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软考-软件设计师（计算机组成和体系结构习题）

news 来源：原创 2024/9/18 8:37:03

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前言

小郑正在备考2024年下半年的中级软件设计师，所以打算开展一个软考备考专栏，在这里记录一下备考笔记以及习题，也希望大家能一起加入我们的软考备考之中，互相学习，一起进步。让我们快马加鞭，投入备考之中吧。

1.假设某系统总线在一个总线周期中并行传输4个字节信息，一个总线周期占用2个是时钟周期，总线时钟频率为10MHZ，则总线带宽是(B)。
A.10MB/S
B.20MB/S
C.40MB/S
D.80MB/S

解析:

时钟频率（Clock Frequency）

时钟频率是指时钟信号在1秒钟内变化的次数，通常以赫兹（Hz）为单位。在计算机系统中，这个频率决定了CPU（或其他数字电路）执行操作的速度。例如，如果时钟频率为10MHz，那么时钟信号每秒变化10,000,000次。

时钟周期（Clock Cycle Time）

时钟周期是时钟频率的倒数，表示完成一个基本的时间单位所需的时间。时钟周期通常以秒（s）或更小的单位（如纳秒ns、微秒μs）来表示。时钟周期是计算机执行一个基本操作（如读取指令、执行指令、存储结果等）所需的最短时间。

2.若某个计算机系统中，内存地址与I/0地址统一编址，访问内存单元和I/0设备是靠(B)来区分的。
A.数据总线上输出的数据
B.不同的地址代码
C.CPU周期
D.中断周期

I/0端口编址方式有2种:一种是存储器映射方式，即把端口地址与存储器地址统一编址，即I/O端口地址也称为统一编址方式;另一种是I/O映射方式，与存储器地址分别进行独立的编址，也称为独立编址方式

(1)统一编址
这种编址方式是从存储空间中划出一部分地址空间分配给!10设备，而把VO接口中的端口作为存储器单元进行访问，不设置专门的!O指令。在统一编址方式中，可以将U0端口看作是内存单元。从原则上说，用于内存的指令均可用于外设，这给使用者提供了极大的方便。但由于!0端口占用了内存地址，就相对减少了内存可用范围，而且从指令上不易区分是访问内存还是访问外设的指令。在统一编址方式下，CPU以地址区分访问外设或存储器，通过地址总线的最高位状态(1或 0)以及读、写控制信号决定

(2)独立编址
在这种编址方式中，内存地址空间和I/0端口地址是相对独立的，设置了专门的IN， OUT等I/O指令。内存与端口独立编址，各自有自己的寻址空间。用于内存和用于!/0端口的指令是不一样的，很容易辨认。但是用于!0端口的指令功能较弱，在!/O操作中必须通过 CPU的寄存器进行中转才能完成。

3.在32位的总线系统中，若时钟频率为1000MHz，总线上10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(C)MBIs.
A.100
B.200
C.400
D.800

4.对于定点纯小数的数据编码，下列说法正确的是(D)
A.仅原码能表示-1
B.仅反码能表示-1
C.原码和反码均能表示-1
D.仅补码能表示-1

定点小数表示中,只有补码能表示 -1

补码：补码表示法是为了解决原码和反码在表示负数时的不足而设计的。补码的最高位同样为符号位，0表示正数，1表示负数。对于负数，补码是通过将该数的绝对值的二进制表示取反后加1得到的。在补码表示法中，能够利用符号位和数值位共同表示出-1，即补码中的全1（例如，在8位二进制数中，-1的补码为11111111）表示-1。

5.计算机指令系统采用多种寻址方式。立即寻址是指操作数包含在指令中，寄存器寻址是指操作数在寄存器中，直接寻址是指操作数的地址在指令中。这三种寻址方式获取操作数的速度(A)。

A.立即寻址最快，寄存器寻址次之，直接寻址最慢
B.寄存器寻址最快，立即寻址次之，直接寻址最慢
C.直接寻址最快，寄存器寻址次之，立即寻址最慢
D.寄存器寻址最快，直接寻址次之，立即寻址最慢

6.以下关于冯诺依曼计算机的叙述中，不正确的是(B)

A.程序指令和数据都采用二进制表示

B.程序指令总是存储在主存中，而数据则存储在高速缓存中

C.程序的功能都由中央处理器(CPU)执行指令来实现

D.程序的执行过程由指令进行自动控制

B选项：在冯诺依曼计算机体系结构中，程序指令和数据都可以存储在主存（如RAM）中。高速缓存（Cache）是CPU和主存之间的高速小容量存储器，用于存放CPU最近访问过的数据和指令，以加快访问速度。但它不是专门用来存储数据的，也不是说数据就不能存储在主存中。实际上，数据和指令都可以根据需要在主存和高速缓存之间转移。

