計算機學科專業(yè)基礎綜合組成原理-12

1、計算機學科專業(yè)基礎綜合組成原理 -12（ 總分： 100.00 ，做題時間： 90 分鐘 ）一、 單項選擇題 （ 總題數： 25，分數： 50.00）1. 當前設計高性能計算機的重要技術途徑是 。（分數： 2.00 ）A. 提高CPU主頻B. 擴大主存容量C. 采用非馮諾依曼體系、結構D. 采用并行處理技術V解析：解析提高CPU主頻、擴大主存容量對性能的提升是有限度的。采用并行技術是實現高性能計算的 重要途徑，現今超級計算機均采用多處理器來增強并行處理能力。2. 下列關于“兼容”的敘述，正確的是 。（分數： 2.00 ）A. 指計算機軟件與硬件之間的通用性，通常在同一系列不同型號的計算機間存在

2、B. 指計算機軟件或硬件的通用性，即它們在任何計算機間可以通用C. 指計算機軟件或硬件的通用性，通常在同一系列不同型號的計算機間通用VD. 指軟件在不同系列計算機中可以通用，而硬件不能通用解析：解析兼容指計算機軟件或硬件的通用性，故A D錯。B中，它們在任何計算機間可以通用，錯誤。C中，兼容通常在同一系列不同型號的計算機，正確。3. 下列說法正確的是 。I.在微型計算機的廣泛應用中，會計電算化屬于科學計算方面的應用 決定計算機計算精度的主要技術是計算機的字長山計算機“運算速度”指標的含義是每秒鐘能執(zhí)行多少條操作系統(tǒng)的命令W.利用大規(guī)模集成電路技術把計算機的運算部件和控制部件做在一塊集成電路芯片

3、上，這樣的一塊芯片 叫單片機（分數： 2.00 ）A. I、山B. U、WC. n VD. I、山、W解析：解析會計電算化屬于計算機數據處理方面的應用，i錯誤。n顯然正確。計算機“運算速度”指 標的含義是每秒鐘能執(zhí)行多少條指令，山錯誤。這樣集成的芯片稱為CPU w錯誤。4. 某計算機主頻為1.2GHz，其指令分為4類，它們在基準程序中所占比例及 CPI如下表所示。指令類型所占比例CPIA50%2B20%3C10%4D20%5該機的MIPS數是。（分數： 2.00 ）A. 100B. 200C. 400 VD. 600解析：解析基準程序的CPI=2X0.5+3 X0.2+4 X0.1+5 X0.

4、2=3。計算機的主頻為1.2GHz,即1200MHz故該機器的 MIPS=1200/3=400。5. 假定基準程序A在某計算機上的運行時間為100秒，其中90秒為CPU寸間，其余為I/O時間。若CPU速度提高50%, I/O速度不變，則運行基準程序A所耗費的時間是 。（分數： 2.00 ）A. 55 秒B. 60 秒C. 65 秒D. 70 秒 V解析：解析程序A的運行時間為100秒，除去CPU時間90秒，剩余10秒為I/O時間。CPU提速后運行基準程序A所耗費的時間是 T=90/1.5+10=70秒。誤區(qū)：CPU速度提高50%,則CPU時間減少一半，而誤選 Ao6. 程序P在機器M上的執(zhí)行時

5、間是20秒，編譯優(yōu)化后，P執(zhí)行的指令數減少到原來的70%而CPI增加到原來的1.2倍，則P在M上的執(zhí)行時間是 o（分數： 2.00 ）A. 8.4 秒B. 11.7 秒C. 14 秒D. 16.8 秒 V解析：解析假設原來指令條數為 X，那么原CPI就為20*f/x（注：f為CPU勺時鐘頻率），經過編譯優(yōu)化 后，指令條數減少到原來的 70%即指令條數為0.7x，而CPI增加到原來的1.2倍，即20*f/x，那么現在P在M上的執(zhí)行時間就為：（指令條數*CPI）/f=（0.7x*24*f/x）/f=24*0.7=16.8秒，選D。7. 下列各種數制的數中，最小的數是 o（分數： 2.00 ）A.

