計算機軟硬件基礎(chǔ)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)第1章計算機軟硬件基礎(chǔ)1.1考點導航多媒體應用設(shè)計師考試大綱要求考生掌握計算機系統(tǒng)組成及各主要部件的性能和基本工作原理；掌握計算機軟件程序設(shè)計語言的基礎(chǔ)知識及一種通用的C程序設(shè)計語言。計算機軟硬件基礎(chǔ)主要包括了以下幾個方面的知識點：1．基礎(chǔ)知識的發(fā)展的分類及特點在信息社會的應用2．硬件及系統(tǒng)組成（1）的基礎(chǔ)組成原理（2）中央處理器工作原理主要性能指標（3）內(nèi)部和外部存儲器內(nèi)部存儲器分類及其功能外部存儲器分類及其功能（4）輸入/輸出接口及其設(shè)備常用輸入/輸出接口的類型及其性能常用輸入/輸出設(shè)備及其用途3．軟件基礎(chǔ)知識（1）軟件的分類及常用軟件（2）操作系統(tǒng)的原理及使用（3）程序設(shè)計語言基礎(chǔ)知識（C、或VisualBasic任何一種）C語言（基礎(chǔ)語法及編程方法）應用程序設(shè)計（多媒體及Web應用編程基礎(chǔ)）4．信息化基本知識信息化基本概念國民經(jīng)濟與社會信息化戰(zhàn)略保護計算機軟硬件基礎(chǔ)部分在歷年多媒體應用設(shè)計師考試上午卷中的分值變化如圖1.1所示。2005年到2010年的分值分別為15分、17分、19分、19分和20分，平均分值為18分。該部分是多媒體應用設(shè)計從業(yè)人員應掌握的理論基礎(chǔ)內(nèi)容，在考試中占有穩(wěn)定的比重，平均約占24%的比重?？忌鷳Y(jié)合自身情況，查漏補缺，夯實基礎(chǔ)，穩(wěn)扎穩(wěn)打，確保攻克基礎(chǔ)部分。對軟考的統(tǒng)計分析表明，每年軟考考點重復考查率達到12%～16%。因此，對歷年軟考真題的研讀有助于考生縮短對考試考點與內(nèi)容的熟悉過程，有助于考生順利通過多媒體應用設(shè)計師考試。圖1.1計算機軟硬件基礎(chǔ)考點分值情況1.2歷年真題解析試題1（2005年5月試題1、2）在計算機中，最適合進行數(shù)字加減運算的數(shù)字編碼是（1），最適合表示浮點數(shù)階碼的數(shù)字編碼是（2）。（1）A.原碼B.反碼C.補碼D.移碼（2）A.原碼B.反碼C.補碼D.移碼試題1分析本題考查計算機基礎(chǔ)中的原碼、補碼、移碼等數(shù)值編碼基礎(chǔ)知識。計算機中參加運算的數(shù)有正負之分，計算機中的數(shù)的正負號用二進制數(shù)表示。用二進制數(shù)表示符號的數(shù)稱為機器碼。常用的機器碼有原碼、補碼、反碼和移碼等。（1）原碼表示法用“0”表示正號，用“1”表示負號，有效值部分用二進制的絕對值表示。真值零的原碼有正零和負零兩種形式。其中最高位是符號位。采用原碼表示法直觀易懂，但它的缺點是加、減法運算復雜。為了解決矛盾，人們找到了補碼表示法，使得機器總是做加法，減法運算可以變成加法運算。（2）補碼表示法對于n位數(shù)來說，模數(shù)M的大小是：n位數(shù)全為1后并在最末位加1。如果某數(shù)有n位整數(shù)（包括1位符號位），則它的模數(shù)為2n；如果是n位小數(shù)（包括1位符號位），則它的模數(shù)總是為2。正數(shù)的補碼與原碼相同，負數(shù)的補碼符號為“1”，數(shù)值部分求反加1。零的補碼是唯一的。（3）反碼表示法正數(shù)的反碼與原碼相同，負數(shù)的反碼符號為“1”，數(shù)值部分求反。在反碼表示中，正零和負零的反碼不是唯一的。（4）移碼表示法正數(shù)的移碼：符號位為1，后面補足7位，數(shù)值不變。負數(shù)的移碼：符號位為0，后面是該數(shù)的補碼。