2026年10月自考13015计算机系统原理押题及答案

PAGE2026年10月自考13015计算机系统原理密押预测8套卷第1套密押预测卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.冯·诺依曼计算机最基本的工作方式是（A）A.存储程序方式B.微程序控制方式C.流水线方式D.中断驱动方式2.在冯·诺依曼机中，运算器和控制器合称为（C）A.主机B.I/O子系统C.中央处理器(CPU)D.ALU3.能够被CPU依次执行的一串指令序列称为（B）A.进程B.程序C.数据D.作业4.机器指令所操作的对象称为（A）A.数据B.地址码C.操作码D.指令5.把汇编语言源程序翻译成机器语言目标程序的翻译程序是（C）A.编译程序B.解释程序C.汇编程序D.反汇编程序6.把机器指令反向翻译成汇编指令的过程称为（C）A.汇编B.编译C.反汇编D.链接7.高级语言源程序变为可执行文件的正确处理顺序是（B）A.编译→预处理→链接→汇编B.预处理→编译→汇编→链接C.汇编→编译→预处理→链接D.预处理→汇编→编译→链接8.在计算机系统层次结构中，作为硬件与软件之间界面（接口）的是（C）A.操作系统内核B.微体系结构C.指令集体系结构(ISA)D.总线接口9.CPU的时钟周期与时钟频率（主频）之间的关系是（C）A.相等B.成正比C.互为倒数D.没有关系10.CPI的含义是（D）A.每秒执行的指令数B.每个周期执行的指令数C.时钟周期的倒数D.执行每条指令所需的平均时钟周期数二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）11.计算机的指令序列称为程序，指令所操作的对象称为数据。12.冯·诺依曼机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。13.运算器和控制器合称为中央处理器(CPU)，它与主存储器合称为主机。14.把高级语言源程序翻译成目标程序的翻译程序称为编译程序，边翻译边执行、不生成目标程序的称为解释程序。15.从源程序到可执行文件依次经过预处理、编译、汇编和链接四个处理步骤。16.CPU主脉冲信号的最小时间单位称为时钟周期，其倒数称为主频（时钟频率）。17.执行每条指令所需的平均时钟周期数称为CPI，每个时钟周期执行的指令数称为IPC。18.CPU执行时间=指令条数×CPI÷主频；每秒执行百万条指令数用MIPS表示。19.计算机系统的基本性能指标有吞吐量、响应时间、主存容量和I/O带宽等。20.指令集体系结构的英文缩写是ISA，它是硬件与软件之间的接口。三、名词解释题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）21.解释术语：机器数。【名词解释】【参考答案】数值数据在计算机内部的二进制编码表示，符号也数字化（0正1负），包括原码、反码、补码、移码。22.解释术语：易失性存储器。【名词解释】【参考答案】断电后所存信息立即丢失的存储器，如随机存取存储器RAM，速度快但需持续供电。四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）23.简述冯·诺依曼结构的基本思想。【简答】【参考答案】①存储程序，程序和数据事先存入主存、自动取指执行；②内部采用二进制；③指令由操作码和地址码组成、顺序执行；④由运算器、控制器、存储器、输入、输出五大部分组成。24.简述从高级语言源程序到可执行文件的处理过程。【简答】【参考答案】预处理（处理#include、#define）→编译（翻译成汇编）→汇编（生成可重定位目标文件）→链接（符号解析、重定位、合并库，生成可执行文件）。25.简述计算机采用补码表示带符号整数的原因。【简答】【参考答案】补码是模运算系统，可用加法实现减法、符号位与数值位一起参加运算，无需单独处理符号，从而简化运算器硬件，且0的表示唯一。26.简述cache—主存层次和主存—辅存层次各自解决的问题及管理者。【简答】【参考答案】cache—主存层次解决速度问题、由硬件管理；主存—辅存层次解决容量问题、由操作系统与硬件协同形成虚拟存储器。五、计算题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）27.【计算题】某计算机主存容量64MB，按字节编址；cache数据区容量4KB，块大小64B，采用4路组相联映射。要求：(1)划分主存地址各字段位数；(2)计算cache总行数和总组数；(3)若每行还需有效位和LRU位，求cache总容量（位数）。【参考答案】①主存64MB=2²⁶，地址26位；块64B=2⁶，块内地址6位。②行数=4KB/64B=64行；4路组相联，组数=64/4=16=2⁴，组号4位；标记=26-6-4=16位。③每行=数据512位+标记16位+有效位1位+LRU位log₂4=2位=531位；总容量=531×64=33984位。28.【计算题】某程序在主频2GHz的CPU上运行，其中整数类指令1.0×10⁹条、CPI=1，访存类指令5.0×10⁸条、CPI=4。求：(1)总指令条数和总时钟周期数；(2)平均CPI；(3)CPU执行时间；(4)MIPS。【参考答案】①总指令IC=1.0×10⁹+5.0×10⁸=1.5×10⁹条；总周期=1.0×10⁹×1+5.0×10⁸×4=3.0×10⁹个。②平均CPI=3.0×10⁹/1.5×10⁹=2。③执行时间=3.0×10⁹/(2×10⁹)=1.5s。④MIPS=1.5×10⁹/(1.5×10⁶)=1000MIPS。