软考中级软件设计师【计算机系统】知识点+习题
一、运算器
算术逻辑单元（ALU）：运算器重要组成部件，负责处理数据，实现对数据的算数运算和逻辑运算。
累加寄存器（AC）：简称累加器，为ALU提供数据并暂存运算结果
数据缓冲寄存器（DR）：作为CPU和内存、外部设备之间数据传送的中转站。
状态条件寄存器（PSW）：保存由算数指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容。
1.在CPU中，常用来为ALU执行算术逻辑运算提供数据并暂存运算结果的寄存器是 。（2014年上半年）
A. 程序计数器 B. 状态寄存器 C. 通用寄存器 D. 累加寄存器
2.属于CPU中算术逻辑单元的部件是 。（2014年下半年）
A. 程序计数器 B. 加法器 C. 指令寄存器 D. 指令译码器
3.CPU执行算术运算或者逻辑运算时，常将源操作数和结果暂存在 中。（2017年上半年）
A. 程序计数器（PC） B. 累加器（AC） C. 指令寄存器（IR） D. 地址寄存器（AR）
二、控制器
指令 = 操作码 + 地址码
例如：1 + 2 中 1 和 2 为地址码； + 为操作码。
指令寄存器（IR）：保存当前CPU执行的指令。指令译码器（DR）根据指令寄存器（IR）的内容产生各种微操作指令，控制其他的组成部件工作，完成所需的功能
程序计数器（PC）：初始时保存的内容是程序第一条指令的地址，执行指令时，CPU自动修改PC的内容对PC加1，使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址。
地址寄存器（AR）：保存当前CPU所访问的内存单元的地址
指令译码器（ID）：对指令中的操作码字段进行分析解释，识别该指令规定的操作，向控制器发出信号，控制各部件工作，完成所需的功能。
1.以下关于CPU的叙述中，错误的是 。（2009年下半年）
A. CPU产生每条指令的操作信号并将操作信号送往相应的部件进行控制
B. 程序计数器PC除了存放指令地址，也可以临时存储算术/逻辑运算结果
C. CPU中的控制器决定计算机运行过程的自动化
D. 指令译码器是CPU控制器中的部件
2.计算机指令一般包括操作码和地址码两部分，为分析执行一条指令，其 。（2010年上半年）
A. 操作码应存入指令寄存器（IR），地址码应存入程序计数器（PC）
B. 操作码应存入程序计数器（PC），地址码应存入指令寄存器（IR）
C. 操作码和地址码都应存入指令寄存器（IR）
D. 操作码和地址码都应存入程序计数器（PC）
3.在CPU的寄存器中， 对用户是完全透明的。（2011年下半年）
A. 程序计数器 B. 指令寄存器 C. 状态寄存器 D. 通用寄存器
4.CPU中译码器的主要作用是进行 。（2011年下半年）
A. 地址译码 B. 指令译码 C. 数据译码 D. 选择多路数据至ALU
5.在CPU中， 不仅要保证指令的正确执行，还要能够处理异常事件。（2012年下半年）
A. 运算器 B. 控制器 C. 寄存器组 D. 内部总线
6.计算机执行指令的过程中，需要由 产生每条指令的操作信号并将信号送往相应的部件进行处理，以完成指定的操作。（2019年上半年）
A. CPU的控制器 B. CPU的运算器 C. DMA控制器 D. Cache控制器
7.在CPU中用于跟踪指令地址的寄存器是 。（2011年上半年）
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）
8.计算机在一个指令周期的过程中，为从内存读取指令操作码，首先要将 （2） 的内容送到地址总线上。（2016年下半年）
A. 指令寄存器（IR） B. 通用寄存器（GR） C. 程序计数器（PC） D. 状态寄存器（PSW）
9.CPU在执行指令的过程中，会自动修改 的内容，以便使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址。（2018年下半年）
A. 指令寄存器 B. 程序计数器 C. 地址寄存器 D. 指令译码器
10.计算机中提供指令地址的程序计数器PC在 中。（2020年下半年）
A. 控制器 B. 运算器 C. 存储器 D. I/O设备
11.在CPU中，用 给出将要执行的下一条指令在内存中的地址。（2021年上半年）
A. 程序计数器 B. 指令寄存器 C. 主存地址寄存器 D. 状态条件寄存器
三、计算机单位
位 bit b
字节 byte B 1B = 8bit
千字节 KB 1KB = 1024B
