2025年大学一年级（计算机科学与技术）计算机组成原理试题及答案

2025年大学一年级（计算机科学与技术）计算机组成原理试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案填写在答题纸上。1.冯·诺依曼计算机工作方式的基本特点是A.多指令流单数据流B.按地址访问并顺序执行指令C.堆栈操作D.存储器按内容选择地址2.计算机硬件能直接执行的只有A.符号语言B.机器语言C.汇编语言D.高级语言3.以下描述中基本概念不正确的是A.CPU可直接处理外部存储器中的数据B.操作系统是计算机系统中最贴近硬件的一层软件C.计算机中使用的汉字编码和ASCII码是不一样的D.指令周期的第一个操作是取指令4.以下说法中错误的是A.指令周期的第一个操作是取指令B.为了进行取指令操作，控制器需要得到相应的指令C.取指令操作是控制器自动进行的D.指令执行阶段的第一个操作是取操作数5.某计算机字长为32位，按字节编址，采用小端（Little-Endian）方式存放数据。假定有一个double型变量，其机器数表示为1122334455667788H，存放开始地址为000000F0H。则存储单元000000F6H中存放的是A.11HB.22HC.66HD.77H6.某计算机字长为32位，按字节编址，采用小端（Little-Endian）方式存放数据。假定有一个int型变量，其机器数表示为12345678H，存放开始地址为000000F0H。则存储单元000000F2H中存放的是A.12HB.34HC.56HD.78H7.下列有关运算器的描述中，A.只做算术运算，不做逻辑运算B.只做加法C.能暂时存放运算结果D.既做算术运算，又做逻辑运算8.以下描述中基本概念不正确的是A.PC是一个可寻址的寄存器B.中断响应过程主要是交换中断向量C.目前PC机的中断源大多采用边沿触发D.在中断周期CPU一定要做如下2件工作：关中断和保存断点9.以下描述中基本概念不正确的是A.总线结构传送方式可以提高数据的传输速度B.与独立请求方式相比，链式查询方式对电路故障更敏感C.PCI总线采用同步时序协议和集中式仲裁策略D.总线的带宽即总线本身所能达到的最高传输速率10.某计算机字长为16位，运算器为16位，有16个通用寄存器，8种寻址方式，主存容量为64K字。指令中地址码由寻址方式字段和寄存器字段组成，采用单字长指令，则该计算机最多可构成A.256条指令B.512条指令C.1024条指令D.4096条指令11.某计算机字长为16位，运算器为16位，有16个通用寄存器，8种寻址方式，主存容量为64K字。指令中地址码由寻址方式字段和寄存器字段组成，采用双字长指令，则该计算机最多可构成A.256条指令B.512条指令C.1024条指令D.4096条指令12.某计算机字长为16位，运算器为16位，有16个通用寄存器，8种寻址方式，主存容量为64K字。指令中地址码由寻址方式字段和寄存器字段组成，采用三字长指令，则该计算机最多可构成A.256条指令B.512条指令C.1024条指令D.4096条指令13.某计算机字长为32位，其存储容量为4GB，若按字编址，它的寻址范围是A.1MB.4MC.1GD.4G14.某计算机字长为32位，其存储容量为4GB，若按字节编址，它的寻址范围是A.1MB.4MC.1GD.4G15.某计算机字长为32位，其存储容量为8GB，若按字编址，它的寻址范围是A.1MB.2MC.1GD.2G16.某计算机字长为32位，其存储容量为8GB，若按字节编址，它的寻址范围是A.1MB.2MC.1GD..2G17.某计算机字长为16位，其存储容量为1MB，若按字编址，它的寻址范围是A.512KB.1MC.512MD.1G18.某计算机字长为16位，其存储容量为1MB，若按字节编址，它的寻址范围是A.512KB.1MC.512MD.1G19.某计算机字长为32位，其存储容量为16GB，若按字编址，它的寻址范围是A.B.2MC.4GD.8G20.某计算机字长为32位，其存储容量为16GB，若按字节编址，它的寻址范围是A.4MB.2MC.4GD.8G第II卷（非选择题共60分）21.（10分）简述计算机硬件组成及各部分的主要功能。22.（10分）说明指令周期、机器周期和时钟周期之间的关系。23.（10分）某计算机的主存地址空间大小为256MB，按字节编址。数据Cache有32行，每行大小为64字节，采用直接映射方式。问：主存地址如何划分？计算出主存地址为0x123456的单元映射到Cache中的哪一行？24.（1)（15分）阅读以下材料，回答问题。在计算机系统中，CPU与主存之间的数据传输速度往往不匹配，为了提高数据传输效率，引入了高速缓冲存储器（Cache）。Cache的工作原理基于程序访问的局部性原理，即程序在执行过程中，对存储器的访问往往集中在一个较小的范围内。问题：请详细阐述Cache的工作原理以及它是如何利用程序访问的局部性原理来提高数据传输效率的？(2)（15分）阅读以下材料，回答问题。总线是计算机系统中连接各个部件的公共通信线路，它分为数据总线、地址总线和控制总线。数据总线用于传输数据，地址总线用于传输地址信息，控制总线用于传输控制信号。不同类型的总线在宽度、传输速率等方面存在差异。问题：请说明数据总线、地址总线和控制总线的作用，并举例说明它们在计算机系统中的具体应用场景。答案：1.B2.B3.A4.B5.C6.B7.D8.B9.A10.B11.B12.B13.A14.C15.D16.D17.A18.B19.C20.D21.计算机硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。运算器进行算术和逻辑运算；控制器负责控制计算机各部件协调工作；存储器用于存储程序和数据；输入设备将外部信息输入计算机；输出设备将计算机处理结果输出。22.指令周期是执行一条指令所需要的时间。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。23.主存地址空间256MB，按字节编址，地址为28位。Cache有32行（25），每行64字节。主存地址划分：低6位为块内地址，中间5位为Cache行号，高17位为标记。0x123456，低6位110110为块内地址不变，中间5位01000对应Cache第８行。24(1).Cache工作原理：Cache中存放主存部分块的副本。当CPU访问主存某地址数据时，先在Cache中查找，若找到则直接从Cache取数据（Cache命中）；若未找到则从主存取数据并送Cache相应位置（Cache未命中）。利用程序访问局部性原理，因为程序执行时对存储器访问集中在较小范围，所以Cache命中概率高，减少了CPU访问主