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第1章 计算机系统概述
随堂测验1.4-1CPU的MIPS性能计算
1、单选题：
某程序P编译生成的目标代码包括A，B, C, D四类，比例分别为43%，21%，12%，24%, CPI分别为1、2、2、2。现重新优化程序，新目标代码中A类指令数量较少了50%，其他类型指令不变。假定程序P在主频为50MHz的计算机上执行，则优化前后的MIPS分别是（ ）
A: 25.4MIPS和30.5MIPS
B: 31.8MIPS和28.9MIPS
C: 33.1MIPS和29.2MIPS
D: 35.6MIPS和32.8MIPS
答案: 31.8MIPS和28.9MIPS
单元测验 – 第1章
1、单选题：
对于第一台电子数字计算机ENIAC，下列描述正确的是（ ）
A: 存储器采用的是磁芯存储器
B: 中央处理器把运算器和控制器做在同一个芯片中
C: 基本元器件为体积很大的真空电子管
D: 采用的是冯若依曼体系结构
答案: 基本元器件为体积很大的真空电子管
2、单选题：
冯诺依曼关于现代计算机体系的理论贡献中,最重要的一点是( )
A: 采用二进制代码来表示各类信息
B: 首次提出了存储程序的思想;
C: 他首次提出了把计算机划分为5个主要部件的结构方案
D: 提出了指令的并行执行思路;
答案: 首次提出了存储程序的思想;
3、单选题：
下列关于计算机的描述，错误的是( )
A: 第一台微型计算机MCS-4，由intel公司1971年研制成功
B: 天河系列超级计算机，属于松散偶合型大型多机系统;
C: 第一台严格意义上的电子计算机，是1946年在宾西法尼亚大学研制成功.
D: 现代计算机的体系架构，已经彻底不采用冯诺依曼体系
答案: 现代计算机的体系架构，已经彻底不采用冯诺依曼体系
4、单选题：
我国的计算机起步较晚，为国防科技作出了重大贡献并被誉为“功勋计算机”是( )
A: 大型晶体管计算机109乙
B: 大型晶体管计算机109丙
C: 银河系列巨型计算机
D: 天河系列的超级计算机
答案: 大型晶体管计算机109丙
5、单选题：
下列关于计算机软硬件系统描述，其中错误的是( )
A: 操作系统是计算机软硬件层次的分界面。
B: 计算机系统主要由软件和硬件构成，两者互为依托和补充。
C: 指令系统是计算机软硬件层次的分界面。
D: 计算机的软硬件功能是逻辑等价的，因此某些软硬件模块可以固化或者软化。
答案: 操作系统是计算机软硬件层次的分界面。
6、单选题：
通常，计算机的机器字长是由下列因素来确定( )
A: 指令字的长度
B: 数据字的长度
C: 内部寄存器的位宽度
D: 总线的位宽度
答案: 内部寄存器的位宽度
7、单选题：
下列关于计算机中“频率”的几个概念描述，其中正确的是( )
A: 外频也就是系统时钟的频率，也是CPU的工作频率
B: 计算机外围设备的工作频率和计算机的外频没有任何关系
C: CPU的主频越高，CPU执行指令的速度也就越快
D: CPU的工作频率就是CPU主频，它决定了CPU执行每一步操作的工作频率
答案: CPU的工作频率就是CPU主频，它决定了CPU执行每一步操作的工作频率
8、单选题：
下列对计算机中的信息进行数字化表示的各项描述中， 错误的是( )
A: 只有0、1两种表达符号，便于用户直接识读
B: 能用数字逻辑技术进行处理
C: 抗干扰能力强，可靠性高
D: 物理器件上容易实现信息的表示与存储
答案: 只有0、1两种表达符号，便于用户直接识读
9、单选题：
下列对多机系统进行描述的各项中，错误的是（ ）
A: 紧密偶合型多机系统中，处理器不仅有自己的专用主存，还可以和其它处理器一起共享系统主存；
B: 松散偶合型多机系统，各处理器之间依靠高速通信链路交互数据；
C: 松散偶合型多机系统中，任何一个处理器都可以和其它处理器一起共享全局主存;
D: 紧密偶合型多机系统中，各处理器之间也像松散耦合多机系统一样依靠高速总线相互传输数据;
答案: 松散偶合型多机系统中，任何一个处理器都可以和其它处理器一起共享全局主存;
10、单选题：
已知CPU主频是1.6GHz，某类指令T1的CPI=4，T2的CPI=8，下列关于MIPS的描述，正确的是（ ）
A: CPU执行T1时，指令的执行速度约为400MIPS
B: CPU执行T2时，指令的执行速度约为200MIPS
C: 如果一段程序中只有T1类型指令（占60%）和T2类型指令（占40%），则指令的执行速度约为286MIPS
