2025年大学（计算机科学与技术）计算机组成原理试题及答案

2025年大学（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：每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内。(总共20题，每题2分，每题只有一个正确答案，请将正确答案的序号填在括号内)w1.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w2.以下关于计算机组成的说法，错误的是（）A.计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成B.运算器是对数据进行加工处理的部件C.控制器不具备控制计算机各部件协调工作的功能D.存储器分为内存储器和外存储器w3.指令周期是指（）A.CPU从主存取出一条指令的时间B.CPU执行一条指令的时间C.CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间D.时钟周期时间w4.某计算机字长为32位，其存储容量为4GB，按字编址时，它的寻址范围是（）A.1MB.4MC.1GD.4Gw5.下列关于Cache的描述，正确的是（）A.Cache是一种高速缓冲存储器，用于解决CPU和主存之间速度不匹配的问题B.Cache的容量一般比主存大C.Cache的命中率与程序的执行情况无关D.Cache的速度比主存慢w6.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w7.某机器字长16位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为操作码字段，第二字节为相对位移量字段。假定取指令时，每取一个字节PC自动加1。若某转移指令所在主存地址为2000H，相对位移量字段的内容为06H，则该转移指令成功转移后的目标地址是（）A.2006HB.2007HC.2008HD.2009Hw8.下列关于指令流水线的描述，错误的是（）A.指令流水线可以提高指令执行的速度B.指令流水线中各段的执行时间应尽量相等C.指令流水线会增加硬件成本D.指令流水线不会出现数据相关问题w9.中断向量地址是（）A.中断服务程序入口地址B.中断向量表起始地址C.中断服务程序入口地址的地址D.中断返回地址w10.计算机中表示地址时使用（）A.无符号数B.原码C.补码D.反码w11.以下哪种存储设备速度最快（）A.硬盘B.U盘C.内存D.光盘w12.计算机系统中的存储层次结构是（）A.寄存器-缓存-主存-辅存B.缓存-寄存器-主存-辅存C.主存-寄存器-缓存-辅存D.辅存-主存-缓存-寄存器w13.某计算机有16个通用寄存器，采用32位定长指令字，操作码字段（含寻址方式位）为8位，Store指令的源操作数和目的操作数分别采用寄存器直接寻址和寄存器间接寻址方式，则该Store指令中寄存器编号字段的位数至少是（）A.3位B.4位C.5位D.6位w14.下列关于计算机运算器的说法，正确的是（）A.只能进行算术运算B.只能进行逻辑运算C.能进行算术运算和逻辑运算D.不能进行移位运算w15.计算机的主频是指（）A.CPU的时钟频率B.内存的读写速度C.硬盘的读写速度D.显示器的刷新频率w16.以下关于存储单元的说法，正确的是（）A.存储单元的地址是唯一的B.存储单元的内容可以随意修改C.存储单元的地址和内容是固定不变的D.存储单元只存储数据w17.计算机中数据的表示形式是（）A.二进制B.八进制C.十进制D.十六进制w18.下列关于控制器的说法，错误的是（）A.控制器是计算机的指挥中心B.控制器能从内存中取出指令，并分析指令C.控制器不能控制运算器的工作D.控制器能根据指令的要求，控制计算机各部件协调工作w19.某计算机的指令系统中共有128条不同的指令，采用变长编码方式，操作码位数可随地址码个数的变化而变化，则操作码位数至少是（）A.4位B.5位C.6位D.7位w20.计算机中用于存储程序和数据的设备是（）A.CPUB.内存C.硬盘D.显示器第II卷（非选择题，共60分）w21.（10分）简述计算机组成原理中运算器的主要功能及组成部分。w22.（10分）说明Cache的工作原理，并阐述其命中率的影响因素。w23.（10分）某计算机指令系统采用定长指令字格式，指令字长16位，每个操作数的地址码长6位。指令分为零地址、一地址和二地址三类。若零地址指令有P条，一地址指令有Q条，二地址指令有R条。问：该指令系统最多可定义多少条指令？w24.阅读以下材料：在计算机系统中，数据的存储和处理至关重要。不同的数据表示方法和存储结构会影响计算机的性能。例如，浮点数的表示在科学计算中广泛应用，它能表示很大范围的数值，但精度有限。而整数的表示则相对简单直接。内存的存储结构也对数据访问效率有影响，连续存储和离散存储各有特点。请根据材料回答问题：（15分）简述浮点数表示的原理及特点。（2）说明内存连续存储和离散存储对数据访问效率的影响。w25.阅读以下材料：计算机的指令执行过程涉及多个步骤。从取指令开始，将指令从内存读取到CPU，然后进行指令译码，分析指令的操作类型和操作数。接着根据译码结果进行执行，可能涉及数据的运算、存储等操作。最后是写回结果，将执行后的结果写回相应的寄存器或内存位置。指令流水线技术可以提高指令执行的效率，通过将指令执行过程划分为多个阶段，使多个指令可以并行执行。请根据材料回答问题：（15分）（1）简述指令执行的基本过程。（2）说明指令流水线技术提高指令执行效率的原理。答案：w1.Cw2.Cw3.Cw4.Aw5.Aw6.Aw7.Cw8.Dw9.Cw10.Aw11.Cw12.Aw13.Bw14.Cw15.Aw16.Aw17.Aw18.Cw19.Cw20.Bw21.运算器主要功能是对数据进行算术运算和逻辑运算。组成部分包括算术逻辑单元（ALU），用于实现加、减、乘、除等算术运算以及与、或、非等逻辑运算；累加器，用于暂存运算结果；数据缓冲寄存器，用于暂存操作数和运算结果等。w22.Cache工作原理：当CPU要访问数据时，先在Cache中查找，若找到则直接从Cache读取数据，称为命中；若未找到，则从主存读取数据，并将该数据所在块调入Cache，同时替换Cache中原有数据，称为未命中。命中率影响因素：程序中指令和数据的使用频率、Cache容量大小、Cache的组织方式等。w23.P+Q+R=2^(16-2×6)=2^4=16条。w24.（1）浮点数表示原理：由符号位、阶码和尾数三部分组成。符号位表示正负，阶码表示指数大小，尾数表示小数部分。特点：能表示很大范围数值，但精度有限，因为尾数部分的位数有限。（2）连续存储数据访问效率高，可通过连续地址快速访问；离散存储数据访问效率低，需逐个查找地址，可能存在碎片问题影响访问速度。w25.（1）指令执行基