计算机学科专业基础综合组成原理-12

1、计算机学科专业基础综合组成原理 -12（ 总分： 100.00 ，做题时间： 90 分钟 ）一、 单项选择题 （ 总题数： 25，分数： 50.00）1. 当前设计高性能计算机的重要技术途径是 。（分数： 2.00 ）A. 提高CPU主频B. 扩大主存容量C. 采用非冯诺依曼体系、结构D. 采用并行处理技术V解析：解析提高CPU主频、扩大主存容量对性能的提升是有限度的。采用并行技术是实现高性能计算的 重要途径，现今超级计算机均采用多处理器来增强并行处理能力。2. 下列关于“兼容”的叙述，正确的是 。（分数： 2.00 ）A. 指计算机软件与硬件之间的通用性，通常在同一系列不同型号的计算机间存在

2、B. 指计算机软件或硬件的通用性，即它们在任何计算机间可以通用C. 指计算机软件或硬件的通用性，通常在同一系列不同型号的计算机间通用VD. 指软件在不同系列计算机中可以通用，而硬件不能通用解析：解析兼容指计算机软件或硬件的通用性，故A D错。B中，它们在任何计算机间可以通用，错误。C中，兼容通常在同一系列不同型号的计算机，正确。3. 下列说法正确的是 。I.在微型计算机的广泛应用中，会计电算化属于科学计算方面的应用 决定计算机计算精度的主要技术是计算机的字长山计算机“运算速度”指标的含义是每秒钟能执行多少条操作系统的命令W.利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片

3、上，这样的一块芯片 叫单片机（分数： 2.00 ）A. I、山B. U、WC. n VD. I、山、W解析：解析会计电算化属于计算机数据处理方面的应用，i错误。n显然正确。计算机“运算速度”指 标的含义是每秒钟能执行多少条指令，山错误。这样集成的芯片称为CPU w错误。4. 某计算机主频为1.2GHz，其指令分为4类，它们在基准程序中所占比例及 CPI如下表所示。指令类型所占比例CPIA50%2B20%3C10%4D20%5该机的MIPS数是。（分数： 2.00 ）A. 100B. 200C. 400 VD. 600解析：解析基准程序的CPI=2X0.5+3 X0.2+4 X0.1+5 X0.

4、2=3。计算机的主频为1.2GHz,即1200MHz故该机器的 MIPS=1200/3=400。5. 假定基准程序A在某计算机上的运行时间为100秒，其中90秒为CPU寸间，其余为I/O时间。若CPU速度提高50%, I/O速度不变，则运行基准程序A所耗费的时间是 。（分数： 2.00 ）A. 55 秒B. 60 秒C. 65 秒D. 70 秒 V解析：解析程序A的运行时间为100秒，除去CPU时间90秒，剩余10秒为I/O时间。CPU提速后运行基准程序A所耗费的时间是 T=90/1.5+10=70秒。误区：CPU速度提高50%,则CPU时间减少一半，而误选 Ao6. 程序P在机器M上的执行时

5、间是20秒，编译优化后，P执行的指令数减少到原来的70%而CPI增加到原来的1.2倍，则P在M上的执行时间是 o（分数： 2.00 ）A. 8.4 秒B. 11.7 秒C. 14 秒D. 16.8 秒 V解析：解析假设原来指令条数为 X，那么原CPI就为20*f/x（注：f为CPU勺时钟频率），经过编译优化 后，指令条数减少到原来的 70%即指令条数为0.7x，而CPI增加到原来的1.2倍，即20*f/x，那么现在P在M上的执行时间就为：（指令条数*CPI）/f=（0.7x*24*f/x）/f=24*0.7=16.8秒，选D。7. 下列各种数制的数中，最小的数是 o（分数： 2.00 ）A.

6、（101001）2B. （101001）BCD VC. （52）8D. （233）16解析：解析A为29D, B为29D，C写成二进制为101010，即2AH,显然最小的为29D。注，没有特殊说 明的情况下，可默认 BCD码就是8421码。8. 两个数7E5H和4D3H相加，得。（分数： 2.00 ）A. BD8HB. CD8HC. CB8H VD. CC8H解析： 解析 在十六进制数的加减法中，逢十六进一，故而7E5H+4D3H=CB8oH9. 若十进制数为 137.5，则其八进制数为 o（分数： 2.00 ）A. 89.8B. 211.4VC. 211.5D. 1011111.101解析：