7.为了实现多级中断，保存程序现场信息最有效的方法是使用(C)

A.通用寄存器

B.累加器

C.堆栈

D.程序计数器

C. 堆栈：堆栈是一种后进先出（LIFO）的数据结构，非常适合用于保存和恢复程序现场信息。在多级中断情况下，当新的中断发生时，可以将当前程序的现场信息压入堆栈，待中断处理完毕后，再从堆栈中弹出恢复现场。这种方式确保了现场信息的保存和恢复顺序与中断发生顺序相反，从而保证了程序的正确执行。此外，堆栈通常是固定大小的，可以在内存中预分配，避免了动态内存分配的开销和内存碎片问题。因此，堆栈是实现多级中断时保存程序现场信息的最有效方法。

D. 程序计数器：程序计数器（Program Counter, PC）是CPU中的一个寄存器，用于存储当前指令的地址。虽然它对于程序的执行至关重要，但并不适合用于保存程序现场信息。程序计数器的值会随着程序的执行而不断变化，无法长期稳定地保存程序状态。

8.在微型计算机中，管理键盘最适合采用的 I/0 控制方式是(D)方式

A.DMA

B.无条件传送

C.程序查询

D.中断

DMA（直接存储器访问）方式：
- 特点：DMA方式允许外设与内存之间直接进行数据传输，无需CPU干预。这种方式传输速度快，适用于大数据量的高速传输。
- 适用场景：主要用于高速外设，如磁盘驱动器、网络接口等。
- 对于键盘管理：由于键盘的数据传输量相对较小且实时性要求较高，DMA方式可能不是最优选择，因为它可能引入不必要的复杂性和延迟。
无条件传送方式：
- 特点：CPU在需要时直接执行I/O指令，不考虑外设的状态。
- 适用场景：通常用于外设总是准备好的情况，如简单的LED显示。
- 对于键盘管理：由于键盘的状态（如按键是否被按下）是变化的，无条件传送方式不适合用于管理键盘。
程序查询方式：
- 特点：CPU通过执行程序不断查询外设的状态，仅在外设准备好时才进行数据传输。
- 适用场景：适用于外设数量少、对实时性要求不高的场合。
- 对于键盘管理：虽然程序查询方式可以用于管理键盘，但由于需要CPU不断查询键盘状态，会占用较多的CPU时间，影响系统效率。
中断方式：
- 特点：当外设需要服务时，会向CPU发出中断请求信号。CPU在完成当前指令后响应中断，执行相应的中断服务程序。
- 适用场景：广泛用于各种外设的管理，特别是需要实时响应的设备，如键盘、鼠标等。
- 对于键盘管理：中断方式非常适合用于管理键盘。当键盘上的按键被按下时，键盘会向CPU发出中断请求信号。CPU在响应中断后执行中断服务程序，读取按键信息并进行处理。这种方式既保证了实时性，又避免了CPU的无效等待，提高了系统效率。

9.(B)是一种需要通过周期性刷新来保持数据的存储器件
A.SRAM
B.DRAM
C.FLASH
D.EEPROM

SRAM的概念:

它是一种具有静止存取功能的内存。特点是:不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。因此SRAM具有较高的性能，但是集成度较低，相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积，但是SRAM却需要很大的体积，且功耗较大。

DRAM的概念:

即动态随机存取存储器，最为常见的系统内存。特点是:只能将数据保持很短的时间。为了保持数据，DRAM使用电容存储，所以必须隔一段时间刷新一次，如果存储单元没有被刷新，存储的信息就会丢失。

10.以下关于闪存(Flash Memory)的叙述中，错误的是(B)
A.掉电后信息不会丢失，属于非易失性存储器
B.以字节为单位进行删除操作
C.采用随机访问方式
D.在嵌入式系统中可以用Flash来代替ROM存储器

A正确，闪存掉电后信息不丢失，
B错误，闪存以块为单位进行删除操作。
C正确，闪存采用随机访问方式，所以速度很快。D正确，在过去的20年里，嵌入式系统一直使用ROM(EPROM)作为它们的存储设备，然而近年来Flash全面代替了ROM(EPROM)在嵌入式系统中的地位，用作存储Bootloader以及操作系统或者程序代码或者直接当硬盘使用(U盘)。