计算机层次系统的依存关系,第1章计算机系统概述(考研组成原理)

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1、1.1.2 习题精选习题精选 单项选择题 1电子计算机的发展已经经历了 4 代，这 4 代计算机的主要元件分别是( )。 A电子管、晶体管、中小规模集成电路、激光器件 B晶体管、中小规模集成电路、激光器件、光介质 C电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路 D电子管、数码管、中小规模集成电路、激光器件 2微型计算机的发展以( )技术为标志。 A操作系统 B微处理器 C磁盘 D软件 3可以在计算机中直接执行的语言和用助记符编写的语言分别是( )。 汇编语言 机器语言 ，高级语言 操作系统原语 正则浯言 A、 B、 C、 D、 4只有当程序执行时才将源程序翻译成机器语言，并且一次只能翻译一。

2、行语句，边翻译边 执行的是( )程序，把汇编语言源程序转变为机器语言程序的过程是( )。 编译 目标 汇编 解释 A、 B、 C 、 D 、 5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 1.2.2 习题精选习题精选 一、单项选择题目 1完整的计算机系统应包括( )。 A运算器、存储器、控制器 B外部设备和主机 C主机和应用程序 D配套的硬件设备和软件系统 2冯 诺依曼机的基本工作方式是( )。 A控制流驱动方式 B多指令多数据流方式 C微程序控制方式 D数据流驱动方式 3在 CPU 中，跟踪下一条要执行的。

3、指令的地址的寄存器是( ) A PC B MAR C MDR D IR 4CPU 不包括( )。 A地址寄存器 B指令寄存器(IR) C地址译码器 D通用寄存器 5在运算器中，不包含( )， A状态寄存器 B数据总线 C ALU D地址寄存器 6下列( )属于应用软件。 A操作系统 B编译程序 C连接程序 D文本处理 7一个 8 位的计算机系统以 16 位来表示地址，则该计算机系统有( )个地址空间。 A 256 色65535 C 65536 D 131072 8计算机系统的层次结构可以分为 6 层，其层次之间的依存关系是( )。 A上下层之间相互无关 B上层实现对下层的功能扩展，而下层是实现。

4、上层的基础 C上层实现对下层的扩展作用，而下层对上层有限制作用 D上层和下层的关系是相互依存、不可分割的 9 【2009 年计算机联考真题】 冯 诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中CPU 区分它们的依据是 ( )。 A指令操作码的译码结果 B指令和数据的寻址方式 C指令周期的不同阶段 D指令和数据所在的存储单元 10下列为 CPU 存取速度的比较，正确的是【 。 ACache内存寄存器 B Cache寄存器内存 C寄存器Cache内存 D寄存器内存Cache 11关于编译程序和解释程序，下面说法错误的是( )。 A编译程序和解释程序的作用都是将高级语言程序转换成机器语言程序 。

5、B编译程序编译时问较长，运行速度较快 C解释程序方法较简单，运行速度也较快 D解释程序将源程序翻译成机器语言，并且翻译一条以后，立即执行这条语句 12下列叙述中正确的是( )。 A寄存器的设置对汇编语言是透明的 B实际应用程序的测试结果能够全面代表计算机的性能 C系列机的基本特性是指令系统向后兼容 D软件和硬件在逻辑功能上是等价的 13下列( )是冯 诺依曼机工作方式的基本特点。 A多指令流单数据流 B按地址访问并顺序执行指令 C堆栈操作 D存储器按内容选择地址 14存放欲执行指令的寄存器是( )。 AMAR BPC CMDR DIR 15指令流通常是( )。 A从主存流向控制器 B从控制器流。

6、向主存 C从控制器流向控制器 D从主存流向主存 16以下说法错误的是( )。 A硬盘是外部设备 B软件的功能与硬件的功能在逻辑上是等效的 C硬件实现的功能一般比软件实现具有更高的执行速度 D软件的功能不能用硬件取代 17在 CPU 的组成中，不包括( )。 A运算器 B存储器 C控制器 D寄存器 18下列( )不属于系统程序。 A数据库系统 B操作系统 C编译程序 D以上 3 种都属于系统程序 19关于相连存储器，下列说法正确的是( )。 A只可以按地址寻址 B只可以按内容寻址 C既可以按地址寻址又可以按内容寻址 D以上说法均不完善 20( )是程序运行时的存储位置，包括所需的数据。 A数据通。

