2025年大學計算機等級考試四級計算機組成原理專項訓練試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.計算機系統(tǒng)總線按傳輸?shù)男畔⒎诸?，不包括A.數(shù)據(jù)總線B.地址總線C.控制總線D.系統(tǒng)總線2.在計算機中，指令和數(shù)據(jù)均以二進制代碼形式出現(xiàn)，計算機能識別和執(zhí)行指令的前提是A.指令和數(shù)據(jù)在物理上要分開存儲B.指令和數(shù)據(jù)在邏輯上要區(qū)分C.指令和數(shù)據(jù)在格式上要統(tǒng)一D.指令和數(shù)據(jù)在存儲時，前者用0，后者用1表示3.微型計算機中，運算器的主要功能是A.進行邏輯運算B.進行算術(shù)運算C.存儲程序和數(shù)據(jù)D.控制計算機的運行4.計算機存儲系統(tǒng)采用多級結(jié)構(gòu)的主要目的是A.提高存儲容量B.縮短存儲時間C.降低存儲成本D.增強存儲系統(tǒng)的靈活性5.Cache的功能是A.提高硬盤的讀寫速度B.提高內(nèi)存的讀寫速度C.提高CPU的運算速度D.提高外存的讀寫速度6.主存中存放當前正在運行的程序和數(shù)據(jù)，當CPU需要訪問主存時，主存必須將信息送到A.磁盤B.CacheC.運算器D.控制器7.I/O接口位于A.運算器和主存之間B.主存和外存之間C.CPU和主存之間D.CPU和I/O設(shè)備之間8.中斷是指A.計算機突然斷電B.CPU正在執(zhí)行的程序由于某種原因被迫暫停，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行另一段程序，處理完后再返回原來暫停的程序繼續(xù)執(zhí)行的過程C.外設(shè)向CPU提出的一種服務請求D.CPU對某個程序的執(zhí)行結(jié)果進行的判斷9.在計算機系統(tǒng)中，中斷優(yōu)先級是由A.硬件決定的B.軟件決定的C.硬件和軟件共同決定的D.操作系統(tǒng)決定的10.采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)，中斷服務程序一般需要完成的任務有A.保護斷點，關(guān)中斷B.識別中斷源，執(zhí)行相應的操作C.恢復現(xiàn)場，開中斷D.以上都是二、填空題（每題2分，共20分）1.計算機硬件系統(tǒng)由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成。2.指令系統(tǒng)是計算機能夠執(zhí)行的各種操作的集合，它規(guī)定了計算機指令的格式、功能以及計算機所能執(zhí)行的操作。3.存儲器層次結(jié)構(gòu)是為了解決CPU速度與存儲器速度不匹配的問題而提出的。4.Cache與主存之間地址映射方式主要有直接映射、全相聯(lián)映射和組相聯(lián)映射三種。5.I/O接口是CPU與I/O設(shè)備之間進行信息交換的橋梁。6.中斷是指CPU在執(zhí)行程序的過程中，出現(xiàn)某些緊急事件，使得CPU暫停當前正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行處理這些事件的程序，處理完畢后再返回原來暫停的程序繼續(xù)執(zhí)行的過程。7.中斷向量是指存放中斷服務程序入口地址的表格。8.DMA方式是指在外設(shè)和主存之間直接進行數(shù)據(jù)傳送，而CPU在傳送過程中可以執(zhí)行其他操作。9.計算機系統(tǒng)總線是連接計算機系統(tǒng)中各個部件的公共信息傳輸線，它由數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線組成。10.計算機性能的主要指標有運算速度、存儲容量、可靠性、可維護性等。三、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述計算機指令格式一般包含哪些字段。2.簡述存儲器層次結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則。3.簡述Cache與主存之間地址映射的方式及其優(yōu)缺點。4.簡述中斷處理過程。5.簡述DMA方式的工作原理及其優(yōu)缺點。6.簡述計算機系統(tǒng)總線的作用及其分類。四、計算題（每題10分，共20分）1.某計算機的Cache采用直接映射方式，Cache容量為16K字，每個字長32位，主存容量為256K字，每個字長32位。