1、计算机系统概论模拟试卷 3 及答案与解析一、单项选择题1 ( )被称为计算机之父，他的贡献是将计算机设计成由 5 个模块组成并实现自动运算。( )被称为现代计算机之父，他的贡献是将采用存储程序的思想来实现通用计算机。( )提出了现代计算机的理论模型。每 18 个月，微处理器的集成度将翻一番，速度将提高一倍，而其价格将降低一半。这个规律被称为( )定律。I巴贝奇 (Babbage) 冯诺依曼 图灵 摩尔 布尔（A）、（B） 、（C） 、（D）、2 第 1 代电子计算机采用的逻辑器件是( )，第 2 代电子计算机采用的逻辑器件是( )，第 3 代电子计算机采用的逻辑器件是( )，第 4 代电子计算
2、机采用的逻辑器件是( ) 。电子管 晶体管 二极管 三极管 CMOS中小规模集成电路 大规模集成电路（A）、（B） 、（C） 、（D）、3 将功能不再改变的软件存储在 ROM 中，称之为( )。（A）BIOS（B）系统软件（C）固件（D）中间件4 下列关于“ 固件” 的说法，正确的是 ( )。（A）固件是一种基于时序逻辑的硬件（B）固件具有易失性（C）固件是一种基于存储逻辑的硬件（D）固件是将软件的功能用硬件来实现5 软件和硬件在( ) 是等价的，在( ) 上是不等效的。这叫做软硬件的等价性原理。功能 性能 成本价格 可靠性（A）、（B） 、（C） 、（D）、6 下列性能指标中，系统管理员最关
3、心的是( )，事务处理用户(如银行、证券等事务处理系统的用户)最关心的是( )。吞吐率 MIPS 响应时间 CPI（A）、（B） 、（C） 、（D）、7 评价计算机系统的指标中，越大越好的是( )。字长 主存容量 CPI 主频 功耗 MTTF（A）、（B） 、（C） 、（D）、8 下列技术中，有利于提高吞吐率的是( )。提高主频 CPU 中采用流水线技术 进程调度采用短作业优先策略采用多级反馈队列来进行进程调度 进程调度采用时间片轮流策略（A）、（B） 、（C） 、（D）全部9 下列技术中，有利于缩短响应时间的是( )。提高主频 CPU 中采用流水线技术 提高 IO 中断的优先级提高 CPI
4、控制器采用 “微程序”控制技术（A）、（B） 、（C） 、（D）全部10 下列技术中，能降低 CPI 的是( )。简化数据通路结构 流水线 超标量 超流水线 超长指令字VLIW 对程序进行编译优化 提高主频（A）、（B） 、（C） 、（D）全部11 决定计算机计算精度的性能指标是( )。（A）字长（B） MAR 的长度（C） CPI（D）MIPS12 绝大多数性能指标是绝对的性能指标，即无需参照的性能指标。还有一些性能指标是相对的，即需要对应一定的参照。下列计算机性能指标中，属于相对指标的是( )。（A）吞吐率（B）响应时间（C） MTTR（D）加速比13 冯诺依曼计算机中指令和数据均以二进制
5、形式存放在存储器中，CPU 别它们的依据是( ) 。（A）指令操作码的译码结果（B）它们在主存储器中所处的位置（C）指令和数据的寻址方式（D）它们被读，ACPU 中所处的位置14 下列关于“ 冯诺依曼计算机 ”的说法中，错误的是( )。（A）冯诺依曼计算机所能完成的功能是由其所存储的程序决定的（B）在冯 诺依曼计算机中，下一条指令的地址只能由“程序计数器” 给出（C）冯 诺依曼计算机的指令和数据分别存储在不同的存储器内（D）冯诺依曼计算机只能处理以二进制形式表示的信息15 下列特点中，不属于冯诺依曼计算机的基本特点的是( )。（A）存储器按地址访问（B）既可以采用二进制，又可以采用十进制（C）
6、计算机分为五大功能模块（D）计算机采用“ 存储程序控制”16 下列特点中，属于冯诺依曼计算机的基本特点的是( )。（A）指令和数据混合存放在同一个存储器中（B）指令的操作数至少有一个来自寄存器（C）存储器既可按地址访问，又可按内容访问（D）操作数的类型取决于指令的操作码17 下列关于计算机层次结构的说法，正确的是( )。（A）上一层以更高的性能实现了下一层的功能（B）越往上层，功能越强（C）下一层的实现可能会用到上一层的功能（D）使用上一层的功能必须了解下一层的内部组成结构或者算法。18 下列关于计算机层次结构的说法中，不正确的是( )。（A）对于都能实现的一个功能，调用上一层的接口比调用下一