7、路 B主存 C硬盘 D揆作系统 二、综合应用题 什么是存储程序原理？按此原理，计算机应具有哪几大功能？ 1.3.2 习题精选习题精选 一、单项选择题 1 【2010 年计算机联考真题】 下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是( )。 提高 CPU 时钟频率 优化数据通路结构 对程序进行编译优化 A仅和 U B仅和 C仅和 D、 2 【2011 年计算机联考真题】 下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是( )。 A MIPS BCPI C IPC D MFLOPS 3关于 CPU 主频、CPI、MIPS、MFLOPS，说法正确的是( )。 A CPU 主频是指 CPU 系统执行指令的频率CPI 。

8、是执行一条指令平均使用的频率 B CPI是执行一条指令平均使用 CPU时钟的个数 MIPS描述一条 CPU指令平均使用 CPU 时钟数 CMIPS 是描述 CPU 执行指令的频率MFLOPS 是计算机系统的浮点数指令 D CPU 主频指 CPU 使用的时钟脉冲频率，CPI 是执行一条指令平均使用 CPU 时钟数 4存储字长是指( ) 。 A存放在一个存储单元中的二进制代码组合 B存放在一个存储单元中的二进制代码位数 C存储单元的个数 D机器指令的位数 5以下说法错误的是( )。 A计算机的机器字长是指数据存储与运算的基本单位 B寄存器由触发器构成 C计算机中一个字的长度都是32 位 D磁盘可以。

9、永久性存放数据和程序 6下列关于机器字长的说法正确的是( )。 三者在数值上总是相等的 三者在数值上可能不等 存储字长是存放在一个存储单元中的二进制代码位数 ，数据字长就是 MDR 的位数 A、 B、 C、 D、 7下列关于“兼容”的叙述，正确的是( )。 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 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 D指软件在不同系列计算机中可以通用，而硬件不能通用 8 32 位微机是指该计算机所用 CPU( )。 A具有 32 位寄存器 B能同时处理 3。

10、2 位的二进制数 C具有 32 个寄存器 D能处理 32 个字符 9用于科学计算的计算机中，标志系统性能的主要参数是( )。 A主时钟频率 B主存容量 CMFLOPS D MIPS 10当前设计高性能计算机的重要技术途径是( )。 A提高 CPU 主频 B扩大主存容量 C采用非冯 诺依曼 D采用并行处理技术 11若一台计算机的机器字长为 4B，则表明该机器( )， A能处理的数值最大为 4 位十进制数 B能处理的数值最多为 4 位二进制数 C在 CPU 中能够作为一个整体处理 32 位的二进制代码 D在 CPU 中运算的结果最大为 232 12在 CPU 的寄存器中，( )对用户是完全透明的。。

11、 A程序计数器 B指令寄存器 C状态寄存器 D通用寄存器 13从用户观点看，评价计算机系统性能的综合参数是( )。 A指令系统 B吞吐率 C主存容量 D主频率 14计算机操作的最小单位时间是( )。 A时钟周期 B指令周期 CCPU 周期 D中断周期 15 CPU 的 CPI 与下列哪个因素无关？( ) A时钟频率 B系统结构 C指令集 D计算机组织 16下列说法正确的是( )。 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。 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。 利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和。

12、控制部件做在一块集成电路芯片上 这 样的一块芯片叫单片机。 A、 B、 C D、 二、综合应用题 1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。写出如 图 1-4 所示各寄存器的位数，并指出哪些寄存器之间有信息通路。 2用一台 40MHz 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 周期见表 1-1。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) 。 3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。 1)若 A机的 CPU 主频为 8MHz，B 机为 12MHz，则A机的 CPU 时钟周期为。

13、多少？ 2)若 A机的平均指令执行速度为 04MIPS，那么 A机的平均指令周期为多少？ 3)B 机的平均指令执行速度为多少 4某台计算机只有 LoadStore 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。己知每条指令所占的比例及 CPI 数，见表 1-2。 根据程序跟踪试验结果，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%的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， 另一个操作数取自存储 器，即寄存器一存。

14、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 CPI。 答案与解析答案与解析 1.1.2 习题精选 单项选择题 1C 也可以根据元件的先进程度的升序得出答案。 2B 微型计算机的发展是以徽处理器的发展为标志的。 3C 机器语言是计算机唯一可以直接执行的语言，汇编语言用助记符编写，以便记忆 通过汇编 程序翻译为机器语言。 4D 解释程序的特点是翻译一句执行一句， 边翻译边执行， 而编译程序经过编译后生成的程序称 之为目标程序： 由高级语言转化为汇编语言的过程叫做编译， 把汇编语言源程序翻译成机器 语言程序的过程称为汇编。 5C 二进制只有 0 和。