D: 以上各项全部正确。
答案: 以上各项全部正确。
11、单选题：
某设备接口的数据位宽64，工作频率2600MHz，CPU主频3.2GHz，则设备带宽约为（ ）
A: 166400MBps
B: 20800MBps
C: 204800MBps
D: 25600MBps
答案: 20800MBps
12、单选题：
下列对各类总线的描述中，错误的是（ ）
A: FSB也称为前端总线，它通常用来在处理器和北桥芯片组之间高速传输数据，它的带宽会对处理器的指令执行速度有直接影响
B: DMI也就是直接媒体接口总线，通常用在芯片组之间高速传输数据
C: QPI也称为快速通路互连总线，一般用在多个外部设备之间传输数据
D: USB也就是通用串行总线，常用于移动设备和主机之间的数据传输
答案: QPI也称为快速通路互连总线，一般用在多个外部设备之间传输数据
13、单选题：
下列对天河二号超级计算机（超算）的各项描述，其中错误的是（ ）
A: 24个存储机柜，最大存储容量可达12.4TB
B: 每个主板上同时部署两个计算节点，整机最多可以部署16000个计算节点
C: 总体架构上可分成：管理集群、存储集群、通信集群和计算集群
D: 技术创新点主要体现在超算的体系架构设计、通信网络和资源的分配、调度、协同等方面，因此获得了优异的整体计算能力，峰值速度接近55PFLOPS
答案: 24个存储机柜，最大存储容量可达12.4TB
14、单选题：
有三款单核处理器分别执行同一个程序，各项技术指标如下。CPU1：时钟频率2.0GHz、CPI=1.5；CPU2：时钟频率1.5GHz、CPI=1.0；CPU3：时钟频率3.0GHz、CPI=2.5；问题（1）：这三款处理器,哪款的执行速度相对更快一些? （ ）
A: CPU1
B: CPU2
C: CPU3
D: 题目中的条件不足，无法判断
答案: CPU2
15、单选题：
题干同第14题。问题（2）：如果每个处理器执行其它程序，都花费了10秒,则下列描述错误的是（ ）
A: CPU1经历过的时钟周期数为20G，执行的指令数量为13.3G条；
B: CPU2经历过的时钟周期数为15G，执行的指令数量为15.0G条；
C: CPU3经历过的时钟周期数为30G，执行的指令数量为12.0G条；
D: 选项A、B、C全部都错。
答案: 选项A、B、C全部都错。
16、单选题：
下列关于FLOPS的各项描述中，肯定错误的是（ ）
A: FLOPS通常可以通过在计算机上运行基准程序测试得到，比如LINPACK程序。
B: FLOPS指的是处理器每秒可以执行完成的浮点运算指令的数量。
C: FLOPS通常用于在科学计算机中用来评价计算机的计算速度。
D: FLOPS通常指的是处理器每秒可以执行完成的浮点运算的次数。
答案: FLOPS指的是处理器每秒可以执行完成的浮点运算指令的数量。
17、单选题：
下列对计算机的未来发展趋势预测，正确的是（ ）
A: 巨型化，比如面向超大规模数据处理的超算系统。
B: 微型化，比如越来越小的一体化便携电脑。
C: 智能化，比如各种具备人类智能的计算机。
D: 以上各项都是可能的发展趋势。
答案: 以上各项都是可能的发展趋势。
18、单选题：
CPU是计算机系统的核心部件，下列部件中肯定不包含在CPU内部的部件是（ ）
A: 运算器
B: 缓存（CACHE）
C: 寄存器
D: 主存
答案: 主存
19、单选题：
下列存储部件中，不属于计算机三级存储体系范畴的是（ ）
A: 缓存（CACHE）
B: 硬盘
C: 寄存器组
D: 主存
答案: 寄存器组
20、单选题：
假设有两个处理器A和B，两者的负载电容比等于0.8、电压比等于0.9、工作频率比等于1.2，则两者的功耗比约是（ ）
A: 0.64
B: 0.78
C: 0.86
D: 0.91
答案: 0.78
21、判断题：
早期的计算机因为技术落后，普遍采用单总线结构，现代计算机几乎不再使用单总线结构了。
A: 正确
B: 错误
答案: 正确
22、判断题：
CPU的功耗包括动态功耗和静态功耗，其中动态功耗P取决于元器件的负载电容C、工作电压U和工作频率f，动态功耗的估算公式可以表示为：P=C×U×f
A: 正确
B: 错误
答案: 错误
23、判断题：
计算机的存储容量，可以用KB、MB、GB、TB、PB等单位来表示，相邻两者之间存在2^10倍的数值关系。
A: 正确
B: 错误
答案: 正确
24、判断题：
只要提高CPU的主频，就能提升计算机的整体计算能力。