移碼常以整數(shù)形式用在計算機浮點數(shù)的階碼中。試題1答案（1）C（2）D試題2（2005年5月試題3）如果主存容量為16M字節(jié)，且按字節(jié)編址，表示該主存地址至少應需要（3）位。（3）A.16 B.20 C.24 D.32試題2分析本題考查存儲系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識?！链鎯ψ珠L。主存容量是指主存中存放二進制代碼的總數(shù)。存儲容量常用字節(jié)數(shù)（B）來bit8:1Byte1024:1KB1024:1MB1024:1GB1024:1TB位字節(jié)按字節(jié)編址（即尋找空間為16MB），16MB=220×24=221×8=224，故地址寄存器需要24位，數(shù)據(jù)寄存器需要8位。試題2答案（3）C試題3（2005年5月試題4～6）操作數(shù)所處的位置，可以決定指令的尋址方式。操作數(shù)包含在指令中，尋址方式為（4）；操作數(shù)在寄存器中，尋址方式為（5）；操作數(shù)的地址在寄存器中，尋址方式為（6）。（4）A.立即尋址 B.直接尋址 C.寄存器尋址 D.寄存器間接尋址（5）A.立即尋址 B.相對尋址 C.寄存器尋址 D.寄存器間接尋址（6）A.相對尋址 B.直接尋址 C.寄存器尋址 D.寄存器間接尋址試題3分析本題考查指令系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識。尋址方式是尋找指令地址和操作數(shù)有效地址的方式。操作數(shù)尋址有多種方式，常用的尋址方式有以下幾種：立即尋址：操作數(shù)在指令中。直接尋址：操作數(shù)地址在指令中。存儲器間接尋址：操作數(shù)地址在內(nèi)存中。寄存器尋址：操作數(shù)在寄存器中。寄存器間接尋址：操作數(shù)地址在寄存器中。隱含尋址：操作數(shù)的地址隱含在指令的操作碼中。變址尋址：操作數(shù)地址為變址寄存器中的內(nèi)容與位移量之和?；穼ぶ罚翰僮鲾?shù)地址為基址寄存器中的內(nèi)容與位移量之和。相對尋址：操作數(shù)地址為程序計數(shù)器中的內(nèi)容與位移量之和。復合型尋址方式：相對間接尋址、間接相對尋址、變址間接尋址、間接變址尋址、基址+變址尋址。試題3答案（4）A（5）C（6）D試題4（2005年5月試題7）三個可靠度R均為0.8的部件串聯(lián)構(gòu)成一個系統(tǒng)，如下圖所示：則該系統(tǒng)的可靠度為（7）。（7）A.0.240 B.0.512 C.0.800 D.0.992試題4分析本題考查計算機系統(tǒng)的可靠性模型的基礎(chǔ)知識。計算機系統(tǒng)是一個復雜的系統(tǒng)，常見的系統(tǒng)可靠性數(shù)學模型有以下三種（Rn表示系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的可靠性；λn表示系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的失效率）。（1）串聯(lián)系統(tǒng)（如圖1.2）系統(tǒng)的可靠性：R=R1×R2×…×Rn圖1.2串聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型系統(tǒng)的失效率：λ=λ1+λ2+…+λn（2）并聯(lián)系統(tǒng)（如圖1.3）圖1.3并聯(lián)系統(tǒng)可靠性模型系統(tǒng)的可靠性：R=1–（1–R1）×（1–R2）×…×（1–Rn）系統(tǒng)的失效率：（3）模冗余系統(tǒng)（如圖1.4）圖1.4模冗余系統(tǒng)可靠性模型系統(tǒng)的可靠性：×試題4答案（7）B試題5（2005年5月試題8）在計算機系統(tǒng)中，構(gòu)成虛擬存儲器（8）。