15、 1两个数字， 刚好和逻辑电路里的高、 低电平对应 实现起来比较方便且简 单可靠。 1.2.2 习题精选 一、单项选择题 1D A是主机的组成都分B、C 都不完整。 2A 冯诺依曼机早期以控制器为中心，且是单处理机B是多处理机。冯诺依曼机最根本特 征是采用“存储程序”原理，基本工作方式是控制流驱动方式，该方式的基本特点是按地址 访问并顺序执行指令。 3A 在 CPU 中，程序计数器(PC)用来跟踪下一条要执行的指令在主存储器中的地址。 4C 地址译码器是主存的构成部分，不属于 CPU。地址寄存器虽然一般属于主存，但是现代计 算机中绝大多数 CPU 内集成了地址寄存器。 5D 运算器的核心部分是。

16、算术逻辑运算单元(ALU)。地址寄存器位于 CPU 内，但并没有集成在 运算器与控制器中。地址寄存器用来保存当前 CPU 所访问的内存单元的地址。由于内存和 CPU 之间存在着操作速度上的差别，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存 的读写操作完成为止。 6D 应用软件是用户根据任务需要所编制的各种程序，如科学计算程序、 数据处理程序、过程控 制程序、事务管理程序等；系统软件主要包括标准程序库、语言处理程序、操作系统、服务 性程序、数据库管理系统、网络软件等。连接程序属于服务性程序，编译程序属于语言处理 程序，故选 D。 7C 8 位计算机表明计算机字长为 8 位，即一次可以处理 8 。

17、位的数据，而 16 位表示地址码的长 度，故而该机器有 216=65536 个地址空间。 8B 在计算机多层次结构中，上下层是可以分割的，且上层是下层的功能实现。此外，上层在下 层的基础上实现了更加丰富的功能，仅有下层而没有上层也是可以的。 9C 通常完成一条指令可分为取指阶段和执行阶段。在取指阶段通过访问存储器可将指令取出； 在执行阶段通过访问存储器可将操作数取出。这样，虽然指令和数据都是以 O、1代码形式 存在存储器中，但 CPU 可以判断出在取指阶段访问存储器取出的 O、1 代码是指令，在执 行阶段访存取出的 O、1 代码是数据。 10C 寄存器在 CPU内部，速度最快。Cache 采用。

18、高速的 SRAM 制作，其速度高于内存。本题也 可根据存储器层次结构的速度关系得出答案。 1 1C 编译程序是先完整编译后运行的程序，如 C、C+等；解释程序是一句一句翻译且边翻译边 执行的程序，如 JavaScrpit、Python 等。由于解释程序要边翻译成机器语言边执行，故而一 般速度较机器语言慢。 12C 寄存器的设置对汇编语言不透明， 汇编程序员要对寄存器进行直接操作。 全面代表计算机性 能的是实际软件的运行情况。 软件和硬件在逻辑上是等效的，但不是等价的。 向后兼容指的 是时间上向后兼容，即新机器兼容使用以前机器的指令系统。 13B A是不存在的机器，B 是对“存储程序”的阐述，正。

19、确。C 无关题干，D是相连存储器的特 点。 14D IR 存放当前欲执行的指令， PC 存放下一条指令的地址， 一个存放指令， 一个存放指令地址， 不要混淆。 15A 指令是存放在主存中的， 在主存中取出指令后送入控制器进行分析并发出各种操作序列。 而 数据流则是在运算器和主存之间流动。 16D 软件和硬件具有逻辑上的等效性， 硬件实现具有更高的执行速度， 软件实现具有更好的灵活 性，通常对执行频繁、硬件实现代价不是很高的功能由硬件实现。故选 D。 17B CPU 由运算器和控制器组成，而运算器和控制器中部含有寄存器。 18A 数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库、数据。

20、库管理系统、应 用系统、数据库管理员构成，其中数据库管理系统是系统程序。 19C 相连存储器既可以按地址寻址又可以按内容 (通常是某些字段) 寻址， 为与传统存储器区别， 又称为按内容寻址的存储器。 20B 计算机只能从主存中取指令与操作数，不能真接连接外存。 二、综合应用题 解答： 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。 1.3.2 习题精选 一、。

