Relax1000 计算机组成原理 · 第1章 计算机系统概述 · 题目¶
第1章 计算机系统概述¶
本章 35 题；题目册印刷页 62–66。
Q1¶
下面有关指令集体系结构的说法中，错误的是（ ）。
- A．指令集体系结构位于计算机软件和硬件的交界面上
- B．指令集体系结构是指低级语言程序员所看到的概念结构和功能特性
- C．程序员可见寄存器的长度、功能与编号不属于指令集体系结构的内容
- D．指令集体系结构的英文缩写是 ISA
Q2¶
下面各选项中不属于指令集体系结构 ISA 描述的内容的是（ ）。
- A．指令的寻址方式
- B．指令的操作码个数
- C．乘法器的设计方式
- D．通用寄存器的编号
Q3¶
在冯·诺依曼结构计算机中，下列说法正确的是（ ）。
- A．指令和数据在主存中的物理存储形式没有本质区别
- B．指令只能存放在低地址区域，数据只能存放在高地址区域
- C．指令和数据必须分别使用不同的存储器
- D．数据一旦被 CPU 取出，就一定会被解释为操作数
Q4¶
以下不属于冯·诺依曼计算机核心部件的是（ ）。
- A．运算器
- B．控制器
- C．存储器
- D．总线接口
Q5¶
计算机系统层次结构由低到高依次是（ ）。
- A．微程序级→机器语言级→操作系统级→汇编语言级→高级语言级
- B．微程序级→机器语言级→汇编语言级→操作系统级→高级语言级
- C．机器语言级→微程序级→操作系统级→汇编语言级→高级语言级
- D．微程序级→操作系统级→机器语言级→汇编语言级→高级语言级
Q6¶
在 C 语言程序的处理过程中，将目标文件和库函数组合成可执行文件的阶段是（ ）。
- A．预处理
- B．编译
- C．汇编
- D．链接
Q7¶
计算机系统中涉及多种语言形式，下列关于各种“语言”描述，错误的有（ ）。
I. 汇编语言可直接被 CPU 执行
II. 机器语言是一种硬件描述语言，可被 CPU 直接执行
III. 汇编语言和机器语言相对独立，可被翻译成不同机器上的机器语言
IV. 高级语言只能通过翻译程序转换成汇编语言再由汇编程序转换为机器语言
- A．I、II、III
- B．I、II、IV
- C．II、III、IV
- D．I、II、III、IV
Q8¶
计算机分层系统中，属于“软件不可感知”的层次是（ ）。
- A．汇编语言层
- B．微代码层
- C．操作系统层
- D．指令集架构层
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
Q9¶
加法器实现采用并行进位方式还是串行进位方式属于计算机系统层次中的（ ）层。
- A．操作系统/虚拟机
- B．指令集体系结构（ISA）
- C．微体系结构
- D．功能部件
Q10¶
下面不属于冯诺依曼计算机主机部分的部件是（ ）。
- A．内部存储器
- B．磁盘
- C．运算器
- D．控制器
Q11¶
下列属于应用软件的是（ ）。
- A．操作系统
- B．编译程序
- C．链接程序
- D．文本处理程序
Q12¶
以下功能通常由硬件直接实现的是（ ）。
- A．进程调度
- B．浮点运算
- C．文件系统管理
- D．中断处理程序
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
Q13¶
指令集体系结构（ISA）的作用是（ ）。
- A．定义硬件逻辑设计规范
- B．规定软件与硬件的交互接口
- C．优化操作系统内核性能
- D．管理存储器层次结构
Q14¶
关于冯·诺依曼结构中“存储程序”思想，下列说法正确的是（ ）。
- A．程序只能存放在 CPU 中
- B．程序和数据都可以存放在存储器中
- C．数据存放在存储器中，程序只能存放在外设中
- D．程序必须以高级语言形式存放在存储器中
Q15¶
在冯·诺依曼计算机中，CPU 区分从存储器中取出的是指令还是数据的依据是（ ）。
- A．指令和数据所在的存储单元地址不同
- B．访问指令和访问数据所处的指令执行阶段不同
- C．访问指令和访问数据的寻址方式不同
- D．指令和数据表示方式不同
Q16¶
在计算机中编写的高级语言程序，都必须被转换为一系列的低级机器指令，其中常见的语言处理程序为编译程序和解释程序，那么下列关于两者的说法正确的是（ ）。
- A．编译程序生成的目标代码具有良好的可移植性，解释程序生成的目标代码执行效率高
- B．编译程序适合执行时间短、运行频率高的程序，解释程序适合执行时间长、运行频率低的程序
- C．编译程序和解释程序在执行过程中，都需要将整个源程序转换为目标程序再执行
- D．编译程序产生的目标代码执行效率高，但可移植性较差；解释程序具有较好的可移植性，但执行效率较低
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
Q17¶
以下关于 MIPS 的描述错误的是（ ）。
- A．MIPS 越高实际性能不一定越好