7、 解析 十进制转换成八进制，整数部分采用除基取余法：将整数除以 8，所得余数即为转换后的八 进制数的个位数码，再将商除以8，余数为八进制数十位上的数码，如此反复进行，直到商是0为止。小数部分采用乘基取整法：将小数乘以 8，所得积的整数部分即为八进制数十分位上的数码，再将此积的小 数部分乘以8，得到百分位上的数码，如此反复直到积是1.0为止。经转换得到的八进制数为211.40 o10. 一个 16 位无符号二进制数的表示范围是 o（分数： 2.00 ）A. 0 65536B. O 65535 VC. -32768 32767D. -32768 32768解析：解析一个16位无符号二进制数的表示范

8、围是02 16 -1 ,即065535。11. 下列说法有误的是 。（分数： 2.00 ）A. 任何二进制整数都可以用十进制表示B. 任何二进制小数都可以用十进制表示C. 任何十进制整数都可以用二进制表示D. 任何十进制小数都可以用二进制表示 V解析：解析选项A、B、C明显正确，二进制整数和十进制整数可以相互转换，仅仅是每一位的位权不同 而己。而二进制的小数位只能表示1/2、1/4、1/81/2 n，故而无法表示所有的十进制小数，D错误。12. 下列编码中， 不是合法的 8421 码。（分数： 2.00 ）A. 0111 1001B. 0000 0001C. 1010 0101VD. 0001

9、 1001解析：解析在8421码中，10101111是不能使用的，故选 Co13. 已知计算机中用8421码表示十进制数，A和B的编码表示分别为 00111000和00100011,则A+B的结果为 o（分数： 2.00 ）A. 0101 1011B. 0110 0001VC. 0110 1011D. 0101 0001解析： 解析 两个 8421 码相加之和大于或等于 1010时，则要加 6修正，并向高位进位，显然这是机内的 做法。解答本题，只需先将 8421码转换为对应的十进制数，分别为 38和23,然后相加得61，再将61转 换为 8421 码即可， 61 对应的 8421 码为 011

10、00001o14. 下列关于 ASCII 编码，正确的描述是 o（分数： 2.00 ）A. 使用 8 位二进制代码，最右边一位为1B. 使用 8 位二进制代码，最左边一位为0 VC. 使用 8 位二进制代码，最右边一位是0D. 使用 8 位二进制代码，最左边一位是1解析：解析ASCII码由7位二进制代码表示，从 0000000到1111111共128种编码。但由于字节是计算 机存储的基本单元， ASCII 码仍以一个字节存入一个 ASCII 字符，只是每个字节中多余的一位即最高位 （ 最 左边一位 ） 在机内部保持为“ 0”o15. 在一个按字节编址的计算机中，若数据在存储器中以小端方案存放。

11、假定int型变量i的地址为08000000H，i的机器数为 01234567H,地址08000000H单元的内容是 。（分数： 2.00 ）A. 01HB. 23HC. 45HD. 67H V解析：解析小端方案是将最低有效字节存储在最小位置。在数01234567H中，最低有效字节为 67H。16. 以下关于校验码的叙述中，正确的是 oI 校验码的码距必须大于 2H.校验码的码距越大，检、纠错能力越强山增加奇偶校验位的位数，可以提高奇偶校验的正确性W.采用奇偶校验可检测出一位数据错误的位置并加以纠正V. 采用海明校验可检测出一位数据错误的位置并加以纠正W.CRC码是通过除法运算来建立数据和校验位

12、之间的约定关系的分数：2.00 )A.I、山、VB.U、C.I、V、WD.U、V、WV解析：解析 任意两个码字之间最少变化的二进制位数称为码距，码距大于或等于2 的数据校验码，开始具有检错的能力，1错误。码距越大，检、纠错能力就越强，H正确。奇偶校验码的码距等于2,可以检测出一位错误 （或奇数位错误 ），但不能确定出错的位置， 也不能检测出偶数位错误； 海明码的码距大于 2， 故而不仅可以发现错误还能指出错误的位置。 仅靠增加奇偶校验位的位数不能提高正确性， 还要考虑码距， 山错误。扩展，具有检、纠错能力的数据校验码的实现原理：在编码中，除去合法码字以外，再加入一些非法的码 字，当某个合法码字

