计算机学科专业基础综合组成原理-计算机系统概述数据的表示和运算三

1、计算机学科专业基础综合组成原理-计算机系统概述、数据的表示和运算（三）（总分：100.00，做题时间：90分钟）一、B单项选择题/B（总题数：52,分数：52.00）1. 下列关于冯诺依曼计算机的叙述中，不正确的是 。A.计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备、输岀设备五部分组成 B.数据和程序在计算机中都用二进制数表示，且存放于计算机的存储器之中 C.冯诺依曼计算机是一种虚拟计算机系统 D.目前的大多数计算机还是基于冯诺依曼计算机的（分数：1.00）A.B.C. VD.解析：冯诺依曼计算机的要点包括：（1）计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输岀设备五大基本部件组成；

2、（2）计算机内部采用二进制来表示指令和数据；（3）将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，这就是存储程序的基本含义。冯诺依曼计算机不是虚拟计算机 系统。2. 计算机系统包括。 A.运算器、存储器、控制器 B.主机与外部设备 C.硬件系统与软件系统D.系统软件与应用软件（分数：1.00 ）A.B.C. VD.解析：广义上来讲，计算机系统包括计算机软件和硬件。3. 下列说法中错误的是。 A.主频为1GHz的CPU运算性能可能强于主频为 2GHz的CPU B.衡量用于科学计算的 CPU性能的主要指标为MFLOPS C.字长指计算机能直接处理的二进制信息的位数 D.主频是指CPU

3、机器周期的倒数A.B.C.D. V解析：主频是指CPU时钟周期的倒数，而不是 CPU机器周期的倒数。4. 下图中计算机硬件系统基本组成部件1、2、3、4和5的名称是* A.1控制器2运算器3存储器4输入设备5输岀设备 B.1运算器2控制器3存储器4输入设备5输岀设备C.1运算器2存储器3控制器4输入设备5输岀设备D.1运算器2控制器3存储器4输岀设备5输入设备（分数：1.00 ）A.B. VC.D.解析：图中所示为冯诺依曼计算机硬件系统的五大基本部件，包括运算器、控制器、存储器、输入设备 和输岀设备。运算器用来进行各种运算和数据转换；控制器则为计算机的工作提供统一的时钟和各种命令， 协调计算机

4、各部件自动地工作；存储器用来存放程序、数据；输入设备和输岀设备用来接收用户提供的外 部信息或向用户提供输出信息。图中虚线框内是CPU部分，CPU包括运算器和控制器，据此可排除选项Co与其他4个部件均有联系，可以确定是控制器，据此可排除选项Ao最后，根据信息的传送方向可确定为输入设备，为输出设备。5. 根据，我们可以将计算机的发展史分为四代。* A.计算机规模B.计算机速度* C.操作系统* D.物理器件（逻辑元件）（分数：1.00 ）A.B.C.D. V解析：根据物理器件的不同，可以将计算机的发展分成不同的时代。6. 以下说法中不正确的是o A.指令系统是一种计算机的机器语言* B.汇编语言是

5、一种与机器有关的符号语言* C.高级语言源程序编译成目标程序之后，可在各种机器上运行，与机器无关* D.只有机器语言程序在计算机中才能直接运行（分数：1.00 ）A.B.C. VD.解析：7. 在计算机系统的层次结构中，不属于虚拟机的层次是*A. 高级语言计算机B. 操作系统语言计算机C. 汇编语言计算机D. 机器语言（分数:1.00 )A.B.C.D. V解析：8. 从计算机系统结构的发展和演变看，早期的计算机是以 为中心的系统结构，而近代的计算机是以为中心的系统结构。A. 运算器，处理器B. 存储器，计算器C. 运算器，存储器D. 寄存器，运算器（分数:1.00 )A.B.C. VD.解析