當CPU訪問主存第1000H單元時，求：Cache的行號、塊內(nèi)單元號、主存塊號。2.某計算機采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)，中斷服務程序需要完成以下任務：保護斷點，關(guān)中斷，讀取外設(shè)狀態(tài)，若外設(shè)準備好，則進行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸結(jié)束后，恢復現(xiàn)場，開中斷。請寫出該中斷服務程序的大致流程。試卷答案一、選擇題1.D解析：計算機系統(tǒng)總線按傳輸?shù)男畔⒎诸?，包括?shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。2.B解析：計算機能識別和執(zhí)行指令的前提是指令和數(shù)據(jù)在邏輯上要區(qū)分，即CPU能夠區(qū)分當前取到的是指令還是數(shù)據(jù)。3.B解析：運算器是計算機的算術(shù)邏輯單元，主要功能是進行算術(shù)運算和邏輯運算。4.B解析：計算機存儲系統(tǒng)采用多級結(jié)構(gòu)的主要目的是縮短存儲時間，提高CPU的訪問速度。5.B解析：Cache的功能是提高內(nèi)存的讀寫速度，作為內(nèi)存和CPU之間的緩沖。6.B解析：當CPU需要訪問主存時，主存必須將信息送到Cache，CPU再從Cache中讀取數(shù)據(jù)。7.D解析：I/O接口位于CPU和I/O設(shè)備之間，負責CPU與I/O設(shè)備之間的信息傳輸。8.B解析：中斷是指CPU正在執(zhí)行的程序由于某種原因被迫暫停，轉(zhuǎn)而去執(zhí)行另一段程序，處理完后再返回原來暫停的程序繼續(xù)執(zhí)行的過程。9.C解析：中斷優(yōu)先級是由硬件和軟件共同決定的，硬件決定了基本的中斷優(yōu)先級，軟件可以通過中斷優(yōu)先級設(shè)置程序來改變中斷優(yōu)先級。10.D解析：采用中斷方式傳送數(shù)據(jù)，中斷服務程序一般需要完成的任務有保護斷點，關(guān)中斷，識別中斷源，執(zhí)行相應的操作，恢復現(xiàn)場，開中斷。二、填空題1.是2.是3.是4.是5.是6.是7.是8.是9.是10.是三、簡答題1.計算機指令格式一般包含操作碼字段和地址碼字段。操作碼字段規(guī)定了指令的操作類型，地址碼字段規(guī)定了操作數(shù)的位置。2.存儲器層次結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則是高速、大容量、低成本。高速、小容量、高成本，小容量、大容量、低成本。3.直接映射方式將主存塊只能映射到Cache的一個固定塊中，優(yōu)點是簡單，缺點是沖突率高。全相聯(lián)映射方式將主存塊可以映射到Cache的任意塊中，優(yōu)點是沖突率低，缺點是復雜且成本高。組相聯(lián)映射方式是直接映射和全相聯(lián)映射的折中方案，優(yōu)點是兼顧了速度和成本。4.中斷處理過程包括中斷請求、中斷判優(yōu)、中斷響應、中斷隱含轉(zhuǎn)移、中斷服務程序執(zhí)行、中斷返回。5.DMA方式的工作原理是外設(shè)通過DMA控制器向CPU發(fā)出DMA請求，CPU響應請求后，DMA控制器接管總線控制權(quán)，直接在外設(shè)和主存之間進行數(shù)據(jù)傳送，傳送結(jié)束后，DMA控制器向CPU發(fā)出中斷請求，CPU處理完DMA中斷后，恢復正常執(zhí)行。優(yōu)點是傳輸速度快，CPU利用率高，缺點是控制復雜。6.計算機系統(tǒng)總線的作用是連接計算機系統(tǒng)中各個部件，實現(xiàn)它們之間的信息傳輸。計算機系統(tǒng)總線按傳輸?shù)男畔⒎诸悾〝?shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。四、計算題1.Cache的行號=1000H/16K=0H，塊內(nèi)單元號=1000H%16K=0H，主存塊號=1000H/16=64H。解析：Cache容量為16K字，即4096個字，每個字長32位，主存容量為256K字，即65536個字，每個字長32位。當CPU訪問主存第1000H單元時，首先將主存地址轉(zhuǎn)換為字地址，即1000H/32=31H。然后，根據(jù)Cache的行號計算公式，Cache的行號=字地址/Cache容量=31H/4096=