作业3：计算机体系结构属性优选

一. 单选题（共11题，55分）

1. (单选题)下列哪个选项属于非线性结构（ ）？
   A. 线性表
   B. 栈
   C. 树
   D. 队列
   正确答案: C:树;

2. (单选题)
   浮点数在机器中的表示形式如下所示，若阶码位数为Q，尾数位数为P，

   ​​

   则以下关于浮点数表示的叙述中，正确的是（ ）。

   ① Q的值影响浮点数的精度，Q越大，所表示的浮点数精度越高

   ② Q的值影响浮点数的范围，Q越大，所表示的浮点数值范围越大

   ③ P的值影响浮点数的范围，P越大，所表示的浮点数范围越大

   ④ P的值影响浮点数的精度，P越大，所表示的浮点数精度越高

   A. ①③
   B. ②③
   C. ①④
   D. ②④
   正确答案: D:②④;

3. (单选题)在计算机中，一位 R 进制数需要（ ）位二进制数来表示？
   A. $lo{g}_{2}R$
   B. $R$
   C. $\lfloor lo{g}_{2}R\rfloor$
   D. $\lceil lo{g}_{2}R\rceil$
   正确答案: D:$\lceil lo{g}_{2}R\rceil$;

4. (单选题)尾数的二进制位数为24，尾数基值R=16，则尾数的R进制数位P'是多少？
   A. 4
   B. 1
   C. 6
   D. 2
   正确答案: C:6;

5. (单选题) 在浮点数表示中，决定浮点数数据个数的参数是（ ）
   ① 阶码位数Q
   ② 阶码数值E
   ③ 尾数数值M
   ④ 尾数位数P
   A. ①③
   B. ②④
   C. ②③
   D. ①④
   正确答案: D:①④;

6. (单选题)浮点数阶码位数采用二进制Q位，尾数位数为P，则该浮点数的最大阶值为（ ）
   A. $2^Q$
   B. $2^Q-1$
   C. $2^P-1$
   D. $2^P$
   正确答案: B:$2^Q-1$;

7. (单选题)计算机的浮点数采用阶码基值S=2，阶码位数为2，尾数基值为16，尾数位数P=4。计算机在非负阶、规格化情况下的浮点数个数是多少（ ）
   A. 32
   B. 60
   C. 245760
   D. 24
   正确答案: B:60;

8. (单选题)若一台计算机系统要求浮点数字长的精度不低于$10^{-7.2}$，表示数据的正数不小于$10^{38}$​，且正、负数对称。尾数用原码、纯小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数基值和阶码基值均为2，请问该浮点数最终的位数为多少（）？
   A. 31
   B. 33
   C. 32
   D. 40
   正确答案: D:40;

9. (单选题)从以下有关RISC的描述中，选择正确的描述（ ）。
   A. 通用寄存器的数量少
   B. 指令字长不固定
   C. 支持的寻址方式更多
   D. 大部分指令在一个机器周期内完成
   正确答案: D:大部分指令在一个机器周期内完成;

   答案解析：RISC指令系统相对于CISC指令系统并没有产生出更多的寻址方式。RISC指令是使用较多的指令条数去实现复杂的指令功能，绝大部分的指令是在一个机器周期完成的，而且通用寄存器数量较多，可以提高指令的执行速度，使指令简单、有效。RISC中的字长固定，可以降低指令的烦琐程度。

10. (单选题)以下关于RISC和CISC计算机的叙述中，正确的是（ ）。
    A. RISC不采用流水线技术，CISC采用流水线技术
    B. RISC使用复杂的指令，CISC使用简单的指令
    C. RISC采用较多的通用寄存器，CISC采用很少的通用寄存器
    D. RISC采用组合逻辑控制器，CISC普通采用微程序控制器
    正确答案: C:RISC采用较多的通用寄存器，CISC采用很少的通用寄存器;

11. (单选题)以下关于CISC和RISC的描述中，不正确的是（ ）。
    A. RISC强调对指令流水线的优化
    B. CISC的指令集复杂庞大，而RISC的指令集简单精简
    C. CISC体系结构下各种指令的执行时间相差不大
    D. RISC采用Load/Store结构
    正确答案: C:CISC体系结构下各种指令的执行时间相差不大;