6、（101001）2B. （101001）BCD VC. （52）8D. （233）16解析：解析A為29D, B為29D，C寫成二進制為101010，即2AH,顯然最小的為29D。注，沒有特殊說 明的情況下，可默認 BCD碼就是8421碼。8. 兩個數7E5H和4D3H相加，得。（分數： 2.00 ）A. BD8HB. CD8HC. CB8H VD. CC8H解析： 解析 在十六進制數的加減法中，逢十六進一，故而7E5H+4D3H=CB8oH9. 若十進制數為 137.5，則其八進制數為 o（分數： 2.00 ）A. 89.8B. 211.4VC. 211.5D. 1011111.101解析：

7、 解析 十進制轉換成八進制，整數部分采用除基取余法：將整數除以 8，所得余數即為轉換后的八 進制數的個位數碼，再將商除以8，余數為八進制數十位上的數碼，如此反復進行，直到商是0為止。小數部分采用乘基取整法：將小數乘以 8，所得積的整數部分即為八進制數十分位上的數碼，再將此積的小 數部分乘以8，得到百分位上的數碼，如此反復直到積是1.0為止。經轉換得到的八進制數為211.40 o10. 一個 16 位無符號二進制數的表示范圍是 o（分數： 2.00 ）A. 0 65536B. O 65535 VC. -32768 32767D. -32768 32768解析：解析一個16位無符號二進制數的表示范

8、圍是02 16 -1 ,即065535。11. 下列說法有誤的是 。（分數： 2.00 ）A. 任何二進制整數都可以用十進制表示B. 任何二進制小數都可以用十進制表示C. 任何十進制整數都可以用二進制表示D. 任何十進制小數都可以用二進制表示 V解析：解析選項A、B、C明顯正確，二進制整數和十進制整數可以相互轉換，僅僅是每一位的位權不同 而己。而二進制的小數位只能表示1/2、1/4、1/81/2 n，故而無法表示所有的十進制小數，D錯誤。12. 下列編碼中， 不是合法的 8421 碼。（分數： 2.00 ）A. 0111 1001B. 0000 0001C. 1010 0101VD. 0001

9、 1001解析：解析在8421碼中，10101111是不能使用的，故選 Co13. 已知計算機中用8421碼表示十進制數，A和B的編碼表示分別為 00111000和00100011,則A+B的結果為 o（分數： 2.00 ）A. 0101 1011B. 0110 0001VC. 0110 1011D. 0101 0001解析： 解析 兩個 8421 碼相加之和大于或等于 1010時，則要加 6修正，并向高位進位，顯然這是機內的 做法。解答本題，只需先將 8421碼轉換為對應的十進制數，分別為 38和23,然后相加得61，再將61轉 換為 8421 碼即可， 61 對應的 8421 碼為 011

10、00001o14. 下列關于 ASCII 編碼，正確的描述是 o（分數： 2.00 ）A. 使用 8 位二進制代碼，最右邊一位為1B. 使用 8 位二進制代碼，最左邊一位為0 VC. 使用 8 位二進制代碼，最右邊一位是0D. 使用 8 位二進制代碼，最左邊一位是1解析：解析ASCII碼由7位二進制代碼表示，從 0000000到1111111共128種編碼。但由于字節(jié)是計算 機存儲的基本單元， ASCII 碼仍以一個字節(jié)存入一個 ASCII 字符，只是每個字節(jié)中多余的一位即最高位 （ 最 左邊一位 ） 在機內部保持為“ 0”o15. 在一個按字節(jié)編址的計算機中，若數據在存儲器中以小端方案存放。