（8）A.只需要一定的硬件資源便可實現(xiàn) B.只需要一定的軟件即可實現(xiàn) C.既需要軟件也需要硬件方可實現(xiàn) D.既不需要軟件也不需要硬件試題5分析本題考查存儲系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識。虛擬存儲器由主存儲器和聯(lián)機工作的輔助存儲器共同組成，這兩個存儲器在硬件和系統(tǒng)軟件的共同管理下工作，對于應用程序員，可以把它們看做是一個單一的存儲器。試題5答案（8）C試題6（2005年5月試題15、16）數(shù)據(jù)存儲在磁盤上的排列方式會影響I/O服務的總時間。假設(shè)每磁道劃分成10個物理塊，每塊存放1個邏輯記錄。邏輯記錄R1，R2，…，R10存放在同一個磁道上，記錄的安排順序如下表所示：物理塊12345678910邏輯記錄R1R2R3R4R5R6R7R8R9R10假定磁盤的旋轉(zhuǎn)速度為20ms/周，磁頭當前處在R1的開始處。若系統(tǒng)順序處理這些記錄，使用單緩沖區(qū)，每個記錄處理時間為4ms，則處理這10個記錄的最長時間為（15）；若對信息存儲進行優(yōu)化分布后，處理10個記錄的最少時間為（16）。（15）A.180ms B.200ms C.204ms D.220ms（16）A.40ms B.60ms C.100ms D.160ms試題6分析本題考查存儲系統(tǒng)的基本應用。根據(jù)題意，該磁道上記錄的處理時間是10個記錄處理時間的總和。處理邏輯記錄使用的時間可以表示為：每個處理邏輯記錄使用的時間=磁盤旋轉(zhuǎn)的使用時間+邏輯記錄的處理時間。處理R1記錄的時間是6ms，在等待R1處理的4ms時間內(nèi)，磁頭已經(jīng)處在R4的開始處；要處理R2，磁頭要先旋轉(zhuǎn)18ms，然后處理4ms，即處理R2記錄的時間是22ms；以此類推，處理R2，R3，…，R10記錄的時間均為22ms。所以處理這10個記錄的最長時間是204ms。對信息存儲進行優(yōu)化分布后，磁道上的分布安排順序可以是表1.1所示的情況。這樣就保證了系統(tǒng)順序處理這些記錄。處理10個記錄的最少時間是60ms。表1.1優(yōu)化后記錄的安排順序物理輯記錄R1R8R5R2R9R6R3R10R7R4試題6答案（15）C（16）B試題7（2005年5月試題17）頁式存儲系統(tǒng)的邏輯地址是由頁號和頁內(nèi)地址兩部分組成。假定頁面的大小為4K，地址變換過程如下圖所示，圖中邏輯地址用十進制表示。圖中有效地址經(jīng)過變換后，十進制物理地址a應為（17）。（17）A.33220 B.8644 C.4548 D.2500試題7分析本題考查頁式存儲管理中的地址變換知識。在頁式存儲管理中，把虛擬空間分成頁，稱為邏輯頁；主存空間也分成同樣大小的頁，稱為物理頁。邏輯地址分為兩個字段：高位字段為邏輯頁號，低位字段為頁內(nèi)行字段；物理地址也分為兩個字段：高位字段為物理頁號，低位字段為頁內(nèi)行地址。根據(jù)頁表得物理塊號8，有效地址除以頁的大小，取整為頁號，取余為452。因此物理地址a為4096×8+452=33220。試題7答案（17）A試題8（2005年5月試題57、58）在系統(tǒng)驗收測試中，（57）是在一個模擬的環(huán)境下使用模擬數(shù)據(jù)運行系統(tǒng)；（58）是在一個實際環(huán)境中使用真實數(shù)據(jù)運行系統(tǒng)。（57）A.確認測試 B.審計測試 C.驗證測試 D.模塊測試（58）A.確認測試 B.審計測試 C.驗證測試 D.模塊測試試題8分析本題考查軟件工程的基礎(chǔ)知識。軟件測試分為單元測試、集成測試（組裝測試）、系統(tǒng)測試和確認測試（驗收測試）四個部分。