兆字节 MB 1MB = 1024KB
吉字节 GB 1GB = 1024MB
太字节 TB 1TB = 1024GB
1.内存单元按字节编址，地址0000A000H〜0000BFFFH共有 个存储单元。（2012年上半年）
A. 8192K B. 1024K C. 13K D. 8K
2.地址编号从80000H到BFFFFH且按字节编址的内存容量为 （1） KB，若用的存储器芯片构成该内存，共需 （2） 片。（2013年上半年）
（1）A. 128 B. 256 C. 512 D. 1024
（2）A. 8 B. 16 C. 32 D. 64
3.若用的存储器芯片，构成地址40000000H到400FFFFFH且按字节编址的内存区域，则需 片芯片。（2014年上半年）
A. 4 B. 8 C. 16 D. 32
4.内存按字节编址从A5000H到DCFFFH的区域其存储容量为 。（2014年下半年）
A. 123KB B. 180KB C. 223KB D. 224KB
5.内存按字节编址从B3000H到DABFFH的区域其存储容量为 。（2015年下半年）
A. 123KB B. 159KB C. 163KB D. 194KB
6.内存按字节编址，从A1000H到B13FFH的区域的存储容量为 KB。（2016年上半年）
A. 32 B. 34 C. 65 D. 67
7.内存按字节编址。若用存储容量为的存储器芯片构成地址从A0000H到DFFFFH的内存，则至少需要 片芯片。（2017年下半年）
A. 4 B. 8 C. 16 D. 32
8.内存按字节编址，地址从A0000H到CFFFFH的内存，共有 （1） 字节，若用存储容量为的存储器芯片构成该内存空间，至少需要 （2） 片。（2019年下半年）
（1）A. 80KB B. 96KB C. 160KB D. 192KB
（2）A. 2 B. 3 C. 5 D. 8
四、原、反、补、移码
数值在计算机中的表示为机器数，特点是采用二进制来表示。
对于n位的机器数其表示编码有原码、反码、补码、移码等表示。
以下均假设n=8
原码：最高位为符号位，0表示正号，1表示负号，其余的n-1位表示数值的绝对值。
反码：最高位为符号位，0表示正号，1表示负号，其余的n-1位表示数值的绝对值。其中正数的反码与原码相同，负数的反码则是除符号位以外其余各位按位取反。（二进制取反即为0变成1，1变成0）
补码：最高位为符号位，0表示正号，1表示负号，其余的n-1位表示数值的绝对值。其中正数的补码与原码和反码相同，负数的补码则是在其反码的基础上再加1。补码的正负0编码相同，同时对补码再求一次补码等于其原码。
移码：正数和负数的移码实在其补码的基础上对符号位取反。移码的正负0编码相同。
原、反、补、移码表示范围
五、浮点数
阶码不一致先对阶，小阶向大阶对齐，尾数右移
浮点数所能表示的数值范围由阶码决定，所表示数值的精度由尾数决定。
当机器字长为n时，补码和移码可表示2n个数（0的表示有相同的编码）
原码和反码只能表示2n - 1个数（0的表示占了两个编码）
六、校验码
码距：一个编码方案中任意两个合法编码之间至少有多少个二进制位不同
码距=2有检错能力，码距≥3才可能有纠错能力
也就是一个校验码要想能够检错和纠错那么它的码距至少是3
奇偶校验：码距为2，仅能检测出奇数位错误，不能纠错。
奇校验：增加一位校验码，使得编码中1的个数为奇数
偶校验：增加一位校验码，使得编码中1的个数为偶数
海明码：
海明码利用多组数位的奇偶性来检错和纠错，可以检错和纠错，码距为3
设数据位是n位，校验位是k位，n和k的关系需要满足2k-1≥n+k
循环冗余码：
k个数据位后跟r个校验位 可以检错但不能纠错 码距为2 采用模2运算得到校验码
1.以下关于校验码的叙述中，正确的是 。（2009年下半年）
A. 海明码利用多组数位的奇偶性来检错和纠错
B. 海明码的码距必须大于等于1
C. 循环冗余校验码具有很强的检错和纠错能力
D. 循环冗余校验码的码距必定为1
2.以下关于海明码的叙述中，正确的是 。（2017年下半年）
A. 海明码利用奇偶性进行检错和纠错
B. 海明码的码距为1
C. 海明码可以检错但不能纠错
D. 海明码中数据位的长度与校验位的长度必须相同
3.以下关于采用一位奇校验方法的叙述中，正确的是 。（2018年下半年）
A. 若所有奇数位出错，则可以检测出该错误但无法纠正错误
B. 若所有偶数位出错，则可以检测出该错误并加以纠正
C. 若有奇数个数据位出错，则可以检测出该错误但无法纠正错误
D. 若有偶数个数据位出错，则可以检测出该错误并加以纠正