6、：早期的计算机是以运算器为中心，近代的计算机是以存储器为中心。9. 对汇编语言程序员来说，以下部件中不透明的是 。*A. 指令缓冲器B. 移位器C. 通用寄存器D. 乘法器（分数:1.00 )A.B.C. VD.解析：汇编程序员在编程时，不需要考虑指令缓冲器、移位器、乘法器等部件。移位器、乘法器属于运算 器的设计。10. 计算机硬件系统直接运行的程序是A.源程序 B.目标程序C.汇编语言程序* D.高级语言程序（分数：1.00）A.B. VC.D.解析：计算机硬件系统能够直接运行的是目标程序。11. 下列叙述中正确的是 。A.大型计算机是指大型通用计算机，它属C/S模式B. 巨型计算机更适合于

7、高速度、大容量的计算任务C.VAX、PDP都属于小型计算机，两者是相兼容的* D. 工作站可以认为是一种高性能的微型计算机（分数：1.00 ）A.B.C.D. V解析：12. 将高级语言源程序转化为目标程序的过程是 。A.汇编* B.编译4C.解释* D.译码（分数：1.00 ）A.B. VC.D.解析：将高级语言转化为目标程序后，计算机硬件才能够执行，转化的过程为编译。13. 利用计算机硬件实现的功能比软件实现的功能优势在于 。* A.速度快* B.成本低* C.灵活性强* D.实现容易（分数:1.00）A. VB.C.D.解析：计算机硬件实现的功能优势在于速度快；劣势在于成本高，灵活性差。

8、14. 计算机中各部件之间的信号通常通过 传输。A.控制总线B.数据总线C.地址总线D.以上三种总线（分数：1.00）A.B.C.D. V解析：计算机中包括三种信号：控制信号、数据信号、地址信号。各部件之间的通信是通过控制总线、数据总线、地址总线实现的。15. MIPS（每秒百万次指令数）和MFLOPS每秒百万次浮点运算数）是衡量CPU性能的两个指标，其中 A.MIPS适合衡量向量处理机的性能,* B.MIPS适合衡量标量处理机的性能, C.MIPS反映计算机系统的峰值性能,* D.MIPS反映计算机系统的持续性能,MFLOP适合衡量标量处理机的性能MFLOP适合衡量向量处理机的性能MFLOP

9、S映计算机系统的持续性能MFLOP反映计算机系统的峰值性能（分数：1.00 ）A.B. VC.D.解析：MIPS反映的是单位时间内执行定点指令的条数，MFLOP是基于所完成的浮点操作次数而不是指令数。同一个程序，不同计算机运行所需的指令数会不同，但运算所用到的浮点数的次数却是相同的。以MIPS和MFLOPS乍为计量单位来衡量运算速度。MIPS表示每秒执行多少百万条指令，这里所说的指令一般是指加、 减运算这类短指令，适合于衡量标量机的性能。MFLOP表示每秒执行多少百万次浮点运算，MFLOPSg用于衡量向量机的性能。16. 下列说法中错误的是。* A.主频为1GHz的CPU运算性能可能强于主频为

10、 2GHz的CPU* B.衡量用于科学计算的 CPU性能的主要指标为MFLOPS* C.字长指计算机能直接处理的二进制信息的位数* D.主频是指CPU机器周期的倒数（分数：1.00 ）A.B.C.D. V解析：主频是指CPU时钟周期的倒数，而不是 CPU机器周期的倒数。17. 在计算机中，指令和数据均是以二进制代码存放的，那么能够区分指令和数据的部件是。A.总线 B.控制器* C.存储器D.运算器（分数：1.00 ）A.B. VC.D.解析：通过总线无法区分指令和数据；而控制器能通过总线和指令周期区分地址和非地址数据；运算器是对数据进行算术、逻辑运算的部件，存储器是存放指令和数据的部件，这两者

11、均无区分指令和数据的功能。18. 计算机的指令系统是计算机 的接口。 A.数据和指令 B.命令和显示* C.输入系统和输出系统* D.软件和硬件（分数：1.00 ）A.B.C.D. V解析：指令系统是计算机软件和硬件的接口。19. 影响CPU的因素主要包括 。* A.计算机组织* B.系统结构* C.指令集* D.以上三个（分数：1.00 ）A.B.C.D. V解析：本题考查计算机的性能指标。CPI是一种衡量CPU生能的指标，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。20. 计算机的机器字长为 32位，那么下列说法中正确的是 。A.通用寄存器一般为32位B.