按國家標準GB8566—88《計算機軟件開發(fā)規(guī)范》的規(guī)定，單元測試在實現(xiàn)階段完成，它是根據(jù)詳細設(shè)計階段所給出的規(guī)格說明進行的。集成測試計劃是在概要設(shè)計階段制定的。確認測試計劃是在需求分析階段制定的。軟件測試的各個階段與軟件開發(fā)階段的對應關(guān)系呈“V”字形，如圖1.5所示。圖1.5軟件測試各階段與軟件開發(fā)階段的對應關(guān)系驗證測試和確認測試是容易混淆的兩個概念。驗證是試圖證明在軟件生命周期的各個階段，以及階段間的邏輯協(xié)調(diào)性、完備性和正確性。驗證測試是在系統(tǒng)驗收測試中的一個模擬環(huán)境下使用模擬數(shù)據(jù)運行系統(tǒng)進行測試。確認是通過一系列的活動和過程來證實在一個給定的外部環(huán)境中軟件的邏輯正確性。它包括需求規(guī)格說明的確認和程序的確認。確認測試是在系統(tǒng)驗收測試中的實際環(huán)境中使用真實數(shù)據(jù)運行系統(tǒng)。試題8答案（57）C（58）A試題9（2005年5月試題59）下列敘述中，與提高軟件可移植性相關(guān)的是（59）。（59）A.選擇時間效率高的算法（59）B.盡量用高級語言編寫系統(tǒng)中對效率要求不高的部分（59）C.選擇空間效率高的算法（59）D.盡可能減少注釋試題9分析本題考查軟件質(zhì)量屬性的基本知識。根據(jù)McCall軟件質(zhì)量模型（見圖1.6）可知：選項A、C是與提高軟件運行的效率有關(guān)的內(nèi)容，選項D與題意不符。選項B是答案。從另一角度看，軟件可移植性是指與軟件可從某一環(huán)境移植到另一環(huán)境的能力有關(guān)的一組屬性。高級語言具有良好的可移植性，因此應盡量使用高級語言編寫系統(tǒng)中對效率要求不高的部分。圖1.6McCall軟件質(zhì)量模型試題9答案（59）B試題10（2005年5月試題60）采用瀑布模型進行系統(tǒng)開發(fā)的過程中，每個階段都會產(chǎn)生不同的文檔。以下關(guān)于產(chǎn)生這些文檔的描述中，正確的是（60）。（60）A.外部設(shè)計評審報告在概要設(shè)計階段產(chǎn)生（60）B.集成測試計劃在程序設(shè)計階段產(chǎn)生（60）C.系統(tǒng)計劃和需求說明在詳細設(shè)計階段產(chǎn)生（60）D.在進行編碼的同時，獨立地設(shè)計單元測試計劃試題10分析本題考查軟件工程瀑布模型的基礎(chǔ)知識。瀑布模型是生命周期法中最常用的開發(fā)模型，它把軟件開發(fā)流程分為可行性分析、需求分析、軟件設(shè)計、編碼實現(xiàn)、測試和維護6個階段。外部設(shè)計評審報告在軟件測試階段產(chǎn)生；集成測試計劃、系統(tǒng)計劃和需求分析說明在需求分析階段產(chǎn)生；在進行編碼的同時，可以獨立地設(shè)計單元測試計劃。試題10答案（60）D試題11（2006年5月試題1）兩個同符號的數(shù)相加或異符號的數(shù)相減，所得結(jié)果的符號位SF和進位標志CF進行（1）運算為1時，表示運算的結(jié)果產(chǎn)生溢出。（1）A.與B.或C.與非D.異或試題11分析本題考查符號數(shù)算術(shù)運算的溢出的基礎(chǔ)知識。兩個正數(shù)相加，結(jié)果大于機器所能表示的最大正數(shù)，稱為上溢；兩個負數(shù)相加，結(jié)果小于機器所能表示的最小負數(shù)，稱為下溢?？筛鶕?jù)運算結(jié)果的符號位和進位標志判別兩同號數(shù)求和或異號數(shù)求差時的溢出。溢出的邏輯表達式為：即利用符號位和進位標志相異或，當異或結(jié)果為1時，表示發(fā)生溢出；當異或結(jié)果為0時，則表示沒有溢出。