计算机组成原理-等级考试试题(程序员软考 2014年春计算机的性能指标)

单项选择（2014年春程序员软考）

CPU每秒能执行的指令条数，常用【】来描述。

A、MB

B、MIPS

C、HZ

D、BPS

答案解析

B

【解析】

通常所说的计算机运算速度(平均运算速度)是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用百万条指令/秒”(MPS， Million Instruction Per Second)来描述。

讨论

计算机组成原理

计算机的【】直接反映了机器的速度，其值越高表明机器速度越快。

构成计算机系统内存的主要存储器件是【】。

以下关于CPU与IO设备交换数据时所用控制方式的叙述中，错误的是【】。

CPU执行指令时，先根据【】的内容从内存读取指令，然后译码并执行。

计算机中常用原码、反码、补码和移码表示数据，其中表示0时仅用一个编码的是【】

float型数据通常采用IEEE754单精度浮点数格式表示。若编译器将float型变量x分配在一个32位浮点寄存器FR1中，且x=-8.25，则FR1的内容是【】。

假定编译器规定int和short类型长度分别为32位和16位，执行下列C语言语句：unsigned short x=65530;unsigned int y=x;得到y的机器数为【】。

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】

某计算机的CPU主频为500MHz，CPI为5（即执行每条指令平均需要5个时钟周期）。假定某外设的数据传输率为0.5MB/s，采用中断方式与主机进行数据传送，以32位为传送单位，对应的中断服务程序包含18条指令，中断服务的其他开销相当于2条指令的执行时间。请回答下列问题，要求写出计算过程。（1）在中断方式下，CPU用于外该设I/O的时间占CPU时间的百分比是多少？（2）当外设的数据传输率达到5MB/s时，改为DMA方式传送数据。假定每次DMA传送块的大小为5000B，且DMA预处理和后处理的总开销为500个时钟周期，则CPU用于该外设I/O的时间占CPU时间的百分比是多少（假设DMA和CPU之间没有访存冲突）？

对于低速输入输出设备，应当选用的通道是【】。

计算机的性能指标

下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是【】。

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是【】。

假定某基准程序A在某计算机上的运行时间为100s，其中90s为CPU时间，其余为I/O时间。若CPU速度提高50%，I/O速度不变，则运行程序A所耗费的时间是【】。

下列关于计算机性能的说法，正确的是【】。

某计算机系统采用浮点运算部件后，使浮点运算速度提高到原来的20倍，而系统运行一个程序的整体性能提高到原来的5倍，试计算该程序中浮点操作所占用的比例。

通常，用于大量数据处理为主的计算机对【】要求较高。

中国科学院计算机技术研究所计算机的性能指标

名词解释：MFLOPS

从用户观点看，评价计算机系统性能的综合参数是【】

用于科学计算的计算机中，标志系统性能的主要参数是【】

计算机系统概论

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

冯·诺依曼结构的特点是________________。

主频为16MHz的微处理机，平均每条指令的执行时间为两个机器周期，每个机器周期由两个时钟脉冲组成，则存储器为“零等待”时，机器运行速度为______MIPS若两个机器周期有一个访问存储器周期，需要插入两个时钟的等待时间，则机器运行速度为_______MIPS。

某工作站采用时钟频率为15MHz、处理速率为10MIPS的处理机来执行一个已知混合程序。假定每次存储器存取为1周期延迟，试问：① 此计算机的有效CPI是多少?② 假定将处理机的时钟提高到30MHz，但存储器子系统速率不变，这样，每次存储器存取需要两个时钟周期。如果30%的指令每条只需要一次存储器存取，而另外的 5%每条需要两次存储存取，还假定已知混合程序的指令数不变，并与原工作站兼容，试求改进后的处理机性能。

用一台40MHz的处理机执行标准测试程序，它包含的混合指令数和响应所需要的时钟周期为：算术逻辑指令：CPI为1，占比60%高速缓存命中的加载与存储：CPI为2，占比18%转移指令：CPI为4，占比12%调整缓存缺失的存储访问：CPI为8，占比10%。求有效CPI、MIPS速率和程序的执行时间。

假设我们有一个需要运行100秒的标准程序，其中有90秒是CPU时间，剩下的是I/O占用的时间。如果在以后的5年中，CPU 速度每年可以提高 50%且 I/0时间保持不变，那么5年后我们的程序要耗费多少时间。

假定我们正在考虑两种条件转移指令的设计方法，这两种方法如下：CPU A：先通过一条比较指令设置条件码A，再用一条分支指令检测条件码；CPU B：比较操作包含在分支指令中。在两种CPU中，条件转移指令都需要两个时钟周期，所有其他指令都需要一个时钟周期。在CPU A中，全部指令的20%是条件转移指令，因为每次条件转移都需要一次比较，所以比较指令约占所有指令的20%。如果CPU A的时钟频率是 CPU B的1.25倍，问哪一种CPU更快？如果CPU A的时钟频率只是CPU B的1.1倍，结果又是多少？

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。根据程序跟踪实验结果，已知每种指令所占比例及CPI为：逻辑指令：CPI为1，占比43%Load指令：CPI为2，占比21%Store指令：CPI为2，占比12%转移指令：CPI为2，占比24%① 求上述情况下的平均CPI；② 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顺，即寄存器-存储器型，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。

假定我们有一台计算机，如果所有的Cache 访问都命中的话，它的CPI是2.0。唯一的数据访问指令是Store和Load，它们占指令总数的40%，不命中的损失是25个时钟周期，不命中率是2%。如果所有的指令访问Cache都命中的话，那么机器的速度是存在Cache不命中的多少倍？

在字长为16位、32位、64位或128位的计算机中，字长为【】位的计算机数据运算精度最高。