12、数据总线宽度为32位 C.支持64位操作系统D.以上说法均不正确（分数：1.00 ）A. VB.C.D.解析：CPU次能够处理的数据长度称为机器字长。通常机器字长等于通用寄存器的长度。21. 计算机的应用包括 。 A.科学计算B.数据处理 C.人工智能D.以上三种（分数：1.00 ）A.B.C.D. V解析：计算机的主要应用包括：科学计算、数据处理、计算机控制、CAD/CA M人工智能22. 下列说法中正确的是 。A.卫星与运载火箭轨道的计算属于计算科学的应用范畴* B.企业信息系统属于数据处理的应用范畴* C.程控机床加工属于计算机控制的应用范畴* D.智能机器人属于计算机控制的应用范畴（分

13、数：1.00 ）A.B.C.D. V解析：智能机器人属于人工智能的应用范畴。23. 若用二进制数表示十进制数0到999999,则最少需要的二进制数的位数是 * A.6* B.16* C.20*D.100000（分数:1.00）A.B.C. VD.解析：如果用二进制表示 0999999（ V 220）则需要20位。24. 在补码加法运算中，产生溢岀的情况是 。I 两个操作数的符号位相同，运算时采用单符号位，结果的符号位与操作数相同两个操作数的符号位相同，运算时采用单符号位，结果的符号位与操作数不同山运算时采用单符号位，结果的符号位和最高数位不同时产生进位W.运算时采用单符号位，结果的符号位和最高

14、数位相同时产生进位V.运算时采用双符号位，运算结果的两个符号位相同运算时采用双符号位，运算结果的两个符号位不同A. i，m，v* B. U，W，WC. n，m，D. I，山，w（分数：1.00 ）A.B.C. VD.解析：常用的溢出判断方法主要有三种：采用一个符号位、采用进位位和采用变形补码。采用一个符号位 的溢出条件为：结果的符号位与操作数符号位不同。采用进位位的溢出条件为：结果的符号位和最高数位 不同时产生进位。采用双符号位 （变形补码）的溢出条件为：运算结果的两个符号位不同。25. 计算机中常采用下列几种编码表示数据，其中，0 编码相同的是 。I .原码 U.反码山.补码 W.移码 A.

15、 I和山* B. U和山C. m 和 w* D. I 和W（分数：1.00 ）A.B.C. VD.解析：假设字长为 8 位，+0原=00000000，-0原=10000000; +0反=00000000，-0反=11111111; +0补 =00000000，-0补=00000000; +0移=10000000，-0移=10000000o对于真值0，原码和反码各有两种不同 的表示形式，而补码和移码只有唯一的一种表示形式。正因为补码和移码0的表示形式唯一，才使得补码和移码比原码和反码能够表示的负数个数多一个。26. 如果X为负数，则已知X补，求-X补的方法是oA. X补各值保持不变B. X补符号

16、位变反，其他各位不变C. X补除符号位外，各位变反，末位加1D. X补连同符号位一起各位变反，末位加1（分数:1.00 ）A.B.C.D. V解析：-X补被称为X补的机器负数，由X补求-X补的过程称为对X补变补（求补），这是做减法运算时必 须要完成的操作。不管 X的真值为正或为负，已知X补求-X补的方法是：X补连同符号位一起各位变反， 末位加1 o X补表示的真值如果是正数，则变补后-X补所表示的真值变为负数；反过来，X补表示的真值如果是负数，则-X补所表示的真值变为正数。此题容易错选选项C。如果除符号位外，各位变反，末位加1，得到的是X原，而不是-X补，且只有X为负数时成立。27. 某计算机