試題11答案（1）D試題12（2006年5月試題2）若浮點數(shù)的階碼用移碼表示，尾數(shù)用補碼表示。兩規(guī)格化浮點數(shù)相乘，最后對結(jié)果規(guī)格化時，右規(guī)時的右移位數(shù)最多為（2）位。（2）A.1B.2C.尾數(shù)位數(shù)D.尾數(shù)位數(shù)–1試題12分析本題考查浮點數(shù)的規(guī)格化知識。一個數(shù)的浮點形式（設(shè)基數(shù)為2）可以表示為：N=M×2E，其中：M代表尾數(shù)，E代表階碼。浮點數(shù)的精度由尾數(shù)的尾數(shù)決定，數(shù)的表示范圍由階碼的位數(shù)決定。為了最大限度地使用計算機的精度，充分利用尾數(shù)的位數(shù)表示有效數(shù)據(jù)，浮點數(shù)采用規(guī)格化形式。規(guī)格化對尾數(shù)的限制是：。所以，規(guī)格化浮點數(shù)的尾數(shù)的取值范圍為：，或那么，將兩個尾數(shù)相乘，積的取值范圍為：，或浮點運算后，若結(jié)果的尾數(shù)的絕對值大于等于1時要右規(guī)，右規(guī)時尾數(shù)右移一位，階碼加1；若結(jié)果的尾數(shù)的絕對值小于1/2時要左規(guī)，左規(guī)時尾數(shù)左移一位，階碼減1。所以，本題中右規(guī)時的右移位數(shù)最多是1位。試題12答案（2）A試題13（2006年5月試題3、4）高速緩存Cache與主存間采用全相聯(lián)地址映像方式，高速緩存的容量為4MB，分為4塊，每塊1MB，主存容量為256MB。若主存讀寫時間為30ns，高速緩存的讀寫時間為3ns，平均讀寫時間為3.27ns，則該高速緩存的命中率為（3）％。若地址變換表如下所示，則主存地址為H時，高速緩存地址為（4）H。（3）A.90B.95C.97D.99（4）A.B.C.D.試題13分析本題考查高速緩沖存儲器地址映像與變換的內(nèi)容。高速緩沖存儲器（Cache）簡稱高速緩存，它的功能是提高CPU數(shù)據(jù)輸入輸出的速率，突破所謂“馮·諾依曼瓶頸”。使用高速緩存改善系統(tǒng)性能的依據(jù)是程序的局部性原理。如果CPU需要訪問的內(nèi)容大多能在高速緩存中找到（稱為訪問命中，hit），則可以大大提高系統(tǒng)的性能。高速緩存的存儲系統(tǒng)的平均存取時間可以表示為t3=h×t1+(1–h)×t2。其中Cache的存取時間為t1、主存的存取時間為t2及平均存取時間為t3已知后，可以求出Cache的命中率h為99%。高速緩存與主存之間有多種地址映射方式。常見的有直接映射方式、全相聯(lián)映射方式和組相聯(lián)映射方式。全相聯(lián)映射方式的基本單元分為兩部分：地址部分和數(shù)據(jù)部分。數(shù)據(jù)部分用于存放數(shù)據(jù)，而地址部分則用于存放該數(shù)據(jù)的存儲器地址。當進行映射時，相聯(lián)全相聯(lián)映射方式的主存地址構(gòu)成為：塊內(nèi)地址+區(qū)號+塊號。高速緩存的地址構(gòu)成為：塊號+塊內(nèi)地址。將主存地址H從十六進制轉(zhuǎn)換為二進制為B。塊內(nèi)地址區(qū)號塊號即塊內(nèi)地址為B，相聯(lián)存儲器中區(qū)號為B，區(qū)內(nèi)塊號為00B，所以相聯(lián)存儲器中存儲的是B=88H。由相聯(lián)存儲器的地址變換表查出88HCache塊號為01B。最后根據(jù)Cache的地址構(gòu)成，把Cache塊號與塊內(nèi)地址連接起來后得到Cache的地址為B，轉(zhuǎn)換為十六進制后即H。試題13答案（3）D（4）D試題14（2006年5月試題5）若某計算機系統(tǒng)是由500個元器件構(gòu)成的串聯(lián)系統(tǒng)，且每個元器件的失效率均為10–7/h，在不考慮其他因素對可靠性的影響時，該計算機系統(tǒng)的平均故障間隔時間為（5）小時。