7、层的接口要花费更多的时间（B）为了更好地实现一个功能，上一层既可调用下一层的接口，也可调用更下一层的接口（C）下一层的实现与上一层无关（D）上一层的功能由下一层的功能来实现19 对汇编语言程序员而言，下列选项中不透明的是( )。 主存储器的模 m 交叉存取 指令寄存器 Cache 存储器通用寄存器的个数 存储器的最小编址单位 IO 系统是否采用通道方式采用流水技术来加速指令的解释 流水线中的相关专用通路的设计（A）、（B） 、（C） 、（D）、20 下列关于“ 兼容” 的说法中，正确的是 ( )。（A）指计算机软件或硬件在不同计算机之间的通用性（B）指计算机软件或硬件在同一系列不同型号的计算机
8、之间的通用性（C）指计算机软件在同一系列不同型号的计算机之间的通用性（D）指计算机硬件在不同厂家生产的计算机之间的通用性21 计算机硬件能够直接识别的语言是( )。（A）高级语言（B）机器语言（C）汇编语言（D）自然语言22 任何高级语言源程序或汇编语言源程序都必须翻译成机器代码才能在硬件上执行。下列程序中，不负责完成这种翻译转换任务的是( )。（A）基准程序(BenChmarks)（B）汇编程序（C）解释程序(或解释器)（D）编译程序(或编译器)23 在计算机系统的层次结构中，位于硬件以上的所有层次统称为( )。（A）应用软件（B）系统软件（C）程序（D）虚拟机24 计算机的层次结构从上到下
9、(或从外到内)依次是( )。（A）系统软件、应用软件、硬件系统（B）应用软件、系统软件、硬件系统（C）系统软件、硬件系统、应用软件（D）硬件系统、应用软件、系统软件25 迄今为止，计算机中的所有信息仍是以二进制方式表示的，其理由是( )。（A）运算速度快（B）运算方法简单（C）易于理解（D）物理器件性能决定26 下列关于“ 程序计数器 (PC)”的说法中，错误的是 ( )。（A）程序计数器专门用于保存下一条指令的所在存储单元的地址（B）即便是“NOP 指令空指令”，取指操作结束后，程序计数器的值也将增 1（C）若跳转指令的操作数是转移目标指令的地址，则计算机直接从指令寄存器 IR中取出下一条指
10、令的存储地址（D）不能通过指令来读出程序计数器的值27 负责指令译码的是( )。（A）ALU（B） CU（C）存储器内部的译码电路（D）IO 接口中的译码电路28 指令寄存器(IR) 的位数取决于( ) ，程序计数器(PC) 的位数取决于( )。机器字长 指令字长 存储字长主存地址空间大小 主存容量（A） 、（B） 、（C） 、（D）、29 访存数据寄存器(MBR)的位数取决于( )，访存地址寄存器(MAR)的位数取决于( )。机器字长 指令字长 存储字长主存地址空间大小 主存容量（A） 、（B） 、（C） 、（D）、30 下列关于计算机性能的说法中，正确的是( )。（A）指令条数少的代码序列
11、执行时间一定短（B）同一个程序在时钟频率不同的系列机上运行，时钟频率提高的倍数等于执行速度提高的倍数（C）执行不同程序，测得的同一台计算机的 CPI 可能不同（D）执行不同程序，测得的同一条机器指令的 CPI 可能不同31 设 CPI 为 12 的某计算机的时钟频率为 2 GHz，程序 A 在该计算机上的指令条数为 4109。已知某次在该计算机上运行程序 A 的周转时间 (从开始启动到执行结束的时间)为 4s，则该程序这次运行所用 CPU 时间占整个 CPU 时间的百分比大约是( )。（A）40（B） 60（C） 80（D）10032 以下有关计算机运算速度衡量指标的描述中，正确的是( )。（