六、分析设计题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）29.【分析设计题】16位补码运算：[X]补=FFFAH、[Y]补=FFF0H。计算[X+Y]补（写出十六进制结果）和真值，并给出CF、SF、OF、ZF四个标志的取值，说明理由。【参考答案】FFFAH+FFF0H=1FFEAH，丢弃最高进位得FFEAH，真值-22（-6-16=-22）。CF=1（最高位有进位）；SF=1（结果符号位为1、负）；ZF=0（结果非0）。OF=0：最高位进位与次高位进位均为1、异或为0，两负数相加结果仍负，未溢出。30.【分析设计题】C程序由main.c和swap.c两个源文件组成：main.c中定义了全局数组intbuf[2]和函数main，并调用函数swap；swap.c中定义了函数swap、并用extern引用buf。试列出链接前main.o和swap.o的符号表中各符号（main、buf、swap）分别属于哪一类符号。【参考答案】main.o中：main为本模块定义的全局符号、buf为本模块定义的全局符号、swap为外部符号（由swap.c定义）。swap.o中：swap为本模块定义的全局符号、buf为外部符号（由main.c定义）。链接时通过符号解析把对外部符号的引用绑定到其全局定义，再进行重定位。第2套密押预测卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.MIPS所表示的含义是（A）A.每秒执行百万条指令B.每秒百万个时钟周期C.每条指令的毫秒数D.每秒传输百万字节2.下列指标中属于计算机系统（而非CPU）性能指标的是（A）A.响应时间B.主频C.CPID.MIPS3.主频为1GHz时，一个时钟周期的长度是（B）A.1μsB.1nsC.1msD.0.1ns4.计算机内部表示和处理各种信息普遍采用（A）A.二进制B.十进制C.十六进制D.八进制5.十进制数192转换成二进制数是（C）A.10100000BB.11100000BC.11000000BD.11001000B6.1KB等于（C）A.1000BB.1024bitC.1024B（2¹⁰B）D.2²⁰B7.求一个负数补码的常用方法是：在反码基础上（A）A.末位加1B.末位减1C.符号位取反D.各位取反8.8位二进制补码能表示的整数范围是（B）A.-127～+127B.-128～+127C.-128～+128D.0～2559.计算机采用补码后，可以用一种运算实现减法，这种运算是（B）A.乘法B.加法C.移位D.除法10.在原码、反码、补码中，数字0的表示唯一的是（C）A.原码B.反码C.补码D.原码和反码二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）11.计算机内部的信息都采用二进制编码表示；外部常用十进制，因此输入后要进行进制转换。12.一个字节等于8位；1GB等于2的30次方字节。13.多字节数据在主存中有大端方式和小端方式两种排列，IA-32采用后者。14.数值数据在计算机内部的二进制编码称为机器数，包括原码、反码、补码和移码。15.求负数补码的方法是：符号位不变、数值位取反后末位加1。16.补码运算系统是一种模运算系统，因而可以用加法实现减法。17.n位补码整数的表示范围是-2^(n-1)到+2^(n-1)-1。18.浮点数由符号位、阶码和尾数三部分组成；IEEE754单精度阶码偏置值是127。19.IEEE754单精度浮点数共32位，其中尾数占23位。20.浮点数加减运算依次经过对阶、尾数加减、规格化和舍入四步。三、名词解释题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）21.解释术语：主频（时钟频率）。【名词解释】【参考答案】CPU主脉冲信号的频率，是时钟周期的倒数，单位为Hz/MHz/GHz，主频越高CPU工作节拍越快。22.解释术语：时钟周期。【名词解释】【参考答案】CPU主脉冲信号的最小时间单位，是时钟频率的倒数（T=1/f），是CPU操作的基本时间单位。四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）23.简述汇编程序、编译程序和反汇编程序的区别。【简答】【参考答案】汇编程序把汇编语言翻译成机器语言；编译程序把高级语言整体翻译成汇编/机器语言；反汇编程序方向相反，把机器指令翻译成汇编指令。24.简述浮点数加减运算的主要步骤。【简答】【参考答案】①对阶（小阶向大阶看齐）；②尾数相加减；③结果规格化；④舍入并判断阶码是否溢出。25.比较CISC和RISC两类指令系统设计风格。【简答】【参考答案】CISC指令多而复杂、长度可变、寻址方式多、控制复杂（如x86）；RISC指令少而规整、定长、寄存器多、利于流水线（如ARM、MIPS）。26.简述程序直接控制（查询）I/O方式的基本思想及主要缺点。【简答】【参考答案】CPU执行I/O指令直接控制外设，不断查询外设状态、就绪才传送，否则循环等待；硬件简单但CPU在等待中空转、利用率低。五、计算题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）27.【计算题】某机主存32MB按字节编址，cache数据区8KB，块大小32B，采用直接映射。要求：(1)划分主存地址字段；(2)求cache行数；(3)每行除数据外需1位有效位，求cache总容量（位数）。【参考答案】①主存32MB=2²⁵，地址25位；块32B=2⁵，块内5位。②行数=8KB/32B=256=2⁸，行号8位；标记=25-5-8=12位。