A: 正确
B: 错误
答案: 错误
25、判断题：
在电子管计算机中，运算器和控制器是单独存在的，技术工艺上还不能把两者集成在一个芯片上，体积和功耗通常都很大，因此不能称之为“微处理器”。
A: 正确
B: 错误
答案: 正确
26、填空题：
题干同第14题。问题（3）：假设处理器在执行同一个程序时，执行时间减少了40%，相应会使CPI随之增加20%，那么CPU1的频率应该增加到_______GHz，才能满足执行时间减小40%的要求。
答案: 4##%_YZPRLFH_%##4.0##%_YZPRLFH_%##4.00
27、填空题：
计算机系统使用主频为3.7GHz的CPU执行一个应用程序时，这段程序中相关指令的统计情况如题后所示。假设该程序由1000个指令构成，程序执行过程中将多次占用64位并行总线向外围设备累计共输出3.2KB数据，系统总线的工作频率为800MHz。传送指令： 占比30%，CPI=6加法指令： 占比45%，CPI=10转移指令： 占比10%，CPI=5其它指令： 占比15%，CPI=4 问题（1）：CPU执行这个程序时，获得的平均CPI = ______
答案: 7.4##%_YZPRLFH_%##7.40
28、填空题：
题干同第17题。问题（2）：CPU执行这个程序时，其获得的IPS指标= _______ MIPS
答案: 500##%_YZPRLFH_%##500.0##%_YZPRLFH_%##500.00
29、填空题：
题干同第17题。问题（3）：CPU执行这个程序时，消耗的总时间为_______微秒us
答案: 2##%_YZPRLFH_%##2.0##%_YZPRLFH_%##2.00
30、填空题：
题干同第17题。问题（4）：占用总线传输数据的时间与程序执行的确总时间的比值约为_______%
答案: 25##%_YZPRLFH_%##25.0##%_YZPRLFH_%##25.00##%_YZPRLFH_%##25.6##%_YZPRLFH_%##25.60
第2章 数据的表示、运算与校验
单元测验 – 第2章
1、单选题：
对真值为-0111的二进制整数，其字长为5位的二进制补码和十进制的真值分别是（ ）
A: 00111、+7
B: 10111、+7
C: 11001、-7
D: 11000、-7
答案: 11001、-7
2、单选题：
字长8位的某二进制补码整数为11011010，则该数的标准移码是（ ）
A: 01011010
B: 11011010
C: 10111010
D: 00111010
答案: 01011010
3、单选题：
字长5位的单符号补码二进制数01101和10010，算术右移1位后分别是（ ）
A: 00110和10001
B: 00110和11001
C: 10110和01001
D: 01110和11001
答案: 00110和11001
4、单选题：
字长16位的补码数0A2B和E16A, 带符号扩展成32位后的结果分别是（ ）
A: 00000A2B和0000E16A
B: 11110A2B和FFFFE16A
C: 00000A2B和FFFFE16A
D: FFFF0A2B和0000E16A
答案: 00000A2B和FFFFE16A
5、单选题：
有字长为8位的代码10010011，分别采用奇校验和偶校验方式对其编码，把增加的1位校验码安排在编码结果的最低位，则得到的奇、偶校验编码分别是（ ）
A: 100100110和100100111
B: 010010011和110010011；
C: 110010011和010010011；
D: 100100111和100100110；
答案: 100100111和100100110；
6、单选题：
对于IEEE754格式的浮点数，下列描述正确的是（ ）
A: 阶码用移码表示，尾数用原码表示
B: 阶码和尾数都用补码表示
C: 阶码和尾数都用原码表示
D: 阶码用移码表示，尾数用补码表示
答案: 阶码用移码表示，尾数用原码表示
7、单选题：
在浮点运算中，“右规”操作是指（ ）
A: 尾数左移，同时增大阶码
B: 尾数左移，同时减小阶码
C: 尾数右移，同时增大阶码
D: 尾数右移，同时减小阶码
答案: 尾数右移，同时增大阶码
8、单选题：
对字长为8位的二进制代码10001101，下列说法错误的是（ ）&rl
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