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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（ ）
A: 如果代码为无符号数，则其十进制真值为+141
B: 如果代码为补码数，则其十进制真值为-115
C: 如果代码为标准移码数，则其十进制真值为+115
D: 如果代码为原码数，则其十进制真值为-13
答案: 如果代码为标准移码数，则其十进制真值为+115
9、单选题：
存储器中地址号分别为1000#、1001#、1002#、1003的4个存储单元，分别保存的字节数据是1A、2B、3C、4D，如果数据字长为32位,存储器采用的是小端对齐模式，则这4个存储单元存储的数据值应被解析为（ ）
A: 4D3C2B1A
B: 1A2B2C3D
C: 2B1A4D3C
D: 3C4D1A2B
答案: 4D3C2B1A
10、单选题：
两个浮点数相加减时，关于对阶操作的描述，正确的是（ ）
A: 阶码大的向阶码小的对齐
B: 阶码小的向阶码大的对齐
C: 两数直接相加减，不需要对阶
D: 以上各项描述全错
答案: 阶码小的向阶码大的对齐
11、单选题：
下列关于字符表示，描述正确的是（ ）
A: 每个英文字符都是用1字节代码来表示，其中包含了1位校验码；
B: 每个中文汉字都是用2字节代码来表示，其中也包含了校验码；
C: 中文汉字的输入码，也是用二进制代码来表示的；
D: 十六进制的中文汉字的机内码是在十六进制的国标码上再加以A0A0得到；
答案: 每个英文字符都是用1字节代码来表示，其中包含了1位校验码；
12、单选题：
在IEEE754浮点数格式中，∞的表示代码是（ ）
A: 阶码各位均为0，尾数各位均为0
B: 阶码各位均为0，尾数各位均为1
C: 阶码各位均为1，尾数各位均为1
D: 阶码各位均为1，尾数各位均为0
答案: 阶码各位均为1，尾数各位均为0
13、单选题：
若浮点数的尾数是用5位补码来表示的，则下列尾数中规格化的尾数是（ ）
A: 01100和11110
B: 11011和01011
C: 10000和01001
D: 01011和11010
答案: 10000和01001
14、单选题：
下列关于补码加减法的描述，其中错误的描述是（ ）
A: 两个补码数相加，符号位也要参与运算
B: 加数、被加数的符号相同，若结果值的符号与它们相反，则一定发生了溢出
C: 最高数据位有进位，则一定发生了溢出
D: 两个数相减，等价于被减数加上减数的变补值；
答案: 最高数据位有进位，则一定发生了溢出
15、单选题：
下列对海明校验的描述中，正确的描述是（ ）
A: 分成r组时，可以得到r位指误码，因此可以分对应到2^r种只有1位出错的模式；
B: 海明校验码的码距与校验位的位数没有关系；
C: 待编码数据长度为4位，再增加3位校验码就可以检测到仅1位数据出错的情况并纠错；
D: 在任何条件下，海明校验都无法检测到多位数据同时出错的情况；
答案: 待编码数据长度为4位，再增加3位校验码就可以检测到仅1位数据出错的情况并纠错；
16、单选题：
字长为8位的浮点数二进制代码，最高5位是补码表示的阶码，最低3位是补码表示的规格化尾数，则该浮点数的表示范围是（ ）
A: -0.75×2^15 ~ 0.75×2^15
B: -0.75×2^16 ~ 0.75×2^15
C: -2^16 ~ 0.75×2^15
D: -2^15 ~ 0.75×2^15
答案: -2^15 ~ 0.75×2^15
17、单选题：
下列关于IEEE754规范化浮点数乘法运算，正确的描述是（ ）
A: 需要先对两个浮点数进行对阶操作，使两者的阶码对齐
B: 乘法结果最多只需向右移动1位，即可实现对尾数的规格化处理
C: 乘法结果也可能要进行左移规格化处理
D: 乘法结果中，阶码的代码为全1时,尾数的代码也可能不是为全0
答案: 乘法结果最多只需向右移动1位，即可实现对尾数的规格化处理
18、单选题：
下列对奇偶校验的描述中，正确的描述是（ ）
A: 奇偶校验均不能检测到偶数个数据位出错，也无法定位出错位；
B: 奇偶校验均可以检测到偶数个数据位出错，也可以定位出错位；
C: 奇偶校验均可以检测到奇数个数据位出错，还可以定位出错位；
D: 奇偶校验均不能检测到奇数个数据位出错，也无法定位出错位；
答案: 奇偶校验均不能检测到偶数个数据位出错，也无法定位出错位；
19、单选题：
某二进制小数的补码为1.0011，这个数的十进制真值是（ ）
A: +1.1925
B: -0.1925
C: +1.8125
D: -0.8125
答案: -0.8125
20、单选题：
下列关于二进制原码数的加减法规则，描述错误的是（ ）