③每行=数据32×8=256位+标记12位+有效位1位=269位；总容量=269×256=68864位。28.【计算题】将十进制数-12.375表示成IEEE754单精度浮点数，写出符号位、阶码、尾数，并写出其十六进制结果。【参考答案】①12.375=1100.011B=1.100011×2³，负数故S=1。②阶码=3+127=130=10000010B。③尾数取小数点后的100011并补0到23位。④拼接为11000001010001100000000000000000=C1460000H。六、分析设计题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）29.【分析设计题】8位补码运算：X=+50=00110010B，Y=+80=01010000B。计算[X-Y]补（写出二进制和十六进制）及真值，并给出CF、SF、OF、ZF。【参考答案】[-Y]补=10110000B；00110010+10110000=11100010B=E2H，真值-30（50-80=-30）。减法看借位：加法最高位无进位输出，故CF=1（表示无符号相减有借位）。SF=1（结果为负）、ZF=0；OF=0（最高位进位⊕次高位进位=0，结果-30在范围内，未溢出）。30.【分析设计题】某直接映射cache共8行（行号=主存块号mod8），初始为空。CPU依次访问主存块号序列3、5、3、11、5。逐次说明命中/不命中及cache行内容变化，并计算命中率。【参考答案】块3→行3，空，不命中、调入块3；块5→行5，不命中、调入块5。块3→行3仍为块3，命中；块11→11mod8=3，行3现为块3，不命中、替换为块11。块5→行5仍为块5，命中。共命中2次/访问5次，命中率=2/5=40%。

第3套密押预测卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.IEEE754单精度浮点数的总位数是（A）A.32位B.16位C.64位D.48位2.IEEE754单精度浮点数中阶码字段占（D）A.11位B.23位C.1位D.8位3.IEEE754浮点数的阶码（指数）采用的编码是（C）A.原码B.反码C.移码D.补码4.浮点数加减运算的第一步是（D）A.规格化B.舍入C.尾数相加D.对阶5.浮点数对阶时应遵循的原则是（C）A.大阶向小阶看齐B.阶码相加C.小阶向大阶看齐D.阶码相减6.标准ASCII码用于表示西文字符，它使用的二进制位数和字符个数是（B）A.8位、256个B.7位、128个C.6位、64个D.16位、65536个7.目前使用最广泛的西文字符集编码是（C）A.BCD码B.GB2312C.ASCII码D.Unicode汉字码8.判断无符号整数运算是否溢出，应查看的标志位是（B）A.OFB.CFC.SFD.ZF9.判断带符号整数运算是否溢出，应查看的标志位是（B）A.CFB.OFC.SFD.ZF10.IA-32（x86）指令系统在设计风格上属于（C）A.精简指令集RISCB.超长指令字VLIWC.复杂指令集CISCD.堆栈型指令集二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）11.浮点数对阶时遵循小阶向大阶看齐的原则。12.使用最广泛的西文字符编码是ASCII，它用7位表示128个字符。13.汉字处理中，用于键盘输入的编码称为输入码（外码），计算机内部存储处理用机内码。14.用4位二进制表示1位十进制数的编码称为BCD码。15.标志位中，反映无符号运算进位/借位的是CF，反映带符号运算溢出的是OF。16.运算结果为全0时ZF标志置1，结果为负（符号位为1）时SF标志置1。17.原码一位乘法中，乘积的符号由两数符号位异或得到，数值部分取绝对值相乘。18.指令系统设计风格分为复杂指令集CISC和精简指令集RISC两大类。19.IA-32中指向当前栈顶的寄存器是ESP，用于定位当前栈帧的帧指针是EBP。20.IA-32的指令指针寄存器是EIP，标志寄存器是EFLAGS。三、名词解释题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）21.解释术语：CPI。【名词解释】【参考答案】执行每条指令所需的平均时钟周期数，CPI=CPU总时钟周期数/指令条数，是衡量CPU性能的重要指标。22.解释术语：MIPS。【名词解释】【参考答案】每秒执行百万条指令，MIPS=指令条数/(执行时间×10⁶)=主频/(CPI×10⁶)，用于粗略衡量指令执行速度。四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）23.写出CPU执行时间、时钟周期数、CPI、MIPS之间的关系式。【简答】【参考答案】时钟周期数=指令条数×CPI；CPU执行时间=时钟周期数×时钟周期=指令条数×CPI/主频；MIPS=主频/(CPI×10⁶)。24.简述原码一位乘法的运算过程。【简答】【参考答案】符号位由两数符号异或得到；取绝对值相乘；从乘数最低位起逐位判断，为1则部分积加被乘数、为0加0；每次部分积右移一位；循环结束后组合符号位。25.简述IA-32常见的寻址方式。【简答】【参考答案】立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址（EA=变址寄存器+形式地址）、基址寻址、相对寻址。26.简述静态链接和动态链接的主要区别。【简答】【参考答案】静态在生成可执行文件时复制库代码、文件大、各程序含副本、更新需重新链接；动态在加载/运行时链接共享库、文件小、内存共享一个副本、替换库即可更新。