2015年上半年软件设计师试题解析.pdf
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1、2015 年上半年软件设计师上午试题解析 QQ:957052659 20152015 年软件设计师上半年试题解析年软件设计师上半年试题解析 网址:网址: 联系联系 QQQQ:957052659957052659 QQQQ 群:群:385124987385124987 2015 年上半年软件设计师上午试题解析 QQ:957052659 第第1章章 2015 年年上上半年试题解析半年试题解析 1.1 2015 年年上上半年上午试题解析半年上午试题解析 机器字长为 n 位的二进制数可以用补码来表示(1)个不同的有符号定点小数。(1)A.2n B.2n-1 C.2n-1 D.2n-1+1 试题答案:试
2、题答案:(1 1)A A 【解析】【解析】本题考查计算机体系结构中计算机科学基础内数据的表示知识点。本题中涉及到的数据描述如下:机器字长:机器字长也就是运算器进行定点数运算的字长,通常也是 CPU 内部数据通路的宽度。原码:是计算机内一种编码形式,若真实值为正数,该真实值的原码表达形式为左侧第一个 bit 为符号位,用 0 表示正号,1 表示负号,右侧其余位为数据位,和真实值的数据位一致,保持不变。例如,字长为 8bit 的数据,其中左侧第一位为符号位,右侧 7bit 为数据位,十进制的真实值为+1 时,其原码编码为+1原=0 0000001,十进制的真实值为-1 时,其原码编码为1原1 00
3、00001。反码:正数的反码与原码一样,负数的反码是对它的原码(除符号位外)各位取反。如上字长,+1反=0 0000001 1反1 1111110。机器中数据的表示有定点数和浮点数的表示方法,其中定点数的表示方法:约定机器中所有数据的小数点位置是固定不变的。实际存储又分为定点整数和定点小数,实际存储如下图所示:当存储模式为定点整数时:表示该数据为一个纯整数,小数点位于最低位 Xn的右边,在计算机中被隐含,而不占用实际的存储位置。X0为符号位,X1 到 Xn数据部分。当存储模式为定点小数时:即表示为一个纯小数,小数点约定位于 X0和 X1之间,同样在计算机中“0.”被隐含而不占用实际的存储位置。
4、X0为符号位,X1 到 Xn数据部分。下例中,假设机器字长为 3bit,按照补码计算方法,定点整数的补码存储格式为:+1补=0 01,-1补1 11。本例中字长为 3bit 时,补码能表示的最大正数为+3 补=0 11,能表示的最小负数为-4 补=1 00(该编码不是正常计算所得,为约定形成),负数的表示范围比正数的范围大 1 个单位。定点小数的补码存储格式为:+0.5补=0 10,-0.5补=1 10。本例中字长为 3bit 时,补码能表示的最大小数为+0.11 补=1-2-2=1-2-(3-1)=0 11,能表示的最小负数为-1 补=1 00(该编码不是正常计算所得,为约定形成),所以从最
5、小的-1 到最大+0.11 的编码分别为:二进制真实值-1-0.11-0.10-0.01-0.00+0.00+0.01+0.10+0.11 不同数据个数总计 对应十进制真实值-1-(1-2-2)-1*2-1-1*2-2 0 0+1*2-2+1*2-1 1*2-1+1*2-2=1-2-2 8 个 相应补码形式 100 101 110 111 000 000 001 010 011 2n=23=8 个 各种码制下带符号数的表示范围如下表所示:题目中机器字长为 n 位的二进制数的有符号定点小数,用补码来表示范围为-1、-0.11111,-0.11110,-0.00001 到0.00000,正数从 0
6、.00001,0.00010 到 0.11111(即+1-2-(n-1),个数共计为 2n个数。本题选择 A 选项。计算机中 CPU 对其访问速度最快的是(2)。(2)A.内存 B.Cache C.通用寄存器 D.硬盘 试题答案:试题答案:(2 2)C C 【解析】【解析】本题考查存储器的分层结构知识点。一个存储器的性能通常用速度、容量、价格三个主要指标来衡量。计算机对存储器的要求是容量大、速度快、成本低,需要尽可能地同时兼顾这三方面的要求。但是一般来讲,存储器速度越快,价格也越高,因而也越难满足大容量的要求。目前通常采用多级存储器体系结构,使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器,如下图所示:
7、图中最顶层为 CPU,在 CPU 内部的存储器为寄存器,在计算机领域,寄存器是 CPU 内部的元件,包括通用寄存器、专用寄存器和控制寄存器。寄存器拥有非常高的读写速度,所以在寄存器之间的数据传送非常快。寄存器是最顶端,也是系2015 年上半年软件设计师上午试题解析 QQ:957052659 统获得操作资料的最快速途径。一个机器内部通常有多个寄存器,例如,x86 内部定义八个 32 位元寄存器。本题中答案选择 C。CPU 能直接访问的存储器称为内存储器(简称内存),包括高速缓冲存储器和主存储器。CPU 不能直接访问的存储器称为外存储器(简称外存,也叫辅助存储器),外存的信息必须调入内存才能被 C
8、PU 使用。高速缓冲存储器(Cache)是计算机系统中的一个高速、小容量的半导体存储器,它位于高速的 CPU 和低速的主存之间,用于匹配两者的速度,达到高速存取指令和数据的目的。和主存相比,Cache 的存取速度快,但存储容量小。主存储器,简称主存,是计算机系统的主要存储器,用来存放计算机正在执行的大量程序和数据,主要由 MOS 半导体存储器组成。外存储器,简称外存,是计算机系统的大容量辅助存储器,用于存放系统中的程序、数据文件及数据库。与主存相比,外存的特点是存储容量大,位成本低,但访问速度慢。目前,外存储器主要有磁盘存储器、磁带存储器和光盘存储器。Cache 的地址映像方式中,发生块冲突次
9、数最小的是 (3)。(3)A.全相联映像 B.组相联映像 C.直接映像 D.无法确定的 试题答案:试题答案:(3 3)A A 【解析】【解析】本题考查 Cache 的地址映像方式知识点。在 CPU 需要读写指令和数据时,送出的是指令和数据的主存地址,为了从 Cache 存储器中读写信息,必须采用某种方法把主存地址转换为 Cache 存储器的地址,称为地址映象。地址映射方式有全相联映象方式、直接映象方式和组相联映象方式三种。全相联映象方式:全相联映象方式:将主存中的一个块直接拷贝到 Cache 中任意一块上,Cache 的数据块大小与主存的数据块存储的数据量大小相等。优点:主存的块调入 Cach
10、e 中的位置不受限制,所以冲突率最低。依据题意,本题答案选择 A。缺点:无法从主存地址中直接获得 Cache 的块号,变换复杂,速度较慢。直接映象方式:直接映象方式:是一个主存块只能直接拷贝到 Cache 的一个固定的位置上去,优点:地址变换很简单,访问速度快。缺点:不同区的相同块号不能同时放进 Cache,即便 Cache 内有空闲块,所以冲突率最大。组相联方式组相联方式:是前两种方式的折衷,是将主存中的区和 Cache 中的块再分成组。主存的每个区和 Cache 的大小一样,将主存中每个区和 Cache 中再分为同样组数。这里规定主存中的组和缓存中的组采取直接映像方式,即主存中任何区的 0
11、 组只能放存放到 Cache 中的 0 组,1 组只能存放到 Cache 中 1 组,而每个组内的块采取全相连映像方式。即主存一组内的块可任意存到 Cache 相应组号内的任意块中。既具备了直接映像方式的简单和速度快的优点,同时也很好的降低了冲突率。即冲突率比直接映像方式低,但比全相联映象方式高。本题选择 A 选项。计算机中 CPU 的中断响应时间指的是(4)的时间。(4)A.从发出中断请求到中断处理结束 B.从中断处理开始到中断处理结束 C.CPU 分析判断中断请求 D.从发出中断请求到开始进入中断处理程序 试题答案:试题答案:(4 4)D D 【解析】【解析】本题考查计算机体系结构中中断部
12、分知识点。计算机工作的过程是执行指令的过程,当出现某种不可预知的事件时,需要打断 CPU 正在执行的工作,让 CPU 去完成更加重要的任务,待事件处理完成后,又回到原来程序的断点继续执行。当事件发生时向 CPU 发出的请求,称为中断请求,对中断请求进行响应并处理的部件,称为中断系统。中断处理过程:CPU 在执行完一条指令时,如果外设向 CPU 发出中断请求,那么 CPU 在满足响应条件的情况下,将发出中断响应信号,同时关闭中断,表示不再受理另外一个设备的中断,并保存被中断程序的断点(即程序计数器 PC 的内容,寄存器的内容以及状态等信息)到堆栈中。CPU 将在中断向量表中寻找中断请求源,找出该
