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1.计算机硬件能直接识别和执行的语言是（）A.高级语言B.汇编语言C.机器语言D.C语言答案：C2.存储容量的基本单位是（）A.位B.字节C.字D.双字答案：B3.下列关于Cache的描述中，正确的是（）A.Cache是外存和主存之间的缓存B.Cache是寄存器和主存之间的缓存C.Cache的速度比主存慢D.Cache中的内容是主存部分内容的副本答案：D4.指令系统中采用不同寻址方式的目的是（）A.提高从内存获取数据的速度B.提高从外存获取数据的速度C.降低指令译码的难度D.扩大寻址空间并提高编程灵活性答案：D5.以下不属于计算机系统总线的是（）A.数据总线B.控制总线C.传输总线D.地址总线答案：C6.运算器的主要功能是进行（）A.逻辑运算B.算术运算C.算术运算和逻辑运算D.函数运算答案：C7.在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（）A.主存地址寄存器B.程序计数器C.指令寄存器D.状态条件寄存器答案：B8.采用虚拟存储器的主要目的是（）A.提高主存储器的存取速度B.扩大主存储器的存储空间C.提高外存储器的存取速度D.扩大外存储器的存储空间答案：B9.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.中断返回地址答案：C10.以下关于RISC指令系统特点的描述，错误的是（）A.指令数量少B.指令长度固定C.寻址方式丰富D.执行速度快答案：C二、多项选择题1.计算机系统由（）组成A.硬件系统B.软件系统C.操作系统D.数据库系统答案：AB2.以下属于主存储器的特点有（）A.存取速度快B.容量较大C.断电后信息丢失D.可直接与CPU交换信息答案：ACD3.常用的校验码有（）A.奇偶校验码B.海明校验码C.循环冗余校验码D.格雷码答案：ABC4.指令的操作码字段可以表示（）A.指令的操作类型B.操作数的地址C.指令的功能D.操作数的个数答案：AC5.以下属于输入设备的有（）A.键盘B.鼠标C.打印机D.扫描仪答案：ABD6.存储体系中，包含的层次有（）A.寄存器B.CacheC.主存D.辅存答案：ABCD7.下列关于微程序控制的叙述中，正确的有（）A.微程序控制采用了存储程序原理B.微程序控制比硬布线控制速度快C.微指令的执行由硬件直接实现D.微程序存放在控制存储器中答案：AD8.数据传送控制方式有（）A.程序直接控制方式B.中断控制方式C.DMA方式D.通道方式答案：ABCD9.以下关于计算机性能指标的说法，正确的有（）A.主频越高，计算机运行速度越快B.字长越长，计算机处理数据的能力越强C.存储容量越大，计算机能存储的数据越多D.存取周期越短，计算机的读写速度越快答案：ABCD10.以下属于计算机指令系统设计的内容有（）A.指令格式设计B.指令操作码设计C.指令寻址方式设计D.指令集架构设计答案：ABCD三、判断题1.计算机硬件和软件是相互依存、相互支持的。（）答案：对2.存储器的存储容量越大，其存取速度就越快。（）答案：错3.指令中的操作数只能是立即数。（）答案：错4.Cache的命中率越高，说明Cache的性能越好。（）答案：对5.程序计数器PC的内容是当前正在执行的指令的地址。（）答案：错6.中断处理过程中，需要保存现场和恢复现场。（）答案：对7.虚拟存储器是在主存和辅存之间实现的一种存储管理技术。（）答案：对8.硬布线控制器比微程序控制器的设计更灵活。（）答案：错9.数据通路是计算机中实现数据传输和加工的路径。（）答案：对10.不同的计算机系统其指令系统是相同的。（）答案：错四、简答题1.简述计算机硬件系统的组成部分及其功能。计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。运算器负责算术运算和逻辑运算；控制器控制计算机各部件协调工作；存储器用于存储程序和数据；输入设备将外界信息输入计算机；输出设备将计算机处理结果输出到外界。2.解释Cache的工作原理。Cache是位于CPU和主存之间的高速缓冲存储器。其工作原理基于局部性原理，即程序在执行时对存储器的访问呈现出局部集中性。CPU首先访问Cache，若所需数据在Cache中（命中），则直接从Cache读取，速度快；若不在（未命中），则从主存读取，同时将包含该数据的主存块调入Cache，以便后续可能的再次访问。3.简述指令执行的基本过程。指令执行基本过程包括取指令、分析指令和执行指令。取指令阶段，从主存中取出指令存入指令寄存器；分析指令阶段，对指令操作码进行译码，确定指令的操作类型和操作数地址；执行指令阶段，根据指令要求，由运算器等部件完成相应操作，可能涉及数据的运算、存储或传输等。4.说明DMA方式的特点。DMA方式即直接存储器访问方式。特点有：在DMA控制器控制下，外设与主存直接进行数据传输，无需CPU干预，大大提高了数据传输速度；数据传输以数据块为单位进行；在DMA传输开始和结束时需要CPU进行初始化和后处理工作，传输过程中CPU可进行其他操作，实现了CPU和DMA传输的并行工作。五、讨论题1.讨论计算机中存储系统层次结构的必要性及各层次的作用。存储系统层次结构包括寄存器、Cache、主存、辅存。必要性在于要解决存储容量、速度和成本之间的矛盾。寄存器速度最快，用于暂存CPU运行过程中的数据和指令，支持CPU快速处理。Cache作为高速缓冲，减少CPU访问主存的时间，提高系统性能。主存是程序和数据的直接存储区，可与CPU直接交换信息。辅存容量大、成本低，用于长期存储大量数据和程序，弥补主存容量不足。2.分析指令寻址方式对计算机性能和编程的影响。指令寻址方式对计算机性能和编程影响显著。对性能而言，合适的寻址方式能减少访问内存次数，提高指令执行速度。例如，立即寻址可直接获取操作数，无需内存访问，加快执行。对编程来说，丰富的寻址方式增加了编程灵活性。间接寻址可通过地址间接访问操作数，方便处理数组等数据结构。变址寻址便于编写循环程序对数组元素逐一处理。但过多复杂的寻址方式也可能增加指令译码难度，影响性能。3.探讨中断系统在计算机系统中的重要作用及工作过程。中断系统重要作用在于提高计算机系统效率和实时处理能力。它使CPU能及时响应外部事件，如I/O设备完成数据传输等。工作过程如下：首先，外部设备发出中断请求信号；然后，CPU在当前指令执行结束后，检测到中断请求，保存当前现场信息，如程序计数器、寄存器内容等；接着，根据中断类型找到相应中断服务程序入口地址，转入中断服务程序处理中断事件；最后，处理完中断后，恢复现场信息，返回原程序继续执行。4.论述RISC和CISC指令系统的特点及发展趋势。RISC指令系统特点：指令数量少，指令格式规整，指令长度固定，寻