五、计算题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）27.【计算题】某机主存128MB按字节编址，cache数据区16KB，块大小128B，采用2路组相联。要求：(1)划分地址字段；(2)求行数、组数；(3)每行含有效位和LRU位，求cache总容量（位数）。【参考答案】①128MB=2²⁷，地址27位；块128B=2⁷，块内7位。②行数=16KB/128B=128行；2路，组数=128/2=64=2⁶，组号6位；标记=27-7-6=14位。③每行=数据1024位+标记14+有效位1+LRU位log₂2=1=1040位；总容量=1040×128=133120位。28.【计算题】某程序从开始到结束共10s，其中用户CPU时间8s、内核CPU时间1.5s、其余为I/O等待；程序共执行4.0×10⁹条指令，CPU主频2GHz。求：(1)用户CPU时间占比；(2)CPU平均CPI。【参考答案】①用户CPU时间占比=8/10=80%。②CPU总时间=8+1.5=9.5s，总周期=9.5×2×10⁹=1.9×10¹⁰个。③平均CPI=1.9×10¹⁰/(4.0×10⁹)=4.75。六、分析设计题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）29.【分析设计题】8位寄存器AL=FFH、BL=02H，分别执行无符号乘法mulb和带符号乘法imulb。写出两种情况下AX中的结果（十六进制）及CF、OF取值，并解释为何不同。【参考答案】mulb按无符号：255×2=510=01FEH，结果超出8位，CF=OF=1。imulb按补码：(-1)×2=-2=FFFEH，高8位是低8位的符号扩展，CF=OF=0。原因：同一对位串按无符号和补码解释的数值不同，故乘积与标志均不同。30.【分析设计题】C函数intadd(inta,intb){returna+b;}在主程序中以add(3,4)被调用。结合栈说明调用过程中栈中依次压入哪些内容、栈帧如何建立与撤销。【参考答案】参数按从右向左入栈（先b=4后a=3）；执行call时自动把返回地址压栈。进入函数后保存旧EBP、建立新栈帧，在栈上分配局部变量、保存现场。返回时恢复现场和旧EBP，执行ret弹出返回地址、栈帧撤销，回到调用点。

第4套密押预测卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.ARM、MIPS等指令数量少、长度固定、利于流水线的设计风格属于（B）A.复杂指令集CISCB.精简指令集RISCC.x86风格D.微程序风格2.IA-32中专门指向当前栈顶的寄存器是（D）A.EBPB.EIPC.EAXD.ESP3.IA-32中存放下一条待执行指令地址的指令指针寄存器是（B）A.ESPB.EIPC.EBPD.EFLAGS4.下列寄存器中，不属于通用寄存器的是（B）A.EAXB.指令寄存器IRC.EBXD.EDI5.有效地址等于变址寄存器内容加上形式地址的寻址方式是（C）A.立即寻址B.直接寻址C.变址寻址D.寄存器寻址6.操作数本身直接包含在指令中的寻址方式是（D）A.直接寻址B.间接寻址C.变址寻址D.立即寻址7.IA-32中用于把两个寄存器内容互相交换的数据交换指令是（D）A.MOVB.PUSHC.LEAD.XCHG8.Intel格式指令“addax,bx”中，目的操作数是（C）A.bx（位于右边）B.ax和bx都是C.ax（位于左边）D.内存单元9.IA-32中用于无符号数乘法的指令是（A）A.MULB.IMULC.DIVD.IDIV10.IA-32中用于带符号数乘法的指令是（D）A.MULB.DIVC.SUBD.IMUL二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）11.有效地址等于变址寄存器内容加形式地址的寻址方式称为变址寻址。12.IA-32中实现两寄存器内容互换的指令是XCHG，取有效地址的指令是LEA。13.IA-32中无符号乘法指令是MUL，带符号乘法指令是IMUL。14.Intel格式指令中目的操作数在左边；AT&T格式中目的操作数在右边。15.栈是一种采用LIFO（后进先出）方式访问的存储区，它向低地址方向增长。16.C语言的三种循环语句是while、do~while和for。17.语句“staticshortA[4];”定义了含4个元素的short型数组，数组名A等于元素A[0]的地址（首地址）。18.二维数组在主存中按行优先的顺序连续存放。19.结构体成员按声明顺序分配；联合体各成员共享同一存储区。20.为提高访存效率，数据的起始地址通常要求是其宽度的整数倍，这称为数据对齐。三、名词解释题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）21.解释术语：指令集体系结构(ISA)。【名词解释】【参考答案】硬件与软件之间的接口，规定程序员可见的指令系统、寄存器、数据类型、寻址方式和存储空间编址。22.解释术语：补码。【名词解释】【参考答案】正数与原码相同、负数为其反码末位加1的编码；0表示唯一，是模运算系统，可用加法实现减法、符号位参与运算。四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）23.简述计算机系统层次结构中ISA层的作用。【简答】【参考答案】ISA是硬件与软件的界面，向下规定硬件要实现的指令、寄存器、数据类型、寻址方式和编址，向上为编译器和程序员提供可见的机器属性，实现软硬件解耦。24.简述CF、OF、SF、ZF四个标志位的含义。