云南2025自考计算机科学计算机系统结构易错题专练

云南2025自考[计算机科学与技术]计算机系统结构易错题专练一、单项选择题（每题2分，共10题）1.在计算机系统中，下列哪一项不属于冯·诺依曼结构的五大部件？A.运算器B.控制器C.存储器D.输入/输出设备E.中断系统2.RISC指令集的特点不包括？A.指令长度固定B.指令执行时间固定C.指令种类繁多D.以寄存器为基础E.硬件译码复杂3.在CPU中，下列哪一项主要负责暂存数据，以便后续指令使用？A.寄存器B.CacheC.主存D.寄存器堆E.控制单元4.流水线技术的主要目的是？A.提高CPU主频B.增加CPU缓存C.提高指令执行效率D.减少指令数量E.增加指令集规模5.在总线设计中，下列哪一项不属于总线仲裁方式？A.链式仲裁B.计时仲裁C.集中式仲裁D.分布式仲裁E.串行仲裁二、填空题（每题2分，共10题）6.计算机系统的冯·诺依曼结构的核心思想是存储程序。7.RISC指令集通常采用固定长度的指令格式。8.CPU中的Cache是为了解决主存与CPU速度不匹配的问题而设计的。9.流水线技术中，指令级并行是提高效率的关键。10.总线设计中，总线宽度直接影响数据传输速率。三、简答题（每题5分，共5题）11.简述计算机系统结构的性能评价指标有哪些。12.解释什么是RISC指令集，并简述其特点。13.说明流水线技术的基本原理及其优缺点。14.什么是总线仲裁？简述集中式仲裁和分布式仲裁的区别。15.解释Cache的工作原理及其对系统性能的影响。四、计算题（每题10分，共2题）16.某计算机系统的主存容量为4GB，Cache容量为256KB，采用直接映射方式，Cache块大小为32字节。若主存地址为`0x12345678`，计算该地址对应的Cache块号和块内偏移量。17.假设某计算机系统的流水线分为4级，每级延迟为2ns，流水线吞吐率为10MIPS。计算该系统的有效延迟和吞吐率。答案与解析一、单项选择题1.E解析：中断系统属于硬件设计的一部分，但不属于冯·诺依曼结构的五大基本部件。2.C解析：RISC指令集的特点是指令种类少、长度固定、执行时间固定，硬件译码简单。3.A解析：寄存器是CPU内部的高速存储单元，用于暂存数据。4.C解析：流水线技术通过并行执行指令，提高指令执行效率。5.E解析：总线仲裁方式包括链式仲裁、计时仲裁、集中式仲裁和分布式仲裁，串行仲裁不属于常见方式。二、填空题6.存储程序解析：冯·诺依曼结构的核心思想是将程序指令存储在内存中，由CPU按顺序执行。7.固定长度解析：RISC指令集通常采用固定长度的指令格式，便于硬件译码。8.主存与CPU速度不匹配解析：Cache是为了弥补主存速度较慢的问题而设计的。9.指令级并行解析：流水线技术通过指令级并行提高效率。10.总线宽度解析：总线宽度越大，数据传输速率越高。三、简答题11.计算机系统结构的性能评价指标-吞吐率（MIPS）：每秒执行的百万条指令数。-延迟（周期数/时间）：执行一条指令所需的时间。-并行度：系统同时执行的指令数量。-可扩展性：系统性能随硬件规模增加的变化能力。12.RISC指令集及其特点-RISC（精简指令集）是指令集架构的一种，特点包括：-指令种类少、长度固定、执行时间固定。-以寄存器为基础，减少内存访问。-硬件译码简单，提高执行效率。13.流水线技术的基本原理及其优缺点-基本原理：将指令执行过程分解为多个阶段，多个指令并行执行。-优点：提高吞吐率，减少指令执行时间。-缺点：存在流水线冲突和气泡问题，增加硬件复杂度。14.总线仲裁及其区别-总线仲裁：多个设备争用总线使用权的过程。-集中式仲裁：仲裁器集中控制，如PCI总线。-分布式仲裁：设备自行协商，如USB总线。15.Cache的工作原理及其影响-工作原理：高速缓存存储近期频繁访问的数据，减少主存访问次数。-影响：提高系统响应速度，但增加成本和复杂度。四、计算题16.主存地址`0x12345678`对应的Cache块号和块内偏移量-主存地址：`0x12345678`（32位）-Cache容量：256KB（2^18字节）-块大小：32字节（2^5字节）-块号计算：`12345678/32=387416`（忽略低5位）-二进制：`0x12345678`→`00010010001101000110101101111000`-块内偏移：低5位`01111`→15-答案：块号`0x000001C0`，块内偏移`0x0F`17.流水线系统的有效延迟和吞吐率-有效延迟：`