🏷️ 知识点：计算机体系结构

下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是()。

I. 提高CPU 时钟频率

II. 优化数据通路结构

ⅢI. 对程序进行编译优化

A. 仅I 和Ⅱ B. 仅I 和II C. 仅Ⅱ和Ⅲ D.I 、Ⅱ 和 IⅢ

[tag_link]

正确答案：D

CPU 主频 越高，完成指令的一个执行步骤所用的时间就越短，执行指令的速度越快，I 正确。

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，II 正确。

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，III 正确。

【另解】定量分析：CPU 执行时间 = (程序指令条数×每条指令时钟周期数)/时钟频率。

提高时钟频率显然可以缩短 CPU 执行时间；

编译优化可能减少程序的指令数或优化指令结构；

优化数据通路结构可能减少时钟周期，即提高时钟频率，故选 D。

假定基准程序A 在某计算机上的运行时间为100秒，其中90秒为CPU 时间，其余为I/O 时间。若CPU 速度提高50%,I/O 速度不变，则运行基准程序A所耗费的时间是()。

A.55s

B.60s

C.65s

D.70s

[tag_link]

正确答案：D

程序 A 的运行时间为 100s，除去 CPU 时间 90s，剩余 10s 为 I/O 时间。CPU 提速后运行基准程序 A 所耗费的时间是 T = 90/1.5 + 10 = 70s。【误区】CPU速度提高50%，则CPU时间减少一半，而误选A。

计算机硬件能够直接执行的语言是()。

I. 机器语言程序

II. 汇编语言程序

ⅢI. 硬件描述语言程序

A. 仅 I B. 仅 I、II C. 仅 I、III D. I、II、III

[tag_link]

正确答案：A

硬件能直接执行的只能是机器语言（二进制编码），汇编语言是为了增强机器语言的可读性和记忆性的语言，经过汇编后才能被执行。

将高级语言源程序转换为机器目标代码文件的程序是()。

A. 汇编程序 B. 链接程序 C. 编译程序 D. 解释程序

[tag_link]

正确答案：C

翻译程序是指把高级语言源程序转换成机器语言程序（目标代码）的软件。翻译程序有两种：一种是编译程序，它将高级语言源程序一次全部翻译成目标程序，每次执行程序时，只要执行目标程序，因此，只要源程序不变，就无须重新编译。另一种是解释程序，它将源程序的一条语旬翻译成对应的机器目标代码，并立即执行，然后翻译下一条源程序语句并执行，直至所有源程序语句全部被翻译并执行完。所以解释程序的执行过程是翻译一句执行一句，并且不会生成目标程序。汇编程序也是一种语言翻译程序，它把汇编语言源程序翻译为机器语言程序。汇编语言是一种面向机器的低级语言，是机器语言的符号表示，与机器语言一一对应。

冯诺依曼结构计算机中数据采用二进制编码表示，其主要原因是()。

I. 二进制的运算规则简单

Ⅱ.制造两个稳态的物理器件较容易

Ⅲ.便于用逻辑门电路实现算术运算

A. 仅I 、Ⅱ B. 仅I 、Ⅲ C. 仅Ⅱ、Ⅲ D.I 、Ⅱ 和Ⅲ

[tag_link]

正确答案：D

对于 I，二进制由千只有 0,1 两种数值，运算规则较简单，都是通过 ALU 部件转换成加法运算。对于 II，二进制只需要高电平和低电平两个状态就可以表示，这样的物理器件很容易制造。对于 III, 二进制与逻辑量相吻合。二进制的 0 和 1 正好与逻辑量的“真”和“假”相对应，因此用二进制数表示二值逻辑显得十分自然，采用逻辑门电路很容易实现运算。

下列关于冯 ·诺依曼结构计算机基本思想的叙述中，错误的是()。

A. 程序的功能都通过中央处理器执行指令实现 B. 指令和数据都用二进制表示，形式上无差别 C. 指令按地址访问，数据都在指令中直接给出 D. 程序执行前，指令和数据需预先存放在存储器中

[tag_link]

正确答案：C

冯·诺依曼计算机 的功能部件包括输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器，程序的功能都通过中央处理器（运算器和控制器）执行指令，A 正确。指令和数据以同等地位存于存储器内，形式上无差别，只在程序执行时具有不同的含义，B 正确。指令在地址访问，数据由指令的地址码指出，除立即寻址，数据均存放在存储器内，C 错误。在程序执行前，指令和数据需预先存放在存储器中，中央处理器可以从存储器存取代码，D 正确。