【简答】【参考答案】CF反映无符号运算的进位/借位（无符号溢出）；OF反映带符号运算是否超出范围；SF取结果符号位（为1表示负）；ZF在结果为全0时置1。25.简述栈在过程（函数）调用中的作用。【简答】【参考答案】栈以后进先出方式保存返回地址、入口参数、现场寄存器和局部变量，每次调用建立栈帧、返回时撤销；相关指令有PUSH、POP、CALL、RET；递归过深会栈溢出。26.比较程序查询、程序中断、DMA三种I/O方式。【简答】【参考答案】查询方式CPU全程等待、效率最低；中断方式CPU与外设并行、每传一次中断一次，适合中低速设备；DMA成块直传、仅块始末中断CPU，适合高速设备。五、计算题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）27.【计算题】某机主存16MB按字节编址，cache共32行、块大小16B，采用全相联映射，每行设1位有效位。要求：(1)划分主存地址字段；(2)求cache总容量（位数）。【参考答案】①16MB=2²⁴，地址24位；块16B=2⁴，块内4位；全相联无组号/行号字段，标记=24-4=20位。②每行=数据16×8=128位+标记20位+有效位1位=149位。③总容量=149×32=4768位。28.【计算题】同一程序在两种机器上运行：机器A指令条数1.0×10⁹、CPI=2、主频2GHz；机器B指令条数2.0×10⁹、CPI=1、主频1.5GHz。分别求两机执行时间和MIPS，并说明哪台更快、本例说明什么。【参考答案】A：时间=1.0×10⁹×2/(2×10⁹)=1.0s，MIPS=2×10⁹/(2×10⁶)=1000。B：时间=2.0×10⁹×1/(1.5×10⁹)≈1.33s，MIPS=1.5×10⁹/(1×10⁶)=1500。B的MIPS更高但执行更慢，因为其指令条数更多；说明单看MIPS不能准确比较性能，应比较实际执行时间。六、分析设计题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）29.【分析设计题】8位补码：X=+100=01100100B、Y=+50=00110010B。计算[X+Y]补，写出结果，按无符号和带符号分别解释，并给出CF、SF、OF、ZF，判断带符号运算是否溢出。【参考答案】01100100+00110010=10010110B，按无符号为150，按补码为-106。CF=0（加法最高位无进位）；SF=1、ZF=0。OF=1：最高位进位0、次高位进位1，异或为1；两个正数相加得到负数，带符号运算溢出。30.【分析设计题】以从磁盘读一个数据块为例，完整描述程序中断方式I/O的工作过程，并说明相比程序查询方式为何提高了CPU利用率。【参考答案】进程发起读请求，操作系统启动外设后将该进程阻塞、可调度其他进程运行，CPU与外设并行。外设完成数据准备后向CPU发中断请求；CPU在一条指令结束后响应，保存断点和现场。执行中断服务程序把数据从接口送入主存、启动下一次I/O，再恢复现场返回；因等待期间CPU不空转，故利用率高于查询方式。

第5套密押预测卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.栈这种数据结构的访问特点是（A）A.后进先出(LIFO)B.先进先出(FIFO)C.随机存取D.按内容访问2.下列不属于C语言三种基本循环语句的是（D）A.while语句B.do~while语句C.for语句D.repeat语句3.链接过程要完成的两项主要工作是（A）A.符号解析和重定位B.编译和汇编C.预处理和编译D.取指和译码4.Linux系统下统一采用的可执行可链接目标文件格式是（D）A.PEB.COFFC.Mach-OD.ELF5.汇编后生成、尚未完成链接的目标文件称为可重定位目标文件，其常见后缀是（A）A..oB..exeC..soD..s6.动态链接所用的共享目标文件常见后缀是（D）A..oB..cC..objD..so7.在本模块中定义、并且可以被其他模块引用的符号称为（C）A.外部符号B.局部符号C.全局符号D.临时符号8.本模块中引用、但定义在其他模块中的符号称为（D）A.全局符号B.局部符号C.静态符号D.外部符号9.操作系统中用于唯一标识一个进程的正整数称为（B）A.用户标识UIDB.进程标识PIDC.组标识GIDD.文件描述符10.一个进程的虚拟地址空间通常划分为（D）A.代码区和数据区B.栈区和堆区C.静态区和动态区D.用户区和内核区二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）11.过程调用执行call指令时自动把返回地址压入栈，执行ret指令时再弹出实现返回。12.链接过程的两项主要工作是符号解析和重定位。13.Linux下的目标文件格式统称为ELF格式，其中可重定位目标文件后缀是.o。14.目标文件中的符号分为全局符号、外部符号和局部符号三类。15.静态链接在生成可执行文件时就把库代码复制进去；动态链接在程序加载或运行时才链接共享库。16.动态链接的两种方式是加载时动态链接和运行时动态链接。17.磁盘上静态的可执行文件称为程序，它的一次执行过程称为进程。18.唯一标识一个进程的正整数称为进程标识，其英文缩写是PID。19.进程的虚拟地址空间分为用户区（用户空间）和内核区（内核空间）两大部分。20.CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线组成。三、名词解释题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）21.解释术语：数据通路。