12、A）MIPS 数大的机器一定比 MIPS 小的机器快（B） CPU 的主频越高速度越快（C） IPC 是指每个时钟周期内平均执行的指令条数（D）观测到的用户程序执行时间就是 CPU 执行该程序的时间33 若某个基准测试程序在机器 A 上运行时需要 200 ms，而在机器 B 上的运行时间是 016 s，则如下给出的结论中正确的是( )。（A）所有程序在机器 A 上都比在机器 B 上运行速度慢（B）机器 A 的速度大约是机器 B 的 125 倍（C）机器 B 的速度大约是机器 A 的 125 倍（D）机器 A 比机器 B 大约慢 125 倍二、计算题34 已知某程序在时钟频率为 1 MHz 的计
13、算机 A 上运行需要 100 s，在与计算机 A具有相同指令集的计算机 B 上运行需要 50 s。由于采用了新技术，计算机 B 的时钟频率得到了提高，不过执行一条指令所花费的平均时钟周期数 CPI 也有所增加，故该程序在计算机 B 上运行所花费的时钟周期数是在计算机 A 上运行的时钟周期数的 2 倍。请问计算机 B 的时钟频率是多少?35 已知计算机 A 有 11、12、13 和 14 4 条指令，其 CPl 分别为 1、3、4 和 5。某程序先被编译成目标代码 01，01 包含这 4 条指令的条数分别是 3、6、9 和 2。采用优化编译后，该程序得到的目标代码为 02，02 包含这 4 条指
14、令的条数分别是8、6、6 和 2。问哪个目标代码包含的指令条数最少?哪个目标代码的执行时间最短?Ol 和 02 的 CPl 分别是多少?36 已知某程序编译得到的目标代码 01 包含 4 类指令 11、12、13 和 14，其 CPl 分别为 2、3、4 和 5，它们在目标代码中所占比例分别为 40、20、30、10。采用优化编译后，该程序得到的目标代码为 02，02 中 13 的指令条数减少了20，其他指令的条数没有变化。请问：(1)01 和 02 的 CPl 分别是多少?(2)设机器的主频为 1 GHz，基于 01 和 02 测得的机器 MIPS 分别是多少?计算机系统概论模拟试卷 3 答
15、案与解析一、单项选择题1 【正确答案】 A【试题解析】 此题考查计算机的发展历程中做出重要贡献的人物。【知识模块】 计算机系统概论2 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查划分计算机发展代次的因素以及半导体元器件的名称。【知识模块】 计算机系统概论3 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查是固件的概念。【知识模块】 计算机系统概论4 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查固件、时序逻辑、存储逻辑以及易失性的概念。【知识模块】 计算机系统概论5 【正确答案】 A【试题解析】 此题考查软硬件的等价性原理。【知识模块】 计算机系统概论6 【正确答案】 C【试题解析】 CPI 是 CyCles Per
16、 InstruCtion(每条指令的平均时钟数)的缩写。【知识模块】 计算机系统概论7 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查计算机性能指标的概念。【知识模块】 计算机系统概论8 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查计算机性能指标吞吐率、主频的概念，流水线的设置目的，操作系统中进程调度的相关策略及其侧重点。其中，短作业优先策略侧重提高吞吐率，采用时间片轮流策略侧重缩短响应时间，多级反馈队列兼顾吞吐率和响应时间。【知识模块】 计算机系统概论9 【正确答案】 A【试题解析】 此题考查计算机性能指标响应时间、主频、CPI 的概念，流水线的设置目的，“微程序”控制技术的优缺点。其中，“微程序”控制技
17、术的优点是易于扩充或修改指令，缺点是导致指令执行时间延长。【知识模块】 计算机系统概论10 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查计算机性能指标CPI 的概念和计算方法，超标量、超流水线、超长指令字 VLIW 的概念，简化数据通路结构和对程序进行编译优化的目的。其中，简化数据通路结构的目的是缩短指令的执行时间，这是有利于降低CPI 的；对程序进行编译优化的目的：减少流水线相关；选择执行时间短的指令来完成同样的功能；减少指令条数等。这些优化是有利于降低 CPI 的。【知识模块】 计算机系统概论11 【正确答案】 A【试题解析】 此题考查计算机性能指标一一字长、CPI 、MIPS 的概念，计算机组