A: 数值位相加减，最后再单独处理符号位
B: 两数相加时，如果被加数和加数同号，则数值位求和
C: 两数相减时，如果被减数和减数异号，则数值位求差
D: 数值位进行求和时，数值位直接相加，结果的符号取被加数/被减数的符号；如果最高数位产生了进位，则加/减结果有溢出。
答案: 两数相减时，如果被减数和减数异号，则数值位求差
21、单选题：
某十六进制浮点数A3D00000，假设其二进制补码字长32位，最高8位是阶码（含1位阶符），尾数是最低24位（含1位数符），则该浮点数的十进制真值是（ )
A: -0.375×2^(-93)
B: -0.625×2^(-93)
C: 0.625×2^(-35)
D: -0.375×2^(-35)
答案: -0.375×2^(-93)
22、单选题：
某一个标准的IEEE754格式短浮点数，如果它的十进制真值为-18.625，则这个浮点数对应的十六进制代码应是（ ）
A: 41950000
B: 05B58000
C: C24A8000
D: C1950000
答案: C1950000
23、单选题：
某IEEE754格式的短浮点数，若它16进制代码ABE00000，则浮点数的真值为（ ）
A: -0.75×2^(-40)
B: -1.75×2^(-40)
C: -0.75×2^(-87)
D: -1.75×2^(-87)
答案: -1.75×2^(-40)
24、单选题：
字长5位的待编码二进制有效数据为11011，对它进行CRC编码时采用的生成多项式代码为1011，则得到的编码结果为（ ）
A: 11011101
B: 11011100
C: 11011010
D: 11011001
答案: 11011001
25、单选题：
下列对原码1位乘法，描述错误的是（ ）
A: 先让数值位的绝对值直接相乘，最后的符号位等于被乘数和乘数符号的异或值
B: 当前的乘数位数字为0时，不需要执行部分积的累加操作，也不需整体右移1位
C: 部分积循环相加的次数等于乘数数值位的位数
D: 部分积每次累加以后均要与乘数一起整体向右移动1位，主要目的是确保数位的权值对齐
答案: 当前的乘数位数字为0时，不需要执行部分积的累加操作，也不需整体右移1位
26、填空题：
存储器按字节编址，其中有地址分别为1000#、1001#、1010#、1011的4个存储单元，分别保存的字节数据是0A、0B、2C、DD，如果数据字长为32位，采用的是大端模式，则这数据字应被解析为______（限填16进制代码）
答案: 0A0B2CDD##%_YZPRLFH_%##0a0b2cdd
27、填空题：
补码表示的定点小数字长16位，含1位数符，最大负数表示成的二进制代码是________。（形如 1010）
答案: 1.111111111111111##%_YZPRLFH_%##1111111111111111
28、填空题：
定点整数字长16 位，含一位符号，补码表示，真值最小的数表示成16进制代码是________。（形如 0A1B）
答案: 8000
29、填空题：
十进制数37.25 写成IEEE754短浮点数格式，其对应的16进制代码是________。（形如 2A2B）
答案: 42150000##%_YZPRLFH_%##42150000H##%_YZPRLFH_%##0x42150000##%_YZPRLFH_%##0X42150000
30、填空题：
将4 位有效信息1001 编成CRC循环校验码，选择生成多项式为X^3+X^1+1，则编码结果为_______。（限填2进制代码，形如 1010）
答案: 1001110
课前专题测试
1、单选题：
以下哪种计算机是未来计算机发展的趋势之一（ ）
A: 电子管计算机
B: 晶体管计算机
C: 小规模集成电路计算机
D: 光子计算机
答案: 光子计算机
2、单选题：
计算机硬件系统基本组成有（ ）大部件
A: 3
B: 4
C: 5
D: 6
答案: 5
3、单选题：
微型计算机中直接执行的语言和用助记符编写的语言分别是( )。 Ⅰ．机器语言 Ⅱ．汇编语言 Ⅲ. 高级语言 Ⅳ．操作系统原语 Ⅴ．正则语言
A: Ⅱ、Ⅲ
B: Ⅱ、Ⅳ
C: Ⅰ、Ⅱ
D: Ⅰ、Ⅴ
答案: Ⅰ、Ⅱ
4、单选题：
以下不属于计算机性能指标的是（ ）
A: 机器字长
B: 存储容量
C: 运算速度
D: 运行功耗
答案: 运行功耗
5、单选题：
到目前为止，计算机中所有的信息仍以二进制方式表示的理由是( )。
A: 节约元件
B: 运算速度快
C: 由物理器件的性能决定
D: 信息处理方便
答案: 由物理器件的性能决定
课前测试2
1、填空题：
二进制数1101.0101转换为十进制数，结果是（ 
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