【名词解释】【参考答案】数据在CPU各功能部件之间传送的路径，其中专门进行数据运算的部件称为操作（运算）元件。22.解释术语：进程。【名词解释】【参考答案】程序的一次执行过程，是系统进行资源分配和调度的基本单位，动态产生、有生命周期，用PID唯一标识。四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）23.简述计算机系统性能指标和CPU性能指标各有哪些。【简答】【参考答案】系统指标：吞吐量、响应时间、主存容量、I/O带宽；CPU指标：主频、CPI、IPC、MIPS、指令集架构。24.简述IEEE754单精度浮点数的字段组成。【简答】【参考答案】共32位=1位符号位S+8位阶码（采用移码、偏置值127）+23位尾数；隐含整数位1，实际有效位24位。25.简述目标文件中全局符号、外部符号和局部符号的含义。【简答】【参考答案】全局符号：本模块定义、可被其他模块引用；外部符号：本模块引用、由其他模块定义；局部符号：本模块内定义并使用（如static变量）。26.简述cache三种映射方式及其特点。【简答】【参考答案】直接映射块只能到固定行（行号=块号mod行数）、简单但易冲突；全相联块可到任意行、冲突少但比较电路复杂；组相联组间直接、组内全相联，折中常用。五、计算题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）27.【计算题】用1K×4位的RAM芯片组成4K×8位的存储器。求：(1)需要多少片芯片；(2)片内地址线和选组（译码）地址线各多少根；(3)写出各组地址范围（十六进制）。【参考答案】①位扩展=8/4=2片/组，字扩展=4K/1K=4组，总片数=4×2=8片。②片内1K=2¹⁰需A0~A9共10根；4组需2根高位A10、A11经2-4译码选组。③各组范围：000H~3FFH、400H~7FFH、800H~BFFH、C00H~FFFH。28.【计算题】某前端总线时钟频率为200MHz，采用4倍并发（QDR）传输，数据宽度64位。求：(1)总线工作（等效）频率；(2)总线带宽（分别用MB/s和GB/s表示）。【参考答案】①工作频率=200MHz×4=800MT/s。②带宽=800×10⁶×64/8=6.4×10⁹B/s=6400MB/s=6.4GB/s。六、分析设计题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）29.【分析设计题】16位补码：X=7FFFH（+32767）、Y=0002H。计算[X+Y]补，写出结果和带符号真值，并给出CF、SF、OF、ZF，判断是否溢出。【参考答案】7FFFH+0002H=8001H，按补码解释为-32767。CF=0（最高位无进位）；SF=1、ZF=0。OF=1：两正数相加结果变负、超出+32767上限，发生带符号溢出。30.【分析设计题】int型二维数组a[4][4]从主存0地址开始按行优先存放，每int占4B，cache块大小16B（每块4个int），cache为2路组相联、共4行（2组）。分别计算“按行优先遍历一遍”和“按列优先遍历一遍”的缺失次数和命中率。【参考答案】全数组16个元素、共占4块。按行优先：每块第1个元素缺失、随后3个命中，缺失4次、命中12次，命中率75%。按列优先：访问顺序跨块，块号在2个组间反复映射、刚调入就被替换，16次访问全部缺失，命中率0%。说明连续（顺序）访问能更好利用空间局部性。

第6套密押预测卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.动态链接中共享库被真正链接进来的时机是（C）A.编辑源程序时B.编译时C.程序加载或运行时D.汇编时2.CPU数据通路中专门进行数据运算的部件称为（B）A.存储元件B.操作元件（运算元件）C.控制元件D.时序元件3.执行过程中出现“非法操作码”，按事件来源它属于（A）A.内部异常B.外部中断C.时钟中断D.I/O中断4.CPU对外部中断请求进行检测（响应）的时机是（B）A.指令执行过程中随时B.一条指令执行结束后C.取指阶段开始前D.加电时一次5.中断服务程序在结构上包含的三个阶段是（B）A.请求、判优、屏蔽B.准备、处理、恢复C.取指、译码、执行D.请求、传送、结束6.下列存储器中，断电后所存信息会立即丢失的是（D）A.ROMB.闪存C.光盘D.RAM7.在存储器层次结构中，存取时间最小（最快）的一级是（B）A.cacheB.寄存器C.主存D.硬盘8.cache与主存之间进行信息交换的单位是（A）A.块B.位C.字D.段9.cache—主存层次的调度与管理主要由谁完成（A）A.硬件B.操作系统C.编译程序D.应用程序10.主存—辅存层次（虚拟存储器）主要由谁管理（B）A.仅由硬件B.操作系统（软硬件协同）C.应用程序员D.BIOS二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）11.数据通路中专门进行数据运算的部件称为操作（运算）元件，用于暂存信息的称为存储元件。12.CPU执行一条指令依次经过取指令、指令译码、取源操作数、执行、存结果和计算下条指令地址。13.由当前指令执行引起、在指令执行过程中检测的事件称为内部异常；来自CPU外部、在指令结束后检测的称为外部中断。14.缺页、非法操作码、除零属于内部异常；时钟中断、I/O中断属于外部中断。15.中断服务程序包含准备阶段、处理阶段和恢复阶段。16.指令流水线可能出现结构冒险、数据冒险和控制冒险。17.目前使用的存储元件主要有半导体器件、磁材料和光介质三类。18.存储器层次结构由快到慢依次是寄存器、cache（高速缓冲存储器）、主存和辅存。