17、字长8位，采用补码表示小数。若某数真值为-0.1001，则它在该计算机中的机器数形式为A.10111B.10110111C.10111000D.10110000（分数：1.00 ）A.B.C. VD.解析：补码与原码，X补求-X补的转换:原码转换成补码正数的补码与原码形式相同负数除符号位以外，其余各位求反，末位加 1X补求-X补连符号位一起各位求反，末位加1-0.1001=-0.1001000 ，将其表示成原码形式为1.1001000，再将1.1001000除符号位外，各位取反加 可得-0.1001000 的补码形式：1.01110000028. 原码乘法是* A.先取操作数绝对值相乘，符号位

18、单独处理B.用原码表示操作数，然后直接相乘* C.被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘* D.乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘（分数：1.00 ）A. VB.C.D.解析：对于原码的加、减、乘、除运算都是将操作数和绝对值分开来进行的，因此原码乘法是先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理。29. 某机器字长64位，其中一位符号位，定点小数补码的最大数、最小数分别为 。-64 工口 -.-64.A.1-2 和 2 -1B. 1-2 和 2-63-1C.1-2-64 和-1.D.1-2-63 和-1（分数：1.00）A.B.C.D. V解析：30. 若X补=0.1101010，则X原=。A

19、.1.0010101B.1.0010110C.0.0010110D.0.1101010（分数：1.00 ）A.B.C.D. V解析：31. 原码加减交替除法又称为不恢复余数法，因此 。* A.不存在恢复余数的操作* B.当某一步运算不够减时，做恢复余数的操作* C.仅当最后一步余数为负时，做恢复余数的操作* D.当某一步余数为负时，做恢复余数的操作（分数：1.00 ）A.B.C. VD.解析：32. 移码表示法主要用于表示 数的阶码E,以利于比较两个 的大小和操作A. 浮点，指数，对阶 B.定点，指数，对阶C.浮点，数符，对阶D.定点，数符，对阶（分数：1.00）B.C.D.解析：移码主要用于

20、表示浮点数的阶码，比较两个数的指数大小。33. 若定点整数64位，含1位符号位，补码表示，则所能表示的绝对值最大的负数为 A.-25464八B. -(2 -1)C.-26363八D.-(2 -1)(分数：1.00 )A.B.C. VD.解析：34. 下列编码中，不用于表示字符的是 * A.BCD B.EBCDIC C.Unicode* D.ASCII（分数：1.00 ）A. VB.C.D.解析：BCD码主要用于表示十进制数，4位二进制编码表示1位十进制数。EBCDIC和ASCII码表示的是西 文字符或符号，7位二进制编码表示1个字符。35. 若用双符号位，则发生正溢岀的特征是 。* A.00*

21、 B.01* C.10*D.11（分数:1.00）A.B. VC.D.解析：用双符号位产生正溢出的标志为01,产生负溢出的标志为10。36. 浮点加、减中的对阶应。A.将较小的一个阶码调整到与较大的一个阶码相同B.将较大的一个阶码调整到与较小的一个阶码相同C.将被加数的阶码调整到与加数的阶码相同D.将加数的阶码调整到与被加数的阶码相同（分数：1.00 ）A. VB.C.D.解析：37. 下列关于汉字编码的说法中，错误的是 。A.用于输入汉字的编码称为输入码或外码B.用于输岀汉字的编码称为字模码4C.计算机存储、处理汉字所使用的编码称为机内码或内码* D.输入码或外码与汉字字符的对应关系是一一对

22、应的关系（分数：1.00 ）A.B.C.D. V解析：此题考查汉字编码的基本知识。使新的码字的码距38. 海明校验码是在n个信息位之外增设k个校验位，从而形成一个k+n位的新的码字,比较均匀地拉大。n与k的关系是。k* A.2 - 1n+k* B.2k- 1n+k+1就可以了（设校验位的位数为k，信息位的位数 为n）。如果在纠正1位错的同时还要能发现 2位错，则满足2k-1 n+k+1o海明码的实现原理是：在有效信 息位中加入几个校验位形成海明码，使码距比较均匀地拉大，并把海明码的每一个二进制位分配到几个奇 偶校验组中。当某一位岀错后，就会引起有关的几个校验位的值发生变化，这不但可以发现错误，