（5）A.2×104 B.5×104 C.2×105 D.5×105試題14分析本題考查計算機系統(tǒng)的可靠性模型基礎(chǔ)知識。根據(jù)試題4的解析，該串聯(lián)系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)的總失效率為各元器件的失效率的和，即為500×10–7/h=5×10–5/h。因為平均故障間隔時間（MTBF）與失效率（λ）的呈倒數(shù)關(guān)系，即。即可得出該計算機系統(tǒng)的平均故障間隔時間為2×104h。試題14答案（5）A試題15（2006年5月試題6）某指令流水線由5段組成，各段所需要的時間如下圖所示。連續(xù)輸入10條指令時的吞吐率為（6）。（6）A.10/70t B.10/49t C.10/35t D.10/30t試題15分析本題考查的是流水線技術(shù)的內(nèi)容。解法1：公式法流水線的吞吐率（TP）是指在單位時間內(nèi)流水線完成的任務數(shù)量或輸出的結(jié)果數(shù)量。若流水線各段執(zhí)行時間相同，則吞吐率的計算公式為：，其中n是任務數(shù)，Tk是處理完成n個任務所用的時間。若流水線各段執(zhí)行的時間不相同，則吞吐率的計算公式為：其中m是流水線的段數(shù)，ti為第i段所需時間，n為任務數(shù)，tj為該段流水線中瓶頸段的時間。將題中已知條件代入上式，求出吞吐率TP為10/35t。解法2：圖示法可將流水線執(zhí)行用時空圖表示。橫軸表示各段執(zhí)行的時間，縱軸表示執(zhí)行的各段指令。如圖1.7所示，第1條指令在時空圖中用“1”表示，執(zhí)行后共使用8t；第2條指令在時空圖中用“2”表示，執(zhí)行后使用11t，由此可知，從第2條指令到第10條指令，每條指令執(zhí)行使用的時間都比前一條多3t。因此，10條指令共使用的時間為8+3×9=35t。最后將任務數(shù)與連續(xù)執(zhí)行10條指令所用的時間相除得到吞吐率。圖1.7流水線的時空圖試題15答案（6）C試題16（2006年5月試題12）耦合度描述了（12）。（12）A.模塊內(nèi)各種元素結(jié)合的程度 B.模塊內(nèi)多個功能之間的接口（12）C.模塊之間公共數(shù)據(jù)的數(shù)量 D.模塊之間相互關(guān)聯(lián)的程度試題16分析本題考查軟件模塊化的基本概念。軟件設(shè)計中劃分模塊的一個準則是“高內(nèi)聚低耦合”。軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)模塊的耦合度表現(xiàn)了模塊之間互相關(guān)聯(lián)的程度，分為6級。耦合度從低到高分別是：無直接耦合、數(shù)據(jù)耦合、標記耦合、控制耦合、公共耦合和內(nèi)容耦合。（1）非直接耦合：兩個模塊中的每一個都能獨立工作而不需要另一個模塊的存在。（2）數(shù)據(jù)耦合：兩個模塊彼此通過參數(shù)交換數(shù)據(jù)，而交換的信息僅僅是數(shù)據(jù)。（3）控制耦合：傳遞的信息中也有控制信息。（4）公共耦合：兩個或多個模塊通過公共數(shù)據(jù)環(huán)境相互作用。（5）內(nèi)容耦合：兩個模塊之間有下列情況之一。一個模塊訪問另一個模塊的內(nèi)部數(shù)據(jù)。一個模塊沒有通過正常入口而轉(zhuǎn)到另一個模塊內(nèi)部。兩個模塊有一部分程序代碼重疊。一個模塊有多個入口。試題16答案（12）D試題17（2006年5月試題13）內(nèi)聚是一種指標，表示一個模塊（13）。（13）A.代碼優(yōu)化的程度 B.代碼功能的集中程度（12）C.完成任務的及時程度 D.為了與其他模塊連接所要完成的工作量試