19.cache—主存层次主要解决速度问题，主存—辅存层次主要解决容量问题。20.程序访问的局部性包括时间局部性和空间局部性。三、名词解释题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）21.解释术语：虚拟地址空间。【名词解释】【参考答案】进程可使用的逻辑地址范围，由操作系统通过虚拟存储提供，分为用户区（用户空间）和内核区（内核空间）。22.解释术语：重定位。【名词解释】【参考答案】链接时把各个逻辑地址相同的目标模块重新安排到合适的主存区域、确定其最终地址并更新指令中符号引用的过程。四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）23.什么是MIPS？为什么说用MIPS比较性能有时不可靠？【简答】【参考答案】MIPS是每秒执行百万条指令数。不同指令集或程序的指令条数、每条指令工作量不同，MIPS高的机器执行同一程序可能因指令数更多而更慢，故MIPS不能单独决定实际性能。24.简述带符号整数补码加减运算方法及溢出判断。【简答】【参考答案】[X+Y]补=[X]补+[Y]补，[X-Y]补=[X]补+[-Y]补，符号位一起运算、最高进位丢弃；当最高位进位与次高位进位异或为1时OF=1，表示带符号溢出。25.简述CPU执行一条指令的大致过程。【简答】【参考答案】取指令→指令译码→计算源操作数地址并取操作数→执行数据操作→计算目的操作数地址并存结果→计算下一条指令地址。26.简述cache写直达和写回两种写策略。【简答】【参考答案】写直达同时写cache和主存、一致性好但写流量大、无需脏位；写回只写cache并置脏位、替换时才写回主存、速度快但每行需脏位。五、计算题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）27.【计算题】某机主存256MB按字节编址，cache数据区32KB，块大小64B，采用8路组相联、写回策略。要求：(1)划分地址字段；(2)求行数、组数；(3)每行含有效位、脏位和LRU位，求cache总容量（位数）。【参考答案】①256MB=2²⁸，地址28位；块64B=2⁶，块内6位。②行数=32KB/64B=512行；8路，组数=512/8=64=2⁶，组号6位；标记=28-6-6=16位。③每行=数据512+标记16+有效位1+脏位1+LRU位log₂8=3=533位；总容量=533×512=272896位。28.【计算题】某机cache命中访问时间为2ns，主存访问时间为100ns。求命中率分别为95%和98%时的平均访问时间。【参考答案】平均访问时间=命中率×cache时间+(1-命中率)×主存时间。命中率95%：0.95×2+0.05×100=1.9+5=6.9ns。命中率98%：0.98×2+0.02×100=1.96+2=3.96ns。六、分析设计题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）29.【分析设计题】AT&T格式指令movl8(%ebx,%ecx,4),%eax。(1)指出源操作数的寻址方式；(2)写出有效地址EA的计算式；(3)若ebx=1000、ecx=5，求EA并说明指令功能。【参考答案】源操作数为带位移的基址比例变址寻址（变址寻址的一种）。EA=R[ebx]+R[ecx]×4+8。代入：EA=1000+5×4+8=1028；功能是把主存1028单元开始的32位数据送入寄存器%eax。30.【分析设计题】系统中分别有：键盘输入、高速网卡批量收包、磁盘读取大文件三类I/O。为它们各选择一种最合适的I/O控制方式（程序查询/程序中断/DMA），并说明理由。【参考答案】键盘：数据量小、速度慢、事件随机，采用程序中断方式，有按键才中断CPU。高速网卡批量收包、磁盘读大文件：数据量大、速度高，采用DMA方式成块直传、减少中断次数。程序查询方式仅用于极简单、低速且需持续检测的场合；选择原则是在CPU开销和传输效率间折中。

第7套密押预测卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.程序中刚访问过的单元不久很可能再次被访问，这称为（A）A.时间局部性B.空间局部性C.顺序局部性D.容量局部性2.访问某存储单元后其邻近单元也很快被访问，这称为（A）A.空间局部性B.时间局部性C.写局部性D.冲突局部性3.主存块只能被放到cache中唯一固定行的映射方式是（A）A.直接映射B.全相联映射C.组相联映射D.随机映射4.主存块可以放到cache中任意一行的映射方式是（D）A.直接映射B.组相联映射C.哈希映射D.全相联映射5.n路组相联映射中，主存块应进入的组号计算式是（D）A.主存块号mod行数B.主存块号/路数C.主存块号mod路数D.主存块号mod组数6.cache替换算法LRU的中文含义是（A）A.最近最少使用算法B.先进先出算法C.随机算法D.最不经常使用算法7.采用写回（writeback）策略时，每个cache行必须额外设置的标志是（D）A.奇偶校验位B.中断位C.页表位D.脏位（修改位）8.CPU访存时发生cache缺失，其处理者是（D）A.操作系统B.编译程序C.用户程序D.硬件9.访问时发生缺页（页面不在主存），其处理者是（A）A.操作系统B.硬件自动完成C.链接器D.加载器10.下列设备中属于输入设备的是（B）A.显示器B.扫描仪C.打印机D.绘图仪二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）11.CPU访存时，主存地址送到总线的地址线、读写命令送到控制线、数据通过数据线传送。