23、还能指 岀错误的位置，为自动纠错提供了依据。39. 某浮点机字长8位，尾数和阶码都采用补码形式，且运算过程中数符和阶符都采用双符号位，基数为24o49. 接收到的（偶性）汉明码为1001101B,其中的信息为oA.1001B.0011C.0110D.0100（分数：1.00 ）A.B.C.D. V解析：此题考查汉明码的纠错方法。根据接收到的（偶性）汉明码：*形成检测位 P4P2P1 o 其中，P4=4?5?6?7, P2=2?3?6?7, Pi=1?3?5?7。本题的检测位如下：P4=4?5?6?7=1?1?0?1=1P2=2?3?6?7=0?0?0?1=1R=1?3?5?7=1?0?1?1=

24、1则P4P2PK11,即表示第7位在传输过程中出错。将其纠正，得到正确的汉明码为1001100B,从中提取出信息位为0100 B o50. 在字长为8位的定点整数计算机中，无符号整数X=246,则-X补码为o* A.00001010BB.11110110B* C.01110110B* D.11111011B（分数：1.00 ）A. VB.C.D.解析：此题考查无符号整数X的-X补码的计算方法。51. 对于长度固定的浮点数，若尾数的位数增加、阶码的位数减少，则 o A.可表示浮点数的范围与表示精度不变 B.可表示浮点数的范围与表示精度增加C.可表示浮点数的范围增加，但表示精度降低 D.可表示浮点

25、数的范围变小，但表示精度提高（分数：1.00）A.B.C.D. V解析：此题考查浮点数格式中尾数位数与所表示数据精度的关系以及阶码位数所表示数据范围的关系。52. 下列关于机器零的说法中，正确的是 。 A.发生“下溢”时，浮点数被当作机器零，机器将暂停运行，转去处理“下溢”B.只有以移码表示阶码时，才能用全0表示机器零的阶码C.机器零属于规格化的浮点数 D.定点数中的零也是机器零（分数：1.00 ）A.B. VC.D.解析：此题考查的知识点是：只有以移码表示阶码时才能用全0表示机器零的阶码。二、B综合应用题/B（总题数：8,分数：48.00）53. 计算机硬件系统由哪几个功能部件组成？每个部件

26、完成的主要功能是什么 ？（分数：6.00 ）正确答案：（计算机硬件是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输岀设备组成的。运算器：数据处理,完成算术运算和逻辑运算。控制器：从存储器中取岀指令，并进行指令译码。存储器：存储数据与程序。输入设备：输入数据，并且把人读数据变为机读数据。输岀设备：输岀数据，并且把机读数据变为人读数据。它们是通过总线连接在一起的，其中总线包括数据总线、地址总线和控制总线。）解析：54. 简述操作系统的主要作用。（分数：6.00 ）正确答案：（操作系统是使用计算机硬件指令系统所提供的指令设计岀来的程序，把一些常用功能以操作命令或者系统调用的方式提供给使用者。操作系统主要承担

27、计算机系统中的资源管理与分配，也向使用者和程序设计人员提供简单、方便、高效的服务。）解析：55. 双符号位的作用是什么？它只出现在什么部件中？（分数：6.00 ） 正确答案：（双符号位能容易检查加、减运算中的溢岀情况。当符号位相同，数值结果正确；当符号位为01或10时，表示数值溢出。04表示两个正数相加之和的情况，通常称数值“上溢”； 10表示两个负 数相加之和小于-1的情况，通常称为数值“下溢”。前面的 1个符号位是正确的符号位。 只有在算术和 逻辑运算部件中采用双符号位。因为只在把两个模 4 补码的数值送往算术和逻辑运算部件完成加、减运算 时，才把每个数的符号位的值同时送到算术和逻辑运算部