18、成部件 MAR 的概念。其中， MAR 的长度影响的是计算机能管理存储空间的大小。【知识模块】 计算机系统概论12 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查计算机性能指标一一吞吐率、响应时间、MTTR、加速比的概念。其中，MTTR 为平均故障修复时间，加速比(Speedup Rate)是指解决某个问题，在原有的计算条件(算法、程序或者硬件平台)下所花费的时间与在新的计算条件下所花费的时间的比值。【知识模块】 计算机系统概论13 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查计算机的基本组成结构和工作过程。指令操作码的译码结果只决定指令的功能，指令和数据在主存储器中是混合存储的，指令和数据的寻址方式只决定
19、访问哪个单元，这些都不足以区分指令和数据。只有指令和数据被读入CPU 后，分别存人 IR 和通用寄存器，这时 CPU 才能区分哪个是指令、哪个是数据。故选 D。【知识模块】 计算机系统概论14 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查冯诺依曼计算机的特征。在冯 诺依曼计算机中，指令和数据是混合存储在同一个存储器中。指令和数据分别存储在不同的存储器内的计算机结构被称为“哈佛结构”。故选 C。【知识模块】 计算机系统概论15 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查的知识点是冯诺依曼计算机的特征。【知识模块】 计算机系统概论16 【正确答案】 A【试题解析】 此题考查的知识点是冯诺依曼计算机的特征。【
20、知识模块】 计算机系统概论17 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查的知识点是计算机层次结构和透明性的概念。在计算机层次结构中，越往上层，功能越强，但性能下降，故选 B。C 和 D 是错误的，它们违反了计算机层次结构的特点和透明性的要求。【知识模块】 计算机系统概论18 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查的知识点是计算机层次结构的概念。B 违反了计算机层次结构的特点，是错误的。故选 B。【知识模块】 计算机系统概论19 【正确答案】 B【试题解析】 透明性是指程序员无需关心、了解某些客观存在的事物。主存储器的模 m 交叉存取、CaChe、指令寄存器 IR、采用流水技术来加速指令的解释以及
21、在流水线中采用转发技术(设置相关专用通路)，对汇编语言程序员而言，是透明的。编写程序时，汇编语言程序员必须了解通用寄存器的个数、存储器的最小编址单位以及 IO 系统是否采用通道方式(涉及通道指令)，所以是不透明的。【知识模块】 计算机系统概论20 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查软件兼容和系列机的概念。【知识模块】 计算机系统概论21 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查机器语言与汇编语言的区别。【知识模块】 计算机系统概论22 【正确答案】 A【试题解析】 基准程序是专门用来测试、评价、比较计算机系统性能的一组典型应用程序。汇编程序的功能是将汇编语言源程序翻译成机器代码。【知识模块】