12.cache和主存都划分为大小相同的块，并以它为单位交换信息。13.cache的三种映射方式是直接映射、全相联映射和组相联映射。14.组相联映射的主存地址由标记、组号和块内地址三部分组成。15.cache常用替换算法有随机、FIFO先进先出和LRU（最近最少使用）。16.cache写策略中，同时写cache和主存的称为写直达（全写法）；只写cache、替换时才写主存的称为写回（回写法）。17.cache缺失由硬件处理，缺页由操作系统（软件）处理。18.现代操作系统主流的虚拟存储管理方式是页式。19.虚拟地址由虚页号和页内偏移组成，通过页表转换为物理地址。20.磁盘的平均存取时间=寻道时间+旋转等待时间+传输时间。三、名词解释题（本大题共2小题，每小题5分，共10分）21.解释术语：动态链接。【名词解释】【参考答案】不在生成可执行文件时复制库代码，而在程序加载或运行时才把共享库映射到进程、由多个程序共享的链接方式。22.解释术语：高速缓冲存储器cache。【名词解释】【参考答案】介于CPU与主存之间的高速小容量存储器，以块为单位与主存交换，利用局部性原理提高访存速度。四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分）23.简述程序设计语言的抽象层次及翻译方向。【简答】【参考答案】由低到高为机器语言（可直接执行）、汇编语言（助记符，经汇编程序翻译）、高级语言（经编译或解释处理）；反汇编方向为机器语言到汇编语言。24.简述数据宽度和常用存储容量单位。【简答】【参考答案】位bit是最小单位，字节Byte=8bit，字长是CPU一次处理的二进制位数；1KB=2¹⁰B、1MB=2²⁰B、1GB=2³⁰B。25.比较内部异常和外部中断。【简答】【参考答案】内部异常由当前指令引起、在指令执行过程中检测（非法操作码、缺页、除零、溢出）；外部中断来自CPU外部、在一条指令执行结束后检测（I/O中断、时钟中断）。26.简述I/O端口统一编址和独立编址的区别。【简答】【参考答案】统一编址把端口与主存单元共用同一地址空间和地址线、用普通访存指令访问、保护可由存储管理机制实现；独立编址给端口独立地址空间、用专用IN/OUT指令访问。五、计算题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）27.【计算题】某机主存1GB按字节编址，cache数据区64KB，块大小256B，采用4路组相联。(1)划分地址字段；(2)求行数、组数；(3)对主存字节地址0x12345678，求其标记、组号、块内地址。【参考答案】①1GB=2³⁰，地址30位；块256B=2⁸，块内8位。②行数=64KB/256B=256行；4路，组数=256/4=64=2⁶，组号6位；标记=30-8-6=16位。③块内=低8位0x78=120；组号=(地址>>8)&0x3F=22(0x16)；标记=地址>>14=0x48D1。28.【计算题】已知X=+45、Y=-28，字长16位、用补码表示。求X+Y和X-Y的补码（十六进制）及真值。【参考答案】[X]补=002DH；28=001CH，故[Y]补=FFE4H、[-Y]补=001CH。X+Y=002DH+FFE4H=0011H，真值+17（45-28=17）。X-Y=002DH+001CH=0049H，真值+73（45+28=73）。六、分析设计题（本大题共2小题，每小题6分，共12分）29.【分析设计题】8位补码：A=E0H（-32）、B=20H（+32）。计算[A-B]补，写出结果和真值，并给出CF、SF、OF、ZF，说明CF为何取该值。【参考答案】[-B]补=E0H；E0H+E0H=1C0H，丢弃进位得C0H，真值-64（-32-32=-64）。加法最高位有进位输出，减法CF=0：按无符号224-32=192≥0、不需要借位。SF=1、ZF=0；OF=0（最高位进位⊕次高位进位=1⊕1=0，-64在范围内，未溢出）。30.【分析设计题】某程序大量调用printf等C标准库函数。分别从可执行文件大小、运行时内存中库代码副本数、库升级后是否需要重新链接三个方面，比较对该程序采用静态链接和动态链接的结果。【参考答案】文件大小：静态链接把库代码复制进可执行文件、文件较大；动态链接只记录引用、文件较小。内存副本：静态链接下每个运行进程各含一份库代码；动态链接下多个进程共享内存中同一个库代码段副本。升级维护：静态链接升级库后必须重新链接生成可执行文件；动态链接只需替换共享库文件、无需重新链接。

第8套密押预测卷一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.下列设备中属于输出设备的是（B）A.数字化仪B.绘图仪C.控制杆（操纵杆）D.扫描仪2.下列不属于I/O子系统特性的是（A）A.同步性B.复杂性C.异步性D.设备多样性3.下列各项中，不属于内核空间I/O软件组成的是（D）A.设备无关I/O软件层B.设备驱动程序C.中断服务程序D.运行时系统4.I/O端口与主存单元共用同一地址空间和地址线的编址方式是（D）A.独立编址B.隔离编址C.交叉编址D.统一编址5.采用独立（隔离）编址时，CPU访问I/O端口必须使用专门的（C）A.MOV访存指令B.ADD算术指令C.IN/OUT指令D.JMP转移指令6.下列三种I/O控制方式中CPU利用率最低的是（C）A.程序中断方式B.DMA方式C.程序查询方式D.通道方式7.最适合高速设备进行大批量成块数据传送的I/O方式是（D）A.程序查询方式B.无条件传送C.程序中断方式D.DMA