11、假定int型變量i的地址為08000000H，i的機器數為 01234567H,地址08000000H單元的內容是 。（分數： 2.00 ）A. 01HB. 23HC. 45HD. 67H V解析：解析小端方案是將最低有效字節(jié)存儲在最小位置。在數01234567H中，最低有效字節(jié)為 67H。16. 以下關于校驗碼的敘述中，正確的是 oI 校驗碼的碼距必須大于 2H.校驗碼的碼距越大，檢、糾錯能力越強山增加奇偶校驗位的位數，可以提高奇偶校驗的正確性W.采用奇偶校驗可檢測出一位數據錯誤的位置并加以糾正V. 采用海明校驗可檢測出一位數據錯誤的位置并加以糾正W.CRC碼是通過除法運算來建立數據和校驗位

12、之間的約定關系的分數：2.00 )A.I、山、VB.U、C.I、V、WD.U、V、WV解析：解析 任意兩個碼字之間最少變化的二進制位數稱為碼距，碼距大于或等于2 的數據校驗碼，開始具有檢錯的能力，1錯誤。碼距越大，檢、糾錯能力就越強，H正確。奇偶校驗碼的碼距等于2,可以檢測出一位錯誤 （或奇數位錯誤 ），但不能確定出錯的位置， 也不能檢測出偶數位錯誤； 海明碼的碼距大于 2， 故而不僅可以發(fā)現錯誤還能指出錯誤的位置。 僅靠增加奇偶校驗位的位數不能提高正確性， 還要考慮碼距， 山錯誤。擴展，具有檢、糾錯能力的數據校驗碼的實現原理：在編碼中，除去合法碼字以外，再加入一些非法的碼 字，當某個合法碼字

13、出現錯誤時，就變?yōu)榉欠ùa字。合理安排非法碼字的數量和編碼規(guī)則就能達到糾錯的 目的。17. 設在網絡中傳送采用偶校驗的 ASCII 碼，當收到的數據位為 10101001 時，可以斷定 。（分數： 2.00 ）A. 未出錯B. 出現偶數位錯C. 未出錯或出現偶數位錯VD. 出現奇數位錯解析： 解析 一位奇偶校驗碼只能發(fā)現奇數位錯誤。本題中，收到的數據中有偶數個1，這樣可能沒有出錯，也可能是出現了偶數位錯誤 （奇偶校驗碼無法發(fā)現偶數位錯 ） 。18. 下列校驗碼中，奇校驗正確的有 。（分數： 2.00 ）A. 110100111B. 001000111C. 010110011 VD. 110100

14、111解析：解析選項A B、D中“1”的個數為偶數，僅有選項C中“1”的個數為奇數。19. 用 1 位奇偶校驗能檢測出 1 位主存錯誤的百分比為 。（分數： 2.00 ）A. 0%B. 100% VC. 50%D. 無法計算解析： 解析 如果出現 1 位主存錯誤，則奇偶校驗碼一定能檢測出。20. 已知大寫英文字母“ A”的ASCII碼值為41H,現字母“F被存放在某個存儲單元中，若采用偶校驗（假設最高位作為校驗位 ） ，則該存儲單元中存放的十六進制數是 。（分數： 2.00 ）A. 46HB. C6H VC. 47HD. C7H解析：解析英文字母在ASCII編碼表中按順序排列，因為“ A的 A

15、SCII碼值為41H,而“F是第6號 字母，故“F的ASCII碼值應為46H=1000110B標準的ASCII碼為7位，在7位數前面增加1位校驗位?！癋的ASCII碼中1的個數有3個，按照偶校驗規(guī)則，偶校驗位為1。存儲單元中存放的是整個校驗碼，應為 11000110B=C6H。21. 用海明碼來發(fā)現并糾正 1 位錯，信息位為 8 位，則檢驗位的位數為 。（分數： 2.00 ）A. 1B. 3C. 4 VD. 8解析：解析在海明碼中，為了達到檢測和糾正1位錯，則檢驗位的位數 k應滿足：2 k n+k+1，其中n為信息位的位數，因2 4 8+4+1，故需要4位。如果在糾正1位錯的情況下還要能夠發(fā)現