13、中断服务程序的入口地址(中断向量值),并装入 PC 中,准备执行相应的中断服务程序。以上过程由硬件完成,这个过程消耗的时间为中断响应时间,即从发出中断请求到开始进入中断处理程序这段时间为中断响应时间。待中断处理程序完成后,将刚才保存的现场恢复,继续执行被中断的程序,整个过程消耗的时间为中断处理时间。本题选择 D 选项。总线宽度为 32bit,时钟频率为 200MHz,若总线上每 5 个时钟周期传送一个 32bit 的字,则该总线的带宽为(5)MB/S。(5)A.40 B.80 C.160 D.200 试题答案:试题答案:(5 5)C C 【解析】【解析】本题考查计算机体系结构中总线部分知识点。
14、时钟周期:为了使计算机各部件同步工作,计算机中有一个脉冲源,通常是晶振,这个脉冲源产生主振脉冲,一个主振完整的脉冲持续时间,或时间间隔称为时钟周期。时钟频率:指 CPU 内部晶振所产生脉冲的频率,一秒钟产生的主振次数。本题中时钟频率为 200MHz,即每秒产生200M 次脉冲。总线宽度:总线能同时传送的数据的二进制位(bit)数,如 16 位总线、32 位总线指的就是总线具有 16 位或 32 位的数据传输能力。总线频率:总线的实际工作频率,也就是一秒钟传输数据的次数,是总线工作速度的一个重要参数,工作频率越高,速度越快,总线频率通常用 MHz 表示:如 33MHz、100 MHz、400 M
15、Hz、800 MHz 等,1Hz=1 次/s,本题中总线上每 5 个时钟周期传送一个 32bit 的字,即总线频率为时钟频率的 1/5,总线频率=200MHz/5=40MHz 总线带宽:总线本身所能达到的最高数据传输速率,单位是兆字节每秒(MB/s),总线带宽与总线宽度和总线频率 2015 年上半年软件设计师上午试题解析 QQ:957052659 的关系:(MHz)总线频率(bit/B)8(bit)总线宽度(MB/s)总线带宽 本题中:总线的带宽=40MHz32bit/8bit=160MB,此处 1M=106,选择 C 选项。以下关于指令流水线性能度量的叙述中,错误的是 (6)。(6)A.最大
16、吞吐率取决于流水线中最慢一段所需的时间 B.如果流水线出现断流,加速比会明显下降 C.要使加速比和效率最大化应该对流水线各级采用相同的运行时间 D.流水线采用异步控制会明显提高其性能 试题答案:试题答案:(6 6)D D 【解析】【解析】本题考查计算机体系结构中指令流水线部分知识点。指令流水线的概念就是将一条指令分解成一连串执行的子过程,在 CPU 中变一条指令的串行执行子过程为若干条指令的子过程在 CPU 中重叠(并行)执行。最大吞吐率:指流水线在连续流动达到稳定状态后所得到的吞吐率。实际吞吐率:指实际工作中流水线的吞吐率,因流水线开始时总需要一段建立时间,另有一些原因导致流水线会断流,流一
17、段时间,停一段时间,因此流水线的实际吞吐率 TP 总比 TPmax 小的多。加速比(SP,Speedup Ratio):表示流水线方式相对非流水线顺序串行方式速度提高的比值。对于流水线的子过程所用时间不一样长,如错误错误!未找到引用源。未找到引用源。所示。流水线中t23t13t33t43t,则完成 n 个任务所需时间为:,其中为运行完单条指令的所有子过程需要的时间,tj 表示最长的子任务执行时间。最大吞吐率为:TPmax1/maxti=1/t2,故本题中 A.最大吞吐率取决于流水线中最慢一段所需的时间说法正确。实际的吞吐率为:,加速比为:Sp=n*/流水线瓶颈子过程:当子过程所用时间不一样时,
18、需要在子过程之间设置接口锁存器,暂时存储上一子过程的数据,并且需要让各锁存器再接受同一时钟脉冲同步,时钟脉冲的周期应该定义为 maxtj,则流水线中经过时间最长的子过程称为瓶颈子过程,为避免设计和管理过于复杂,应该对流水线各级采用相同的运行时间,即 maxtj,或者再将时间最长的子过程继续分解,降低时间,故答案 C.要使加速比和效率最大化应该对流水线各级采用相同的运行时间说法正确。流水线只有连续不断地流动,不出现断流,才能获得高效率,故答案 B.如果流水线出现断流,加速比会明显下降说法正确。流水线的控制方式分为同步流动方式和异步流动方式:同步流动方式也称为顺序流动方式,指让指令流出流水线的顺序
19、保持与流入流水线的顺序一致。采用该方式,控制结构比较简单,但是如果前面指令和后面指令出现相关,比如后面指令需要前面指令计算的结果才能执行时,那么后面的指令就不能顺利执行,必须等待前面指令将结果计算完成后,后面的指令才能继续执行,整个流水线的吞吐率和效率都要下降。异步流动方式:指让指令流出流水线的顺序保持与流入流水线的顺序不一致。例如上述前后指令相关的情况下,可使调整指令执行顺序,将前后两条相关指令中间的那些不相关的指令提前执行,而将这两条指令挨在一起执行,但可能会调整顺序后出现其他不可预知的相关,这种情况在同步流动方式中是不会出现的,所以控制机构将会更加复杂,且新出现的相关性不可预知,故说法