4.海明校验码是在n个数据位之外增设k个校验位，从而形成一个n+k位的新的码字，使新的码字的码距比较均匀地拉大。n与k的关系是 。（2009年上半年）
A.2/n=k B.2*n=k C.2k-1≥n+k D.没有关系
5.海明码利用奇偶性检错和纠错，通过在n个数据位之间插入k个校验位，扩大数据编码的码距。若n=48，则k应为 。（2014年上半年）
A. 4 B. 5 C. 6 D. 7
6.己知数据信息为16位，最少应附加 位校验位，才能实现海明码纠错。（2017年上半年）
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
7.海明码是一种纠错码，其方法是为需要校验的数据位增加若干校验位，使得校验位的值决定于某些被校位的数据，当被校数据出错时，可根据校验位的值的变化找到出错位，从而纠正错误。对于32位的数据，至少需要增加 （1） 个校验位才能构成海明码。以10位数据为例，其海明码表示为中，其中表示数据位，表示校验位，数据位由进行校验（从右至左的位序为14，即等于8+4+2，因此用第8位的、第4位的和第2位的校验），数据位由 （2） 进行校验。（2018年上半年）
（1） A.5 B.6 C.7 D.8
（2） A.P4P1 B.P4P2 C.P4P3P1 D.P3P2P1
8.循环冗余校验码（CRC）利用生成多项式进行编码。设数据位为位，校验位为位，则CRC码的格式为 。（2012年下半年）
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
9.在 校验方法中，采用模2运算来构造校验位。（2019年上半年）
A. 水平奇偶 B. 垂直奇偶 C. 海明码 D. 循环冗余
RISC精简指令集计算机，指令格式和长度通常是固定的，寻址方式少而简单，指令复杂度低，需要利用多组寄存器来实现功能，指令通常在一个周期内可以执行完毕，支持流水线技术。因为指令复杂度低、寻址方式简单所以能够利用硬件电路设计出程序解码。
CISC复杂指令集计算机，指令功能强大，寻址方式复杂多样，采用微程序控制技术，不支持流水线技术，下表为两者的区别。因为指令功能强大，所以指令长度可变，指令复杂度高。
|
RISC 精简指令集计算机 |
CISC 复杂指令集计算机 |
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指令种类 |
少、精简 |
多、丰富 |
|
指令复杂度 |
低（简单） |
高（复杂） |
|
指令长度 |
固定 |
变化 |
|
寻址方式 |
少 |
复杂多样 |
|
实现（译码）方式 |
硬布线控制逻辑 （组合逻辑控制器） |
微程序控制技术 |
|
通用寄存器数量 |
多、大量 |
一般 |
|
流水线技术 |
支持 |
不支持 |
1.以下关于CISC（Complex Instruction Set Computer, 复杂指令集计算机）和RISC（Reduced Instruction Set Computer, 精简指令集计算机）的叙述中，错误的是 。（2009年下半年）
A. 在CISC中，其复杂指令都采用硬布线逻辑来执行
B. 采用CISC技术的CPU，其芯片设计复杂度更髙
C. 在RISC中，更适合采用硬布线逻辑执行指令
D. 采用RISC技术，指令系统中的指令种类和寻址方式更少
2. 不是RISC的特点。（2013年下半年）
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
3.以下关于RISC和CISC的叙述中，不正确的是 。（2014年下半年）
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
4.CISC是 的简称。（2015年下半年）
A. 复杂指令集系统计算机 B. 超大规模集成电路
C. 精简指令集系统计算机 D. 超长指令字
5.以下关于RISC（精简指令系统计算机）技术的叙述中，错误的是 。（2019年上半年）
A. 指令长度固定、指令种类尽量少
B. 指令功能强大、寻址方式复杂多样
C. 增加寄存器数目以减少访问次数
D. 用硬布线电路实现指令解码，快速完成指令译码
6.以下关于RISC和CISE计算机的叙述中，正确的是 。（2021年上半年）
A. RISC不采用流水线技术，CISC采用流水线技术
B. RISC使用复杂的指令，CISC使用简单的指令
C. RISC采用很少的通用寄存器，CISC采用很多的通用寄存器
D. RISC采用组合逻辑控制器，CISC普遍采用微程序控制器