28、件的两位符号位，所以只有在算术和逻辑运算部 件中采用双符号位。 ）解析：56. 如果要实现对 8 位数据进行汉明校验，需要设置的校验位数有几位?设计该汉明校验码的编码。（分数： 6.00 ） 正确答案： （为实现对 8 位数据 （数据位用 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 表示） 的汉明校验，应安排 5 位校验位（ 校验位用 P5 P4 P3 P2 P1 表示 ） 。 生成校验位与数据位的对应关系表，完成把每个数据位划分在形成不 同校验位的偶校验值的逻辑表达式中，即可设计出汉明校验码的编码逻辑表达式和译码逻辑表达式： 对Pi ，总是用在 Pi 取值为 1的行中的、用1标记出来的数

29、据位计算该 Pi 的值。 P5=D8?D7?D6?D5?D4?D3?D2?D1P4=D8?D7?D6?D5 P3=D8?D4?D3?D2 P2=D7?D6?D4?D3?D1 P1=D7?D5?D4?D2译码逻辑表达式：用一个校验 码和形成这个校验码的编码方式执行异或。 S5=P5?D8?D7?D6?D5?D4?D3?D2?D1?P4?P3?P2?P1S4=P4?D8?D7?D6?D5 S3=P3?D8?D4?D3?D2 S2=P2?D7?D6?D4?D3?D1 S1=P1?D7?D5?D4?D2?D1）解析：57假定 X=0.0110011X2 11, Y=0.1101101X2 -10（此处

30、的数均为二进制）。（1）浮点数阶码用 4位移码、尾数用 8位原码表示 （含符号位 ），写出该浮点数能表示的绝对值最大、最小的（ 正数和负数 ） 数值；（2）写出X、Y正确的浮点数表示（注意，此处预设了个小陷阱）；（3）计算 X+Y。（分数： 6.00 ）正确答案： (1) 绝对值最大： 1 111 0 1111111， 1 111 1 1111111。绝对值最小： 0 001 0 0000000 ， 0 001 1 0000000 。(2) X ： 101100110011 ， Y： 011001101101 。(3) 计算 X+Y。A:求阶差：| E|=|101l-0110|=0101B:对

31、阶：Y 变为 1 011 0 00000 1101101C:尾数相加：00 0110011 00000+00 00000 110110 仁00 0110110 01101D:规格化：左规：尾数为 0 1101100 1101，阶码为1010E:舍入处理：采用 0舍1入法处理，则有 00 1101100+仁001101101F:不溢出所以，X+Y最终浮点数格式的结果为：1 010 0 1101101 ，即0.1101101 X2 正确答案：（1）阶码相加：X+Y移=凶移+Y补=01 011+11 110=01 001 o（符号位10第1位为0，不溢出；00时上溢，01时下溢。） 尾数相乘结果：

32、0 1010110 110111 。 已满足规格化要求，不需左规，尾数不变，阶码仍为 001o 舍入处理：按 0 舍 1 入规则，尾数之后的 6 位 110111 舍去，尾数 +1=0 1010111 所以，XXY最终浮点数格式的结果为：1 001 0 1010111 ，即0.1010111 X21o ） 解析： 59. 已知32位寄存器中存放的变量 x的机器码为C0000004H请问： 当x是无符号整数时，x的真值是 多少?x/2的真值是多少?x/2存放在R1中的机器码是什么？2x的真值是多少？2x存放在R1中的机器码是什 么？ 当x是带符号整数（补码）时，x的真值是多少？x/2的真值是多少

33、?x/2存放在R1中的机器码是什么？2x 的真值是多少？2x存放在R1中的机器码是什么？ （分数： 6.00 ）正确答案： (1) 组成最低 4 位的 74181 进位输出为：C4=Cn+4=G+PCn=G+PC0， C0 为向第 0 位进位。其中， G=y3+y2x3+y1x2x3+y0x1x2x3， P=x0x 1x 2x3所以， C 5=y4+x4C4， C6=y5+x5， C5=y5+x5y4+x4y4C4设标准门延迟时间为 T, “与或非”门延迟时间为1.5T，则进位信号C0由最低位传至C6需经一个反向器、两级“与或非”门，故产生Q的最长延迟时间为T+2X 1.5T=4T(3)最长求和时间应从