16、 2位錯，則還需 再增加1位檢驗位，即需滿足 2 k-1 - 1n+k。22. 能發(fā)現兩位錯誤并能糾正 1 位錯的編碼是 。（分數： 2.00 ）A. CRC 碼B. 海明碼 VC. 偶校驗碼D. 奇校驗碼解析：解析奇偶校驗碼都不能糾錯；CRC碼可以發(fā)現并糾正信息串行讀/寫、存儲或傳送中出現的 1位 或多位錯 （與多項式的選取有關 ）；海明碼能發(fā)現兩位錯誤并糾正 1 位錯。23. 在CRC中，接收端檢測出某一位數據錯誤后，糾正的方法是 。（分數： 2.00 ）A. 請求重發(fā)B. 刪除數據C. 通過余數值自行糾正D. 以上均可 V解析：解析CRC可以糾正一位或多位錯誤（由多項式G（x）決定），而

17、實際傳輸中糾正方法可以按需求進行 選擇，在計算機網絡中，這 3種方法都是很常見的。24. 在大量數據傳送過程中，常用且有效的檢驗法是 。（分數： 2.00 ）A. 海明碼校驗B. 偶校驗C. 奇校驗D. CRC V解析：解析CRC通常用于計算機網絡的數據鏈路層，適合對大量數據的數據校驗。25. 用海明碼對長度為 8 位的數據進行檢 /糾錯時，若能糾正一位錯，則校驗位數至少為 。（分數： 2.00 ）A. 2B. 3C. 4 VD. 5解析：解析設校驗位的位數為k，數據位的位數為n，海明碼能糾正一位錯應滿足下述關系：2 k n+k+1on=8，當k=4時，2 4 （=16） 8+4+1（=13）

18、，符合要求，故校驗位至少是 4位。二、 綜合應用題 （ 總題數： 7，分數： 50.00）26. 什么是存儲程序原理 ?按此原理，計算機應具有哪幾大功能?（分數： 6.00 ） 正確答案： （）解析：存儲程序是指將指令以代碼的形式事先輸入到計算機主存儲器中，然后按其在存儲器中的首地址執(zhí) 行程序的第一條指令，以后就按照該程序的規(guī)定順序執(zhí)行其他指令，直至程序執(zhí)行結束。計算機按照此原理應該具有 5大功能：數據傳送功能、數據存儲功能、數據處理功能、操作控制功能、操 作判斷功能。27. 設主存儲器容量為64KX32位，并且指令字長、存儲字長、機器字長三者相等。寫岀如圖所示各寄存器 的位數，并指岀哪些寄存

19、器之間有信息通路。細化的計算機組成框圖（分數：5.50 ） 正確答案：（）解析：由主存容量為 64KX32位，因2 16 =64K，則地址總線寬度為16位，32位表示數據總線寬度，故 MAR 為16位，PC為16位，MDF為32位。因指令字長=存儲字長=機器字長則IR、ACC MQ X均為32位寄存器之間的信息通路有：POMARAd（IR） MARMDfRIR取數：MDRACC 存數：ACMDRMDfR X28. 用一臺4.0MHz的處理器執(zhí)行標準測試程序，它所包含的混合指令數和響應所需的時鐘周期見下表。求 有效的CPI、MIPS速率和程序的執(zhí)行時間（I為程序的指令條數）。測試程序包含的混合指