20、D.流水线采用异步控制会明显提高其性能不正确。(7)协议在终端设备与远程站点之间建立安全连接。(7)A.ARP B.Telnet C.SSH D.WEP 试题答案:试题答案:(7 7)C C 【解析】【解析】本题考查网络安全协议知识点。本题中涉及到的协议分别描述如下:ARP(Address Resolution Protocol,地址转换协议):用于实现逻辑地址(IP 地址)向物理地址(MAC)转换,只能解析其2015 年上半年软件设计师上午试题解析 QQ:957052659 他主机的物理地址。网络层使用 IP 地址,但在底层通信仍需要使用硬件地址,故需要调用 ARP 来寻找某个路由器或主机的
21、硬件地址。每一个主机都设有一个 ARP 高速缓存(ARP cache),里面有所在的局域网上的各主机和路由器的 IP 地址到硬件地址的映射表。Telne(TCP/IP Terminal Emulation Protocol,TCP/IP 终端仿真协议):标准的提供远程登陆功能的应用,能够运行于不同操作系统的主机之间。用户通过 Telnet 就可在其所在地通过 TCP 连接注册(即登录)到远地的另一个主机上(使用主机名或 IP 地址)。TELNET 能将用户的击键传到远地主机,同时也能将远地主机的输出通过 TCP 连接返回到用户屏幕。这种服务是透明的,因为用户感觉到好像键盘和显示器是直接连在远地
22、主机上,默认使用 TCP23 号端口。SSH(Secure Shell,安全外壳协议):常用的应用层网络通信协议(如 FTP、POP3 和 Telnet)大多数是不安全的,因为它们在网络上用明文传送用户名、口令和数据,很容易被窃听、假冒、篡改和欺骗。SSH 是一种在不安全网络中用于安全远程登录和其他安全网络服务的协议。它提供了对安全远程登录、安全文件传输和安全 TCP/IP 及 X-Windows 系统通信量进行转发的支持。它可以加密、认证并压缩传输的数据。WEP(Wired Equivalent Privacy,有线等效保密):采用对称密钥方式来处理无线局域网中数据报的加密和解密,其核心 R
23、C4 算法是一种流式加密算法,它将短的密钥值展开成为无限长的伪随机比特流,发送者使用这个伪随机比特流与明文数据做异或操作来产生密文。WEP 加密密钥为 40 位。通过以上分析,本题选择 C 选项。安全需求可划分为物理线路安全、网络安全、系统安全和应用安全。下面的安全需求中属于系统安全的是(8),属于应用安全的是 (9)。(8)A.机房安全 B.入侵检测 C.漏洞补丁管理 D.数据库安全(9)A.机房安全 B.入侵检测 C.漏洞补丁管理 D.数据库安全 试题答案:试题答案:(8 8)C C (9 9)D D 【解析】【解析】本题考查网络安全协议知识点。安全需求可分为物理安全、网络安全、系统安全和
24、应用安全。物理安全中“物理”即身体的、物质的、自然的意思,物理安全是整个网络信息安全的前提,包括物理安全基础、物理安全技术控制错误、物理设置要求、环境和人身安全等方面。A 选项属于物理线路安全。网络安全包含网络体系结构安全、通信和网络技术安全、互联网技术和服务安全。网络安全中常用的安全设备有:防火墙、入侵检测、入侵防御设备等。本题 B 选项属于网络安全范畴。系统安全指的是从整体电子商务系统或网络支付系统的角度进行安全防护,它与网络系统硬件平台、操作系统、各种应用软件等互相关联。系统安全主要面临的威胁有:系统实现存在漏洞、系统安全体系缺陷、使用人员的安全意识薄弱、管理制度的薄弱等。本题 C 选项
25、属于系统安全的范畴。应用安全指的是针对特定应用所建立的安全防护措施。如 Web 应用安全、电子邮件安全、电子商务安全、数据库应用安全等。本题 D 选项属于应用安全范畴。通过以上分析,本题依次选择 C、D 选项。王某是某公司的软件设计师,每当软件开发完成后均按公司规定编写软件文档,并提交公司存档。那么该软件文档的著作权(10)享有。(10)A.应由公司 B.应由公司和王某共同 C.应由王某 D.除署名以外,著作权的其他权利由王某 试题答案:试题答案:(1010)A A 【解析】【解析】本题考查知识产权知识,即软件知识产权归属。公民为完成法人或者其他组织工作任务所创作的作品是职务作品。职务作品可以
- 配套讲稿:
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