- B．MIPS 依赖于具体指令集
- C．主频为 4GHz 且 CPI 为 2 的处理器 MIPS 为 2000
- D．MIPS 能够准确比较不同指令集机器的性能
Q18¶
关于计算机性能指标，下列说法错误的是（ ）。
- A．系统响应时间是指从用户发出请求到系统给出最终响应结果的总时间
- B．总线带宽不仅与总线时钟频率有关，还与总线宽度相关
- C．若两台计算机的 MIPS 值相同，则它们执行相同程序的速度一定相同
- D．磁盘 I/O 数据传输率会受到磁盘转速、寻道时间等因素影响
Q19¶
在评估计算机性能时，第一台计算机使用基准测试程序得到的结果为每秒执行 10000 轮整数运算，第二台计算机使用该基准测试程序得到的结果为每秒执行 15000 轮整数运算，仅考虑该测试结果，下列说法正确的是（ ）。
- A．第二台计算机执行整数运算的速度一定比第一台快 50%
- B．第二台计算机在处理通用任务时性能比第一台好 50%
- C．基准测试主要针对整数处理性能，第二台计算机在整数处理上可能更优
- D．由于基准测试程序单一，无法得出任何有效结论
Q20¶
若某处理器指令频度分布如下。则平均 CPI 为（ ）。指令类型 算数 访存 分支 其他比例 40% 30% 20% 10% CPI 1 2 3 4
- A．1.8
- B．2.0
- C．2.2
- D．2.4
Q21¶
某计算机 A 和 B 参数如下： A 时钟频率为 2 GHz，平均 CPI = 2，执行 100 万条指令；B 时钟频率为 3 GHz，CPI = 3，执行 80 万条指令。哪台机器执行时间更短？（ ）。
- A．A机执行时间更短
- B．B 机执行时间更短
- C．两机执行时间相同
- D．无法比较
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
Q22¶
下列因素中通常不会影响一个 CPU 的平均 CPI 的是（ ）。
- A．时钟频率
- B．指令系统结构
- C．微体系结构
- D．指令调度策略
Q23¶
有计算机 M 的主频为 100MHz，已知在 M 上乘法指令的 CPI 为 102，左移指令的 CPI 为 2。计算机上程序 P 的执行时间为 12s。将该程序中所有的乘 4 指令都换成左移两位的指令以进行优化，得到程序 P'的执行时间为 10s。则 P 中乘法指令被换成左移指令的数量是（ ）。
- A．1 × 106
- B．2 × 106
- C．3 × 106
- D．4 × 106
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
Q24¶
某计算机主频为 4 GHz，运行一个包含 20 亿条指令的程序。该程序中浮点指令占 25%，其余为整数指令。不管浮点指令还是整数指令，平均 CPI 都 为 2.5，且每条浮点指令完成 1 次浮点运算，则该计算机运行该程序的 MFLOPS 约为（ ）。
- A．200
- B．400
- C．800
- D．1600
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
Q25¶
假设一台计算机的 I/O 处理占整个系统运行时间的 10%，当 CPU 性能改进到原来的 10 倍，而I/O 性能仅改进为原来的两倍时，系统总体性能改进获得的加速比为（ ）。
- A．5.26 倍
- B．10 倍
- C．2 倍
- D．7.14 倍
Q26¶
以下给出了改善计算机性能的 4 种措施：①用更快的处理器来替换原来的慢速处理器机②增加同类处理器个数，使得不同的处理器同时执行程序③优化编译生成的代码，使得程序执行的总时钟周期数减少④减少指令执行过程中访问内存的时间对于某个特定的程序，以上措施中，能缩短其执行时间的措施是（ ）。
- A．①、② 和 ③
- B．①、② 和 ④
- C．①、③ 和 ④
- D．全部
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
王道核实旁注（非 Relax 原文）：缺并行前提
②增加处理器只有在该程序存在可并行部分、且软硬件能实际利用多处理器时才能缩短时间。原题没有这个前提，D 不能作为无条件结论。
[已撤销 · 2026-09-01 逐题复核] 本题是王道原题逐字照搬，王道给的答案就是 D，且王道解析明确认可②“增加处理器的个数，可以增加程序执行的并行性，缩短程序的执行时间”（王道 2027 第21页 [block: b_21_17]）。原旁注用工程前提否定教材结论，属越层判定。按 D 作答。
Q27¶
性能指标 MIPS 不能很好地反映计算机的性能，下列理由不正确的是（ ）。
- A．不同计算机的指令系统可能不同，单条指令完成的功能和复杂度也可能不同。
- B．同一程序在不同机器上编译后生成的机器指令条数可能不同。
