软考系统分析师2017年2016年试题精解

### 知识点总结 #### 1. 循环冗余校验码（CRC） - **定义**：CRC是一种广泛应用于数据通信领域的差错校验方法，主要用于检测数据传输过程中的错误。 - **原理**：CRC通过使用多项式除法（模2除法）来计算一个校验值，并将该值附加到发送的数据后面。接收端同样使用相同的多项式进行校验，如果计算结果为零，则认为数据无误；否则认为数据传输过程中发生了错误。 - **计算步骤**： - 将数据信息左移k位，形成n+k位序列。 - 使用长度为k+1位的生成多项式对该序列进行模2除法。 - 得到的k位余数即为CRC校验位。 - **例题解析**：假设数据信息为`1100`，生成多项式为`X^3 + X + 1`（即`1011`）。 - 左移后变为`1100000`。 - 模2除法后余数为`010`。 - 因此，CRC编码为`1100010`。 #### 2. 计算机组成原理 - **程序计数器（PC）**：程序计数器（PC）用于存储下一条指令的地址，是CPU的一部分。当需要执行下一条指令时，PC的内容会被送到地址总线上，从而定位到正确的指令位置。 - **流水线技术**：流水线技术可以显著提升处理器的性能，通过将指令处理的不同阶段并行化，使得处理器可以在一个时钟周期内完成多个操作。 - **吞吐率**：单位时间内流水线完成的任务数量。 - **计算公式**：假设流水线共有m个阶段，每个阶段的时间分别为t1, t2, ..., tm，处理n个任务，则总时间为(t1 + t2 + ... + tm) + (n-1)*max(t1, t2, ..., tm)。 - **例题解析**：对于一个5阶段流水线，其中一段时间为2ns，其他四段各为1ns，处理100个任务所需的总时间为(2 + 1 + 1 + 1 + 1) + (100-1)*2 = 204ns，因此吞吐率约为\(490 \times 10^6\)个/s。 #### 3. 复杂指令集计算机（CISC） - **定义**：CISC架构的特点是拥有大量的指令集，这些指令可以执行复杂的操作。 - **特点**： - 包含了许多复杂的指令。 - 不同指令执行时间差异较大。 - 指令长度不固定，格式和寻址方式多样化。 - **优势与劣势**： - 优点：单条指令可以完成较为复杂的功能，减少了编程工作量。 - 缺点：由于指令集庞大且复杂，导致处理器设计难度增加，执行效率不如精简指令集计算机（RISC）高。 #### 4. 高速缓存（Cache） - **定义**：Cache是一种高速的小容量存储器，用于提高数据访问速度。 - **Cache地址变换**：为了提高访问速度，Cache地址变换通常由硬件自动完成。 - **Cache命中率**：Cache命中率并非随着Cache容量的增大而线性提高，而是会逐渐达到一个稳定值。 - **一致性问题**：Cache和主存之间可能存在一致性问题，即两者内容并不总是完全一致的。 #### 5. 浮点数表示 - **格式**：浮点数一般由阶码和尾数组成。 - **例题解析**：对于一个具有7位阶码（包含1位符号位）和9位尾数（包含1位符号位）的浮点数，其能表示的最大正数为\((1-2^{-8}) \times 2^{63}\)，最小负数为\(-2^{63}\)。 #### 6. Cache替换算法 - **随机算法（RAND）**：完全随机选择替换的块，简单但可能效率不高。 - **先进先出算法（FIFO）**：替换最早进入Cache的块，实现简单但可能不高效。 - **近期最少使用算法（LRU）**：替换最近最少使用的块，较为合理但实现复杂。 - **最不经常使用算法（LFU）**：替换使用频率最低的块，实现复杂度较高，需要维护每个块的使用计数器。 以上内容涵盖了系统分析师软考2017年及2016年的部分重要知识点，包括CRC校验码、计算机组成原理、CISC架构、Cache原理及其替换策略等。这些知识点不仅有助于备考软考，也是理解现代计算机系统设计和运作的基础。