2025年大学大一（计算机组成原理）CPU工作原理认知阶段测试试题及答案

2025年大学大一（计算机组成原理）CPU工作原理认知阶段测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内。(总共20题，每题2分，每题给出的选项中，只有一项符合题目要求)1.以下关于CPU的说法，正确的是（）A.CPU是计算机的核心部件，主要负责数据的存储B.CPU包括运算器和控制器，运算器负责控制整个计算机的运行C.CPU的性能直接影响计算机的运行速度D.CPU只能执行简单的算术运算2.CPU中用于暂时存放数据和指令的部件是（）A.运算器B.控制器C.寄存器D.内存3.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并执行这条指令的时间D.CPU从主存取出多条指令并执行这些指令的时间4.以下哪种指令格式可以提供更多的操作数信息（）A.零地址指令B.一地址指令C.二地址指令D.三地址指令5.程序计数器PC的作用是（）A.存放当前正在执行的指令地址B.存放下一条要执行的指令地址C.存放正在执行的指令D.存放上一条执行的指令地址6.指令译码器的作用是（）A.对指令进行编码B.对指令进行解码C.对数据进行编码D.对数据进行解码7.以下关于CPU主频的说法，错误的是（）A.主频越高，CPU的运算速度越快B.主频是指CPU内核工作的时钟频率C.主频的单位是赫兹（Hz）D.主频相同的CPU，其性能一定相同8.流水线技术可以提高CPU的（）A.运算速度B.存储容量C.可靠性D.可扩展性9.中断向量表的作用是（）A.存放中断服务程序的入口地址B.存放中断请求信号C.存放中断屏蔽字D.存放中断优先级10.以下哪种中断属于内部中断（）A.时钟中断B.键盘中断C.程序中断D.外部设备中断11.在CPU中，运算器主要负责（）A.算术运算和逻辑运算B.控制指令的执行C.存储数据和指令D.地址的计算12.控制器的主要功能是（）A.执行指令B.取指令和分析指令C.存储数据D.数据处理13.以下关于CPU缓存的说法，正确的是（）A.缓存越大，CPU的性能越差B.缓存可以减少CPU与内存之间的数据传输次数C.缓存只能存放指令，不能存放数据D.缓存的速度比内存慢14.指令流水线的执行过程包括（）A.取指、译码、执行、访存、写回B.取指、执行、译码、访存、写回C.取指、译码、访存、执行、写回D.取指、访存、译码、执行、写回15.中断响应的过程包括（）A.关中断、保存断点、识别中断源、转中断服务程序B.开中断、保存断点、识别中断源、转中断服务程序C.关中断、保存数据、识别中断源、转中断服务程序D.开中断、保存数据、识别中断源、转中断服务程序16.以下关于CPU多核心技术的说法，错误的是（）A.多核心CPU可以提高计算机的并行处理能力B.多核心CPU可以同时执行多个线程C.多核心CPU的性能一定比单核心CPU好D.多核心CPU需要操作系统的支持17.程序计数器PC在（）时会自动加1。A.取指令B.执行指令C.访存D.写回18.指令执行过程中，操作数的来源不可能是（）A.寄存器B.内存C.外存D.立即数19.以下关于CPU性能指标的说法，正确的是（）A.字长越长，CPU的运算精度越高B.缓存命中率越低，CPU的性能越好C.指令周期越长，CPU的运算速度越快D.主频越低，CPU的性能越好20.中断服务程序执行完毕后，需要（）A.恢复断点，继续执行原来的程序B.重新启动计算机C.执行新的程序D.关闭计算机第II卷（非选择题共60分）21.（10分）简述CPU的主要组成部分及其功能。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）分析流水线技术提高CPU性能的原理。24.（15分）阅读以下材料：在计算机系统中，CPU的性能至关重要。随着技术的发展，CPU不断采用新的架构和技术来提升性能。例如，多核技术使得CPU能够同时处理多个任务，提高了系统的并行处理能力。同时，缓存技术的改进也大大减少了CPU与内存之间的数据传输延迟。然而，CPU性能的提升也面临一些挑战，如功耗问题和散热问题。为了应对这些挑战，CPU制造商不断研发新的工艺和技术，以降低功耗并提高散热效率。问题：结合材料，谈谈影响CPU性能的因素有哪些，以及CPU制造商是如何应对性能提升带来的挑战的。25.（15分）阅读以下材料：某计算机系统在运行过程中，出现了频繁的中断现象。经过分析发现，中断主要来自于外部设备，如硬盘和网卡。这些设备在数据传输过程中会向CPU发送中断请求。进一步检查发现，中断处理程序的执行时间较长，导致CPU在处理中断时花费了较多时间，从而影响了系统的整体性能。问题：请分析该系统中中断处理存在的问题，并提出改进措施。答案：1.C2.C3.C4.D5.B6.B7.D8.A9.A10.C11.A12.B13.B14.A15.A16.C17.A18.C19.A20.A21.CPU主要由运算器、控制器、寄存器组等组成。运算器负责算术运算和逻辑运算；控制器负责取指令、分析指令和控制指令的执行；寄存器组用于暂时存放数据和指令等。22.指令周期是CPU从主存取出一条指令并执行这条指令的时间。机器周期是完成一个基本操作所需要的时间。时钟周期是CPU的基本时间单位。一个指令周期通常包含若干个机器周期，一个机器周期又包含若干个时钟周期。23.流水线技术将指令执行过程分解为多个阶段，每个阶段由不同的部件并行处理。这样在同一时间内可以有多条指令在不同阶段执行，提高了指令的执行效率，从而提高了CPU的性能。24.影响CPU性能的因素有：多核技术提升并行处理能力，缓存技术减少数据传输延迟