22、 计算机系统概论23 【正确答案】 D【试题解析】 此题考查计算机层次结构和虚拟机的概念。【知识模块】 计算机系统概论24 【正确答案】 B【试题解析】 计算机的层次结构从上到下依次是应用软件、系统软件、硬件系统。【知识模块】 计算机系统概论25 【正确答案】 D【试题解析】 目前，计算机采用二进制的原因是由物理器件性能决定，电子器件只能稳定地表示两种状态。【知识模块】 计算机系统概论26 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查程序计数器 PC 的功能与用法。跳转指令的功能是修改PC，计算机总是根据程序计数器 PC 的值来访问主存储器取出下一条指令。【知识模块】 计算机系统概论27 【正确答案
23、】 B【试题解析】 此题考查的知识点是指令译码的概念和控制单元 CU 的功能。【知识模块】 计算机系统概论28 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查的知识点是指令寄存器 IR 和程序计数器 PC 的概念。【知识模块】 计算机系统概论29 【正确答案】 D【试题解析】 访存数据寄存器有些文献称为 MBR，有些文献称为 MDR。访存地址寄存器 MAR 的位数地址总线宽度取决于主存地址空间大小，主存容量常指实际的主存储器容量，它一般小于主存地址空间大小。【知识模块】 计算机系统概论30 【正确答案】 C【试题解析】 此题考查指令条数、时钟频率和 CPI 的基本概念以及相互影响。【知识模块】 计算机
24、系统概论31 【正确答案】 B【试题解析】 此题考查的知识点是程序执行所需的 CPIJ 时间=(指令条数CPI)时钟频率。 该程序这次运行所用 CPU 时间占整个 CPU 时间的百分比等于： (指令条数CPI)时钟频率周转时间100=(410 912)2GHz4100 =60【知识模块】 计算机系统概论32 【正确答案】 C【试题解析】 机器执行程序的快慢还取决于程序在机器上的指令条数。同一个程序 翻译成 MIPS 数大的机器的目标代码中的指令条数可能要多于 MIPS 小的机器的目标代码中的指令条数。CPU 速度与 CPU 的主频有关，但并不是主频越高速度越快。一个用户程序执行过程中可能会插入
25、运行其他程序，所以通常观测到的用户程序执行时间要大于其真正的 CPU 执行时间。【知识模块】 计算机系统概论33 【正确答案】 C【试题解析】 A、B 显然不正确。V BV A=200160=1 25，V B=125V A。C 正确。机器 A 比机器 B 大约慢 025 倍，故 D 不正确。【知识模块】 计算机系统概论二、计算题34 【正确答案】 程序在机器 A 上运行所花费的时钟周期数为：运行时间时钟频率=100s1 MHz=100M则程序在机器 B 上运行所花费的时钟周期数为：2100M=200M。机器 B 的时钟频率=200M50s=4MHz【知识模块】 计算机系统概论35 【正确答案】
26、 OI 包含的指令条数为：3+6+9+2=20。02 包含的指令条数为：10+5+5+2=22。所以，01 包含的指令条数少。01 的时钟周期数为：3 1+6 3+94+25=67 。02 的时钟周期数为：101+53+54+25=55。可见， 02 的时钟周期数却少，02 的执行时间短。程序的 CPI=程序总的时钟周期数程序包含的指令条数。所以，01 的CPI=6720=335，02 的 CPI=5522=25。【知识模块】 计算机系统概论36 【正确答案】 优化编译后，目标代码中各类指令所占比例分别为：13：30(1 20)30(120)+40+20+10100=255311：40(40+20+24+10)100=425512：20(40+20+24+10) 100=212814：10(40+20+24+10)100=1064(1)01 的 CPI=240+320+430+510=31。02 的 CPI=24255+3 21 28+42553+51064=304。(2)基于 01 测得的机器 MIPS=1GHz31=1000M31=32258 MIPS。基于 02 测得的机器 MIPS=1GHz304=32895 MIPS。【知识模块】 计算机系统概论
