2014年上半年软件设计师考试上午试卷与解析

"6-软件设计师—2014年上半年.pdf" 本文主要涵盖了2014年上半年软件设计师资格考试的部分试题及解析，涉及计算机硬件、计算机体系结构、编码理论以及计算机执行指令的流程等方面的知识。 首先，CPU中的寄存器各有其特定功能。在给出的试题中，提到累加寄存器（Accumulator Register）是用于存储ALU执行算术逻辑运算的数据和暂存运算结果的寄存器，它可以执行加法、减法、读取、移位、循环移位和求补等操作。累加寄存器是运算器的重要组成部分，常用来进行计算。 其次，定点整数的表示和计算。在计算机中，定点整数的最高位通常作为符号位，0表示正数，1表示负数。试题中提到，如果机器字长为n，并且最高位为符号位，那么最大的定点整数是所有低位均为1的情况，即正数的最大值为\(2^0 + 2^1 + \ldots + 2^{n-2} = 2^{n-1} - 1\)。 接着，海明码是一种利用奇偶性检测和纠正错误的编码方法。它通过在n个数据位之间插入k个校验位来扩大码距，以提高检错和纠错能力。海明码的基本条件是\(2^k \geq n + k\)，根据题目中的n=48，可以得出k至少为6，以满足该条件。 此外，计算机指令执行的流程被分为取指令、分析指令和执行指令三个阶段。在顺序执行模式下，每条指令的执行时间是各个阶段时间之和。例如，取指令4Δt，分析2Δt，执行3Δt，那么执行600条指令需要\(600 \times (4\Delta t + 2\Delta t + 3\Delta t) = 5400\Delta t\)。而在流水线执行模式中，这三步可以重叠进行，从而提高效率。对于600条指令，流水线执行的时间计算需要考虑各阶段的延迟，最终得出时间为2405Δt。 最后，内存组织和地址映射。题目中提到了内存区域从40000000H到400FFFFFH，按字节编址，使用256K×8bit的存储器芯片。要计算所需的芯片数量，我们首先需要知道这个内存区域的总大小，即\(400FFFFFH - 40000000H + 1\)，然后除以单个芯片的存储容量(256K=2^18字节)。经过计算，得知需要8片芯片来覆盖整个内存区域。 总结以上内容，本文主要讨论了CPU内部结构中的累加寄存器、定点整数的表示、海明码的原理、指令执行的顺序与流水线方式，以及内存地址映射与芯片数量的计算。这些都是软件设计师需要掌握的基础计算机系统知识。