13、出现错误时，就变为非法码字。合理安排非法码字的数量和编码规则就能达到纠错的 目的。17. 设在网络中传送采用偶校验的 ASCII 码，当收到的数据位为 10101001 时，可以断定 。（分数： 2.00 ）A. 未出错B. 出现偶数位错C. 未出错或出现偶数位错VD. 出现奇数位错解析： 解析 一位奇偶校验码只能发现奇数位错误。本题中，收到的数据中有偶数个1，这样可能没有出错，也可能是出现了偶数位错误 （奇偶校验码无法发现偶数位错 ） 。18. 下列校验码中，奇校验正确的有 。（分数： 2.00 ）A. 110100111B. 001000111C. 010110011 VD. 110100

14、111解析：解析选项A B、D中“1”的个数为偶数，仅有选项C中“1”的个数为奇数。19. 用 1 位奇偶校验能检测出 1 位主存错误的百分比为 。（分数： 2.00 ）A. 0%B. 100% VC. 50%D. 无法计算解析： 解析 如果出现 1 位主存错误，则奇偶校验码一定能检测出。20. 已知大写英文字母“ A”的ASCII码值为41H,现字母“F被存放在某个存储单元中，若采用偶校验（假设最高位作为校验位 ） ，则该存储单元中存放的十六进制数是 。（分数： 2.00 ）A. 46HB. C6H VC. 47HD. C7H解析：解析英文字母在ASCII编码表中按顺序排列，因为“ A的 A

15、SCII码值为41H,而“F是第6号 字母，故“F的ASCII码值应为46H=1000110B标准的ASCII码为7位，在7位数前面增加1位校验位。“F的ASCII码中1的个数有3个，按照偶校验规则，偶校验位为1。存储单元中存放的是整个校验码，应为 11000110B=C6H。21. 用海明码来发现并纠正 1 位错，信息位为 8 位，则检验位的位数为 。（分数： 2.00 ）A. 1B. 3C. 4 VD. 8解析：解析在海明码中，为了达到检测和纠正1位错，则检验位的位数 k应满足：2 k n+k+1，其中n为信息位的位数，因2 4 8+4+1，故需要4位。如果在纠正1位错的情况下还要能够发现

16、 2位错，则还需 再增加1位检验位，即需满足 2 k-1 - 1n+k。22. 能发现两位错误并能纠正 1 位错的编码是 。（分数： 2.00 ）A. CRC 码B. 海明码 VC. 偶校验码D. 奇校验码解析：解析奇偶校验码都不能纠错；CRC码可以发现并纠正信息串行读/写、存储或传送中出现的 1位 或多位错 （与多项式的选取有关 ）；海明码能发现两位错误并纠正 1 位错。23. 在CRC中，接收端检测出某一位数据错误后，纠正的方法是 。（分数： 2.00 ）A. 请求重发B. 删除数据C. 通过余数值自行纠正D. 以上均可 V解析：解析CRC可以纠正一位或多位错误（由多项式G（x）决定），而

17、实际传输中纠正方法可以按需求进行 选择，在计算机网络中，这 3种方法都是很常见的。24. 在大量数据传送过程中，常用且有效的检验法是 。（分数： 2.00 ）A. 海明码校验B. 偶校验C. 奇校验D. CRC V解析：解析CRC通常用于计算机网络的数据链路层，适合对大量数据的数据校验。25. 用海明码对长度为 8 位的数据进行检 /纠错时，若能纠正一位错，则校验位数至少为 。（分数： 2.00 ）A. 2B. 3C. 4 VD. 5解析：解析设校验位的位数为k，数据位的位数为n，海明码能纠正一位错应满足下述关系：2 k n+k+1on=8，当k=4时，2 4 （=16） 8+4+1（=13）

18、，符合要求，故校验位至少是 4位。二、 综合应用题 （ 总题数： 7，分数： 50.00）26. 什么是存储程序原理 ?按此原理，计算机应具有哪几大功能?（分数： 6.00 ） 正确答案： （）解析：存储程序是指将指令以代码的形式事先输入到计算机主存储器中，然后按其在存储器中的首地址执 行程序的第一条指令，以后就按照该程序的规定顺序执行其他指令，直至程序执行结束。计算机按照此原理应该具有 5大功能：数据传送功能、数据存储功能、数据处理功能、操作控制功能、操 作判断功能。27. 设主存储器容量为64KX32位，并且指令字长、存储字长、机器字长三者相等。写岀如图所示各寄存器 的位数，并指岀哪些寄存