- C．MIPS 与具体程序的指令组成有关，同一计算机运行不同类型程序时，MIPS 值可能不同。
- D．MIPS 完全由计算机的存储容量决定，存储容量越大，MIPS 值一定越高。
Q28¶
假设微处理器的主振频率为 30MHz，2 个时钟周期组成一个机器周期，一条指令的平均 CPI 为3，则它的平均运算速度为（ ）MIPS。
- A．10
- B．5
- C．15
- D．30
Q29¶
假定编译器对高级语言的某条语句可以编译生成两种不同的指令序列，A，B，C 三类指令的CPI 和两种不同序列中所含的三类指令的条数如下表所示，则下列结论错误的是（ ）。指令类 CPI 序列一的指令条数 序列二的指令条数A 1 2 4 B 2 1 1 C 3 2 1
- A．序列 1 比序列 2 少一条指令
- B．序列 1 比序列 2 执行速度快
- C．序列 1 的总时钟周期数比序列 2 多 1 个
- D．序列 1 的 CPI 比序列 2 的 CPI 大
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
Q30¶
假定用不同的编译器对同一个程序进行编译生成不同的目标代码指令序列，A、B 和 C三类指令的 CPI 和两种不同指令序列中所含的三类指令条数见下表。指令类 CPI 序列一的指令条数 序列二的指令条数A 1 5 × 109 10 × 109 B 2 1 × 109 1 × 109 C 3 1 × 109 1 × 109两个指令序列都在时钟周期为 2ns的机器上运行。根据计算得到其 MIPS 指标和执行速度两方面的结论为（ ）。
- A．序列一的 MIPS 数比序列二多 50，序列一的执行速度也比序列二快 10s
- B．序列二的 MIPS 数比序列一多 50，但序列一的执行速度比序列二快 10s
- C．序列二的 MIPS 数比序列一多 100，序列一的执行速度也比序列二快 20s
- D．序列二的 MIPS 数比序列一多 100，但序列一的执行速度比序列二快 20s
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
Q31¶
假设同一套指令集用不同的方法设计了两种机器 M1 和 M2。机器 M1 的时钟周期为 0.8ns，机器 M2 的时钟周期为 1.2ns。某个程序 P 在机器 M1 上运行时的 CPI 为 4，在 M2 上的 CPI 为 2。对于程序 P 来说，哪台机器的执行时间更短？执行时间缩短多少？（ ）。
- A．M1 比 M2 快，快 25%
- B．M2 比 M1 快，快 33%
- C．M1 比 M2 快，快 33%
- D．M2 比 M1 快，快 25%
Q32¶
用一台主频为 40MHz 的处理器执行标准测试程序，测试程序的指令条数（l）一共 5000 条它所包含的混合指令数和响应所需的时钟周期如下表给出。这个处理器的 MIPS 数和程序的执行时间分别为（ ）。
- A．2.24,2.8 × 10−4秒
- B．2.24,112 × 10−4秒
- C．17.9,2.8 × 10−4秒
- D．89.6,112 × 10−4秒
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
Q33¶
关于机器字长、存储字长、指令字长三者的关系，说法正确的是（ ）。
I．机器字长等于存储字长
II．机器字长通常等于整数倍的存储字长
III．指令字长通常等于整数倍的存储字长
IV．指令字长等于存储字长
- A．I、IV
- B．仅 IV
- C．II、IV
- D．II、III
Q34¶
一台计算机的字长为 4 个字节，则表明该机器（ ）。
- A．能处理的数据最大为 4 位十进制数
- B．能处理的数据最多为 4 位二进制数
- C．在 CPU 中能够作为一个整体加以处理的二进制代码为 32 位
- D．在 CPU 中运算的结果最大 2 的 32 次方
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
Q35¶
下列关于计算机的单位时间关系，正确的是（ ）。
I．时钟周期
II．机器周期
III．指令周期
- A．〔公式/符号见原页版面片段〕 ≥ 〔公式/符号见原页版面片段〕 ≥ 〔公式/符号见原页版面片段〕
- B．〔公式/符号见原页版面片段〕 ≥ 〔公式/符号见原页版面片段〕 ≥ 〔公式/符号见原页版面片段〕
- C．〔公式/符号见原页版面片段〕 ≥ 〔公式/符号见原页版面片段〕 ≥ 〔公式/符号见原页版面片段〕
- D．〔公式/符号见原页版面片段〕 ≥ 〔公式/符号见原页版面片段〕 ≥ 〔公式/符号见原页版面片段〕
原页版面片段（公式/表图/电路/代码/数据通路以此为准）
PDF 字形回源提示（非原文）
原 PDF 的部分数学字体没有 Unicode 映射；可搜索文本保留了明确占位，公式和符号以本题的原页片段为准。