    答案解析：

    RISC(reduced instruction set computer,精简指令集计算机)是一种执行较少类型计算机指令的微处理器,起源于80年代的MIPS主机(即RISC机),RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器,它能够以更快的速度执行操作(每秒执行更多百万条指令,即MIPS)。因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件,计算机指令集越大就会使微处理器更复杂,执行操作也会更慢。

    精简指令集包含了简单、基本的指令,通过这些简单、基本的指令,就可以组合成复杂指令。每条指令的长度都是相同的,可以在一个单独操作里完成。大多数的指令都可以在一个机器周期里完成,并且允许处理器在同一时间内执行一系列的指令。强调对指令流水线的优化,同时采用Load/Store结构进行外部数据的访问。

    CISC是复杂指令系统计算机(Complex Instruction Set Computer)的简称,微处理器是台式计算机系统的基本处理部件,每个微处理器的核心是运行指令的电路。指令由完成任务的多个步骤所组成,把数值传送进寄存器或进行相加运算。CISC的指令集复杂庞大,而RISC则较为精简,在CISC体系结构下各种指令的执行时间相差较大。

二. 多选题（共9题，45分）

12. (多选题)线性结构包括哪些（ ）？
    A. 数组
    B. 栈
    C. 队列
    D. 字符串
    正确答案: ABCD:数组 ; 栈; 队列; 字符串;

13. (多选题)高级数据表示配置应遵循的基本原则有哪些（ ）？
    A. 高效率原则
    B. 高利用率原则
    C. 高准确率原则
    D. 高通用性原则
    正确答案: ABD:高效率原则; 高利用率原则; 高通用性原则;

14. (多选题)浮点数数据表示包含哪些参数（ ）
    A. 尾数数值M
    B. 阶码数值E
    C. 尾数位数P
    D. 尾数基值R
    E. 阶码基值S
    F. 阶码位数Q
    正确答案: ABCDEF:尾数数值M; 阶码数值E; 尾数位数P; 尾数基值R; 阶码基值S; 阶码位数Q;

15. (多选题)在浮点数表示中，随着尾数基值R的不断增大，下列选项正确有（ ）
    A. 运算精度损失增大
    B. 运算速度提高
    C. 表示数据范围缩小
    D. 表示数据个数增多
    正确答案: BD:运算速度提高; 表示数据个数增多;

16. (多选题)标志符数据表示的优点有哪些（ ）
    A. 有效支持数据库操作与数据类型无关的要求
    B. 便于程序跟踪和调试
    C. 减轻编译软件的负担
    D. 简化指令系统及其程序设计
    正确答案: ABCD:有效支持数据库操作与数据类型无关的要求; 便于程序跟踪和调试; 减轻编译软件的负担; 简化指令系统及其程序设计;

17. (多选题)浮点数的表示格式由哪几部分组成（ ）
    A. 尾数位数
    B. 数据符号位
    C. 阶码符号位
    D. 阶码基值
    E. 阶码位数
    正确答案: ABCE:尾数位数; 数据符号位; 阶码符号位; 阶码位数;

18. (多选题)按信息处理的功能配置来看，指令系统可以分为哪些类型（ ）。
    A. 复杂指令系统
    B. 混合指令系统
    C. 精简指令系统
    D. 以上都不是
    正确答案: ABC:复杂指令系统 ; 混合指令系统; 精简指令系统;

19. (多选题)RISC实现的关键技术有哪些（ ）。
    A. 寄存器窗口重叠技术
    B. 延迟转移与指令取消技术
    C. 优化编译技术
    D. 以上都不是
    正确答案: ABC:寄存器窗口重叠技术; 延迟转移与指令取消技术; 优化编译技术;

20. (多选题)复杂指令系统功能配置途径有哪些（ ）。
    A. 面向目标程序优化
    B. 支持操作系统实现
    C. 支持高级语言与编译软件
    D. 以上都不是
    正确答案: ABC:面向目标程序优化; 支持操作系统实现; 支持高级语言与编译软件;