21、单项选择题 1D ：CPU的时钟频率，也即CPU主频， 一般来说， 一个时钟周期内完成的指令数是固定的， 所以主频越高CPU 的速度也就快，程序的执行时间就越短。 ：数据在功能部件之间传送的路径称为数据通路，数据通路的功能是实现 CPU 内部的运 算器和寄存器以及寄存器之间的数据交换。 优化数据通路结构， 可以有效提高计算机系统的 吞吐量，从而加快程序的执行速度。 ： 计算机程序需要先转化成机器指令序列才能最终得到执行， 通过对程序进行编译优化可 以得到更优的指令序列，从而使得程序的执行时间也越短。 2D 3D 4B 存储体由许多存储单元组成， 每个存储单元又包含若干个存储元件， 每个存储元件。

22、能寄存一 位二进制代码“O”或“1” 。可见，一个存储单元可存储一串二进制代码，称这串二进制代 码为一个存储字，这串二进制代码的位数称为存储字长。 5C 计算机中一个字的长度可以是 16、32、64 位等。 6C 机器字长、指令字长和存储字长，三者可以相等也可以不相等，视不同机器而定。一个存储 单元中的二进制代码的位数称为存储字长。存储字长等于MDR的位数，而数据字长是一次 存取数据的长度，它可以不等于 MDR 的位数。 7C 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。 8B 计算机的位数即是机器字。

23、长， 也就是计算机一次能处理的二进制数的长度。 计算机的位数和 操作系统的位数是不一样的，操作系统的位数是操作系统可寻址的位数。 9C MFLOPS 是指每秒执行多少百万次浮点运算，该参数用来描述计算机的浮点运算性能，而 用于科学计算的计算机主要就是评估浮点运算的性能。 10D 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。 11C 机器字长是计算机内部一次可以处理的二进制数的位数。 12B 汇编程序员可以通过指定待执行指令的地址来设置PC的值，状态寄存器、通用寄存器只有 为汇编程序员可见，才能。

24、实现编程，而 IR、MAR、MDR 是 CPU 的内部工作寄存器，对程 序员均不可见。 13B 主频、主存容量和指令系统(间接影响 CPI)并不是综合性能的体现。吞吐率指系统在单位时 间内处理请求的数量，是评价计算机系统性能的综合参数。 14A 15A CPI 是一种衡量 CPU性能的指标，即执行一条指令所需的时钟周期数，系统结构、指令集、 计算机组织都会影响CPI，而时钟频率并不会影响到 CPI，但可以加快指令的执行速度。如 一条指令的执行需要 10个时钟周期，则一台时钟频率为1GHz 的CPU执行这条指令要比 一台时钟频率为 100MHz 的 CPU 快； 16C ：会计电算化属于计算机数。

25、据处理方面的应用。: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。：这样集成的芯片称为 CPU。 二、综合应用置 1解答： 由主存容量为 64Kx32 位，得 216=64K，故 MAR 为 16 位PC 为 16 位MDR 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： PCMAR Ad(IR)MAR MDRIR 取数：MDRACC，存数：ACCMDR MDRX 2解答： 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=16。

26、0%+218%+412%+810%=2.24 MIPS 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 MIPS40/CPI=40/2.24=17.9 程序的执行时间 T=CPIT_ICxI，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=CPIT_ICI=CPI(1/f)1=5.610-8I 秒 3解答： 1)A机的 CPU 主频为 8MHz，所以 A机的 CPU 时钟周期=1/8MHz=0.125s。 2)A机的平均指令周期=/0.4MIPS=2.5s。 3)A机平均每条指令的时钟周期数=2.5s/。

27、0.125s=20。 因微机 A和 B 片内逻辑 1 电路完全相同，所以 B 机平均每条指令的时钟周期数也为 20。 由于 B 机的 CPU 主频为 12MHz所以 B 机的 CPU 时钟周期=1/12MHz= 1/12s。 B 机的平均指令周期=20(1/12)5/3s。 B 机的平均指令执行速度=1/(5/3)s=0.6MIPS。 另解：B 机的平均指令执行速度=A机的平均指令执行速度(12/8)0.4MIPS(12/8) =0.6MIPS。 4解答： 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=143%+221%+212%+224%=1.57 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： 所以:CP1=143%75%+243%25%+221%+212%+324%1.92。。