2026年大学计算机组成原理计算机体系结构分析习题

2026年大学计算机组成原理计算机体系结构分析习题一、单选题（每题2分，共20题）1.在计算机中，用于暂时存放指令和数据的是（）。A.寄存器B.硬盘C.RAMD.ROM2.CPU中，用于暂存运算结果的寄存器是（）。A.程序计数器（PC）B.地址寄存器（AR）C.数据寄存器（DR）D.指令寄存器（IR）3.下列哪种存储器属于随机存取存储器？（）A.ROMB.PROMC.RAMD.EPROM4.计算机主存储器的基本存储单位是（）。A.位（bit）B.字节（Byte）C.字（Word）D.字节（Byte）和字（Word）都有可能5.在指令系统中，用于控制计算机执行特定操作的代码段是（）。A.操作码B.地址码C.操作数D.标志码6.CPU的主要性能指标不包括（）。A.主频B.字长C.缓存容量D.硬盘容量7.在冯·诺依曼体系结构中，数据和控制信号都通过哪个部件传输？（）A.运算器B.控制器C.总线D.存储器8.Cache的作用是（）。A.提高硬盘读写速度B.增加内存容量C.提高CPU与内存之间的数据传输效率D.替代内存9.下列哪种总线属于片内总线？（）A.系统总线B.总线桥C.数据总线D.地址总线10.RISC指令集的特点不包括（）。A.指令长度固定B.指令种类少C.指令执行时间不确定D.支持复杂地址运算二、多选题（每题3分，共10题）1.计算机系统的总线通常包括（）。A.数据总线B.地址总线C.控制总线D.信号总线2.CPU的主要组成部分有（）。A.运算器B.控制器C.寄存器组D.存储器3.下列哪些属于存储器的层次结构？（）A.寄存器B.CacheC.主存D.辅存4.指令执行过程通常包括（）。A.取指阶段B.取数阶段C.执行阶段D.写回阶段5.Cache与主存之间的映射方式有（）。A.直接映射B.全相联映射C.组相联映射D.双向映射6.计算机系统的性能指标包括（）。A.主频B.带宽C.吞吐量D.延迟7.I/O设备与主机之间的数据传输方式有（）。A.程序查询方式B.中断方式C.DMA方式D.通道方式8.RISC指令集的特点包括（）。A.指令长度固定C.指令执行时间固定D.支持复杂地址运算9.计算机总线的主要性能指标有（）。A.宽度B.频率C.带宽D.延迟10.计算机系统的总线结构有（）。A.单总线结构B.双总线结构C.三总线结构D.多总线结构三、填空题（每空1分，共20空）1.计算机中，1Byte等于______个bit。2.CPU的主要性能指标包括______和______。3.Cache的命中率通常用______表示。4.指令系统中，用于指定操作对象的代码段是______。5.计算机总线的类型包括______、______和______。6.RISC指令集的特点是______、______和______。7.计算机存储器的层次结构从高到低依次是______、______、______。8.CPU中，用于暂存内存地址的寄存器是______。9.计算机系统中，I/O设备与主机之间的数据传输方式包括______、______和______。10.Cache与主存之间的映射方式有______、______和______。四、简答题（每题5分，共6题）1.简述计算机系统的总线结构及其特点。2.解释什么是RISC指令集，并说明其与CISC指令集的区别。3.为什么需要使用Cache？其工作原理是什么？4.什么是计算机系统的性能指标？常见的性能指标有哪些？5.简述计算机系统中I/O设备的工作原理。6.解释什么是计算机存储器的层次结构，并说明其优势。五、计算题（每题10分，共2题）1.假设某计算机的Cache采用直接映射方式，Cache容量为128KB，主存容量为512MB，每个Cache块大小为32KB。若主存地址为0x1F2A8，请计算该地址所在的Cache块号和块内偏移量。2.某计算机的RISC指令集采用32位指令格式，其中操作码占6位，地址码占26位。请计算该指令集最多可以支持多少条指令？答案与解析一、单选题答案1.C2.C3.C4.B5.A6.D7.C8.C9.D10.D二、多选题答案1.A、B、C2.A、B、C3.A、B、C、D4.A、B、C、D5.A、B、C6.A、B、C、D7.A、B、C、D8.A、C9.A、B、C、D10.A、B、C、D三、填空题答案1.82.主频、字长3.命中率4.地址码5.数据总线、地址总线、控制总线6.指令长度固定、指令种类少、指令执行时间固定7.Cache、主存、辅存8.地址寄存器（AR）9.程序查询方式、中断方式、DMA方式10.直接映射、全相联映射、组相联映射四、简答题答案1.计算机系统的总线结构及其特点总线是计算机各部件之间传输信息的公共通道，主要包括数据总线、地址总线和控制总线。总线结构分为单总线、双总线、三总线或多总线结构。特点：-公共性：多个部件共享总线。-传输效率高：支持并行传输。-灵活性：可扩展性强。2.RISC指令集及其与CISC的区别RISC（精简指令集计算机）指令集的特点是：指令长度固定、指令执行时间固定、指令种类少。与CISC（复杂指令集计算机）相比，RISC的优势在于：-执行速度快。-易于实现流水线技术。-编译器优化简单。3.Cache的作用及工作原理Cache用于提高CPU与内存之间的数据传输效率。工作原理：将主存中频繁访问的数据复制到Cache中，当CPU访问数据时，先在Cache中查找，若命中则直接返回，否则从主存读取并更新Cache。4.计算机系统的性能指标性能指标包括主频、带宽、吞吐量、延迟等。常见指标：-主频：CPU每秒执行的时钟周期数。-带宽：总线每秒传输的数据量。-吞吐量：系统单位时间内完成的工作量。5.I/O设备的工作原理I/O设备通过控制器与主机通信，数据传输方式包括：-程序查询方式：CPU轮询设备状态。-中断方式：设备完成操作后通知CPU。-DMA方式：设备直接与内存传输数据。6.计算机存储器的层次结构及其优势层次结构从高到低：Cache、主存、辅存。优势：-高速缓存：提高访问效率。-主存：容量适中，读写速度较快。-辅存：容量大，成本低。五、计算题答案1.Cache地址计算-Cache容量：128KB=128×1024=131072字节-块大小：32KB=32×1024=32768字节-块号：主存地址除以块大小，(