19、器之间有信息通路。细化的计算机组成框图（分数：5.50 ） 正确答案：（）解析：由主存容量为 64KX32位，因2 16 =64K，则地址总线宽度为16位，32位表示数据总线宽度，故 MAR 为16位，PC为16位，MDF为32位。因指令字长=存储字长=机器字长则IR、ACC MQ X均为32位寄存器之间的信息通路有：POMARAd（IR） MARMDfRIR取数：MDRACC 存数：ACMDRMDfR X28. 用一台4.0MHz的处理器执行标准测试程序，它所包含的混合指令数和响应所需的时钟周期见下表。求 有效的CPI、MIPS速率和程序的执行时间（I为程序的指令条数）。测试程序包含的混合指

20、令数及响应所需的时钟周期指令类型算术和逻辑高速缓存命中的访存转移咼速缓存失效的访存CPI指令混合比160%218%412%810%（分数：5.50 ） 正确答案：（）解析：CPI即执行一条指令所需的时钟周期数。本标准测试程序共包含4种指令，那么CPI就是这4种指令的数学期望。即CPI=1X60%+X 18%+X 12%+X 10%=2.24MIPS即每秒执行百万条指令数。已知处理器时钟频率为40MHz即每秒包含40M个时钟周期，故MIPS=40/CPI=40/2.24=17.9程序的执行时间T=CPXT_ICX|，其中 T_IC是一个CPU时钟的时间长度，是 CPU时钟频率f的倒数。故T=CP

21、XT_ICX|=CPI X（1/f） XI=5.6 X10-8 XI 秒本题中的I对于解题应该没什么用，程序的执行时间应该是指令的期望即CPI乘以时钟的时间长度：T=CPIXT_IC.微机A和B是采用不同主频的CPU芯片，片内逻辑电路完全相同。（分数：16.50 ）（1）.若A机的CPU主频为8MHz B机为12MHz则A机的CPU时钟周期为多少？（分数：5.50 ） 正确答案：（） 解析：A机的CPI主频为8MHz所以A机的CPU时钟周期=1/8MHz=0.125ps。(2) .若A机的平均指令执行速度为 0.4MIPS，那么A机的平均指令周期为多少？(分数:5.50 )正确答案： ()解析

22、：A机的平均指令周期=1/0.4MIPS=2.5ps。(3) .B 机的平均指令执行速度为多少 ?(分数： 5.50)正确答案： ()解析：A机平均每条指令的时钟周期数 =2.5卩s/0.125卩s=20o 因微机A和B片内逻辑电路完全相同，所以 B机平均每条指令的时钟周期数也为 20o 由于B机的CPU主频为12MHz所以B机的CPU时钟周期=1/12MHz=1/12卩s。B机的平均指令周期=20X(1/12)=5/3 卩soB机的平均指令执行速度 =1/(5/3)卩s=0.6MIPS o另解：B机的平均指令执行速度 =A机的平均指令执行速度X (12/8)=0.4MIPS X(12/8)=

23、0.6MIPS。29. 某台计算机只有 Load/Store 指令能对存储器进行读 /写操作， 其他指令只对寄存器进行操作。 根据程序 跟踪试验结果，己知每条指令所占的比例及 CPI 数，见下表。每条指令所占的比例及 CPI 数指令类型指令所占比例CPI算术逻辑指令43%1Load 指令21%2Store 指令12%2转移指令24%2求上述情况的平均 CPI。假设程序由M条指令组成。算术逻辑运算中 25%勺指令的两个操作数中的一个已在寄存器中，另一个必须 在算术逻辑指令执行前用 Load 指令从存储器中取到寄存器中。 因此有人建议增加另一种算术逻辑指令， 其 特点是一个操作数取自寄存器，另一个

24、操作数取自存储器，即寄存器一存储器类型，假设这种指令的CPI等于2。同时，转移指令的 CPI变为3。求新指令系统的平均 CPIo(分数： 5.50)正确答案： ()解析：本处理机共包含 4种指令，那么CPI就是这4种指令的数学期望。即：CPI=1X43%+2X21%+2X12%+2X24%=1.57设原指令总数为 M,由于新增的算术操作有取操作数的功能，替代了 Load的功能，所以新指令总数为增加另一种算术逻辑指令后，每种指令所占的比例及 CPI 数，见下表：指令类型指令所占比例CPI算术逻辑指令(0.43M- 0.43MX0.25)/0.8925M=0.36131算术逻辑指令 ( 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转移指令0.24M/