计算机组成原理试卷及答案

计算机组成原理试卷及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.计算机硬件能直接识别和运行的只能是（）程序。A.机器语言B.汇编语言C.高级语言D.VHDL语言2.存储单元是指（）。A.存放一个字节的所有存储元集合B.存放一个机器字的所有存储元集合C.存放一个二进制信息位的存储元D.存放一条指令的存储元集合3.下列数中最大的数是（）。A.（10010101）₂B.（227）₈C.（96）₁₆D.（143）₁₀4.运算器虽有许多部件组成，但核心部件是（）。A.数据总线B.算术逻辑运算单元C.多路开关D.累加寄存器5.指令系统中采用不同寻址方式的目的主要是（）。A.实现存储程序和程序控制B.缩短指令长度、扩大寻址空间、提高编程灵活性C.可以直接访问外存D.提供扩展操作码的可能并降低指令译码难度6.计算机的外围设备是指（）。A.输入/输出设备B.外存设备C.远程通信设备D.除了CPU和内存以外的其他设备7.以下叙述中正确的是（）。A.程序中断方式和DMA方式中实现数据传送都需中断请求B.程序中断方式中有中断请求，DMA方式中无中断请求C.程序中断方式和DMA方式中都有中断请求，但目的不同D.DMA要等指令周期结束时才可以进行周期窃取8.某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按半字编址，它的寻址范围是（）。A.0-1MB.0-2MC.0-4MD.0-8M9.中断向量地址是（）。A.子程序入口地址B.中断服务程序入口地址C.中断服务程序入口地址的地址D.例行程序入口地址10.主存和CPU之间增加高速缓存的目的是（）。A.解决CPU和主存之间的速度匹配问题B.扩大主存容量C.既扩大主存容量，又提高存取速度D.增强CPU的运算能力二、多项选择题（每题2分，共20分）1.计算机系统中的存储系统是指（）。A.主存B.辅存C.cacheD.寄存器2.以下属于计算机硬件组成部分的有（）。A.CPUB.存储器C.输入设备D.输出设备3.下列有关补码运算的说法正确的是（）。A.补码加法的基本公式为：[X+Y]补=[X]补+[Y]补B.补码减法的基本公式为：[X-Y]补=[X]补+[-Y]补C.两个数补码相加，符号位参与运算D.补码运算结果的符号位为0，表示结果为正数；符号位为1，表示结果为负数4.指令系统中常用的寻址方式有（）。A.立即寻址B.直接寻址C.间接寻址D.寄存器寻址5.以下属于输入设备的有（）。A.键盘B.鼠标C.打印机D.扫描仪6.关于cache的描述，正确的是（）。A.cache是一种高速缓冲存储器B.cache一般由SRAM组成C.cache的存储容量比主存大D.cache的存取速度比主存快7.微指令的编码方式有（）。A.直接编码B.字段直接编码C.字段间接编码D.混合编码8.以下属于外存的是（）。A.硬盘B.软盘C.光盘D.U盘9.中断处理过程包括（）。A.中断请求B.中断判优C.中断响应D.中断服务10.指令周期包括（）。A.取指周期B.间址周期C.执行周期D.中断周期三、判断题（每题2分，共20分）1.机器字长就是指计算机的运算器中一次能处理的二进制数据的位数。（）2.存储容量的基本单位是字节（Byte）。（）3.原码、反码和补码三种表示法中，正数的表示是相同的。（）4.指令系统中，采用不同的寻址方式可以提高编程的灵活性。（）5.微程序控制器比硬布线控制器的速度快。（）6.主存和cache之间的数据映射关系有直接映射、全相联映射和组相联映射三种。（）7.程序中断方式和DMA方式都能实现主机和I/O设备之间的数据传送。（）8.虚拟存储器实际上是一种逻辑存储器，它借助于磁盘等外存来扩大主存容量。（）9.运算器的主要功能是进行算术运算，不能进行逻辑运算。（）10.计算机硬件和软件是相辅相成、缺一不可的。（）四、简答题（每题5分，共20分）1.简述计算机硬件系统的五大组成部分及其功能。答：运算器：进行算术和逻辑运算；控制器：控制计算机各部件有序工作；存储器：存储程序和数据；输入设备：将外部信息送入计算机；输出设备：将计算机处理结果输出。2.简述cache的工作原理。答：cache介于CPU和主存之间，当CPU访问内存时，先检查cache中有无所需内容。若有，直接从cache读取，速度快；若没有，再从主存读取，同时将该内容及相邻数据块调入cache备用。3.简述中断的概念及中断处理过程。答：中断是指CPU在执行程序过程中，遇到突发事件而中断当前程序，转去处理事件，处理完后再返回原程序。处理过程：中断请求、中断判优、中断响应、中断服务、中断返回。4.简述指令周期、机器周期和时钟周期的关系。答：指令周期是执行一条指令的时间；机器周期是完成一个基本操作的时间；时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位。一个指令周期包含若干个机器周期，一个机器周期包含若干个时钟周期。五、讨论题（每题5分，共20分）1.讨论计算机中采用二进制的原因。答：技术实现简单，二进制只需两个状态表示0和1，可用电子元件实现；运算规则简单，有利于简化运算器结构；可靠性高，两个状态抗干扰能力强；易于逻辑运算，二进制与逻辑代数对应，便于数据处理。2.分析直接映射、全相联映射和组相联映射在cache中的优缺点。答：直接映射优点是地址变换简单、速度快；缺点是冲突率高。全相联映射优点是冲突率低；缺点是地址变换复杂、速度慢。组相联映射结合两者，冲突率和复杂度适中，性能较平衡。3.讨论提高计算机存储系统性能的方法。答：可采用cache技术，提高访存速度；增加主存容量；优化存储层次结构，合理设置各级存储容量和速度；采用虚拟存储技术，扩大逻辑地址空间；改进存储管理算法，提高存储利用率。4.阐述指令流水线的原理及可能存在的问题。答：指令流水线将指令执行过程划分为多个阶段，各阶段并行工作以提高指令执行效率。问题有：结构冲突，资源竞争；数据冲突，前后指令数据相关；控制冲突，如转移指令影响流水线执行顺序，需采取相应措施解决。答案一、单项选择题1.A2.B3.C4.B5.B6.D7.C8.B9.C10.A二、多