20、令數及響應所需的時鐘周期指令類型算術和邏輯高速緩存命中的訪存轉移咼速緩存失效的訪存CPI指令混合比160%218%412%810%（分數：5.50 ） 正確答案：（）解析：CPI即執(zhí)行一條指令所需的時鐘周期數。本標準測試程序共包含4種指令，那么CPI就是這4種指令的數學期望。即CPI=1X60%+X 18%+X 12%+X 10%=2.24MIPS即每秒執(zhí)行百萬條指令數。已知處理器時鐘頻率為40MHz即每秒包含40M個時鐘周期，故MIPS=40/CPI=40/2.24=17.9程序的執(zhí)行時間T=CPXT_ICX|，其中 T_IC是一個CPU時鐘的時間長度，是 CPU時鐘頻率f的倒數。故T=CP

21、XT_ICX|=CPI X（1/f） XI=5.6 X10-8 XI 秒本題中的I對于解題應該沒什么用，程序的執(zhí)行時間應該是指令的期望即CPI乘以時鐘的時間長度：T=CPIXT_IC.微機A和B是采用不同主頻的CPU芯片，片內邏輯電路完全相同。（分數：16.50 ）（1）.若A機的CPU主頻為8MHz B機為12MHz則A機的CPU時鐘周期為多少？（分數：5.50 ） 正確答案：（） 解析：A機的CPI主頻為8MHz所以A機的CPU時鐘周期=1/8MHz=0.125ps。(2) .若A機的平均指令執(zhí)行速度為 0.4MIPS，那么A機的平均指令周期為多少？(分數:5.50 ) 正確答案： ()解

22、析：A機的平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5ps。(3) .B 機的平均指令執(zhí)行速度為多少 ?(分數： 5.50) 正確答案： ()解析：A機平均每條指令的時鐘周期數 =2.5卩s/0.125卩s=20o 因微機A和B片內邏輯電路完全相同，所以 B機平均每條指令的時鐘周期數也為 20o 由于B機的CPU主頻為12MHz所以B機的CPU時鐘周期=1/12MHz=1/12卩s。B機的平均指令周期=20X(1/12)=5/3 卩soB機的平均指令執(zhí)行速度 =1/(5/3)卩s=0.6MIPS o另解：B機的平均指令執(zhí)行速度 =A機的平均指令執(zhí)行速度X (12/8)=0.4MIPS X(12/8

23、)=0.6MIPS。29. 某臺計算機只有 Load/Store 指令能對存儲器進行讀 /寫操作， 其他指令只對寄存器進行操作。 根據程序 跟蹤試驗結果，己知每條指令所占的比例及 CPI 數，見下表。每條指令所占的比例及 CPI 數指令類型指令所占比例CPI算術邏輯指令43%1Load 指令21%2Store 指令12%2轉移指令24%2求上述情況的平均 CPI。假設程序由M條指令組成。算術邏輯運算中 25%勺指令的兩個操作數中的一個已在寄存器中，另一個必須 在算術邏輯指令執(zhí)行前用 Load 指令從存儲器中取到寄存器中。 因此有人建議增加另一種算術邏輯指令， 其 特點是一個操作數取自寄存器，另

24、一個操作數取自存儲器，即寄存器一存儲器類型，假設這種指令的CPI等于2。同時，轉移指令的 CPI變?yōu)?。求新指令系統(tǒng)的平均 CPIo(分數： 5.50) 正確答案： ()解析：本處理機共包含 4種指令，那么CPI就是這4種指令的數學期望。即：CPI=1X43%+2X21%+2X12%+2X24%=1.57設原指令總數為 M,由于新增的算術操作有取操作數的功能，替代了 Load的功能，所以新指令總數為M+(0.25*0.43M)-(0.25*0.43M)-(0.25*0.43M)=0.8925M增加另一種算術邏輯指令后，每種指令所占的比例及 CPI 數，見下表：指令類型指令所占比例CPI算術邏輯指令(0.43M- 0.43MX0.25)/0.8925M=0.36131算術邏輯指令 ( 新)(0.43MX0.25)/0.8925M=0.12042Load 指令(0.21M- 0.43MX 0. 25)/0.8925M=0.11482Store 指令0 12M/0.8925M=0.13482轉移指令