位之后跟k个数据位
C.r个校验位随机加入k个数据位中
D.r个校验位等间隔地加入k个数据位中

解答：答案选择A。

【2012年评测真题第03题：红色】
03.以下关于数的定点表示和浮点表示的叙述中，不正确的是（ ）。
A.定点表示法表示的数（称为定点数）分为定点整数和定点小数两种
B.定点表示法中，小数点需要占用一个存储位
C.浮点表示法用阶码和尾数来表示数，称为浮点数
D.在总位数相同的情况下，浮点表示法可以表示更大的数

解答：答案选择B。

2010下综合知识历年真题（2分）

【2010年评测真题第02题：红色】
02.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。
A.127+1
B.-127-1
C.-127+1
D.127-1

解答：答案选择A。

【2010年评测真题第04题：黄色】
04.设用2KX4位的存储器芯片组成16KX8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（ ）。
A.0000H
B.2800H
C.2000H
D.0800H

解答：答案选择D。思路正确，但还是蒙的。
使用2KX4的芯片构成16KX8位的芯片，应该每行2个2K芯片形成8位地址，共4行。因为内存单元从0开始连续编址，.所以每行的起始地址依次为000H、0800H、1000H、2000H。因为0800H<0B1FH<1000H，所以地址单元0B1FH在第二行上，起始地址单元为0800H。