2022年湖北第二師范學(xué)院軟件工程專業(yè)《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》科目期末試卷

姓名：__________考號：__________題號一二三四五總分評分一、單選題(共10題)1.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的總線結(jié)構(gòu)，通常由哪些部分組成？()A.數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線B.數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制單元C.數(shù)據(jù)總線、地址總線、存儲器D.數(shù)據(jù)總線、控制總線、輸入輸出設(shè)備2.在計算機系統(tǒng)中，什么是馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的核心特點？()A.存儲器按地址訪問B.程序和數(shù)據(jù)存儲在同一個存儲器中C.存儲器分為程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器D.程序和數(shù)據(jù)分開存儲，指令和數(shù)據(jù)在同一個總線上傳輸3.什么是Cache存儲器？()A.用于存儲頻繁訪問的數(shù)據(jù)的存儲器B.用于存儲指令的存儲器C.用于存儲程序的存儲器D.用于存儲輸入輸出的存儲器4.在計算機系統(tǒng)中，什么是虛擬存儲器？()A.硬盤上的存儲空間B.主存儲器的一部分C.通過硬件和軟件技術(shù)實現(xiàn)的存儲空間擴展D.存儲器中的緩存區(qū)5.什么是CPU的時鐘頻率？()A.CPU的運行速度B.CPU的數(shù)據(jù)總線寬度C.CPU的字長D.CPU的地址總線寬度6.什么是計算機系統(tǒng)中的中斷？()A.系統(tǒng)中的一種錯誤B.系統(tǒng)中的一種異常C.CPU響應(yīng)外部事件的一種機制D.系統(tǒng)中的一種保護措施7.什么是計算機系統(tǒng)中的I/O接口？()A.數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ繠.存儲器的一部分C.中央處理器的一部分D.系統(tǒng)總線的一部分8.什么是計算機系統(tǒng)中的中斷優(yōu)先級？()A.中斷發(fā)生的時間順序B.中斷的執(zhí)行時間C.中斷處理程序的優(yōu)先級D.中斷響應(yīng)的時間9.什么是計算機系統(tǒng)中的DMA（直接內(nèi)存訪問）？()A.數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ繠.存儲器的一部分C.中央處理器的一部分D.系統(tǒng)總線的一部分10.什么是計算機系統(tǒng)中的同步和異步通信？()A.同步通信是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ溃惒酵ㄐ攀谴鎯ζ鞯囊徊糠諦.同步通信是中央處理器的一部分，異步通信是系統(tǒng)總線的一部分C.同步通信是指數(shù)據(jù)傳輸時的時間同步，異步通信是指數(shù)據(jù)傳輸時的時間不同步D.同步通信是存儲器的一部分，異步通信是中央處理器的一部分二、多選題(共5題)11.以下哪些是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中存儲器層次結(jié)構(gòu)的主要層次？()A.寄存器B.Cache存儲器C.主存儲器D.輔助存儲器E.硬盤12.以下哪些是影響計算機系統(tǒng)性能的因素？()A.CPU的時鐘頻率B.主存儲器的容量C.Cache的命中率D.硬盤的轉(zhuǎn)速E.系統(tǒng)總線的帶寬13.以下哪些是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中指令集架構(gòu)（ISA）的組成部分？()A.數(shù)據(jù)類型B.指令格式C.寄存器組織D.地址模式E.指令集14.以下哪些是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中總線結(jié)構(gòu)的分類？()A.數(shù)據(jù)總線B.地址總線C.控制總線D.局部總線E.擴展總線15.以下哪些是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中中斷處理的過程？()A.中斷請求B.中斷響應(yīng)C.中斷處理D.中斷返回E.中斷屏蔽三、填空題(共5題)16.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，負責(zé)存儲指令和數(shù)據(jù)的部件是17.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的基本特點是18.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，提高Cache命中率的方法之一是19.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，虛擬存儲器通過20.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，中斷響應(yīng)過程中，CPU需要四、判斷題(共5題)21.在馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)中，指令和數(shù)據(jù)存儲在同一個存儲器中。()A.正確B.錯誤22.Cache存儲器的速度比主存儲器快，但容量比主存儲器小。()A.正確B.錯誤23.虛擬存儲器可以無限擴大內(nèi)存容量。()A.正確B.錯誤24.計算機系統(tǒng)中的中斷只能由外部設(shè)備引發(fā)。()A.正確B.錯誤25.DMA（直接內(nèi)存訪問）技術(shù)可以完全替代CPU在數(shù)據(jù)傳輸中的作用。()A.正確B.錯誤五、簡單題(共5題)26.請簡要說明計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中Cache存儲器的作用及其工作原理。27.比較馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)和哈佛體系結(jié)構(gòu)的異同。28.簡述計算機系統(tǒng)中的中斷機制及其在系統(tǒng)中的作用。29.解釋什么是虛擬存儲器，并說明其實現(xiàn)原理。30.簡述計算機系統(tǒng)總線結(jié)構(gòu)的分類及其作用。

2022年湖北第二師范學(xué)院軟件工程專業(yè)《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》科目期末試卷一、單選題(共10題)1.【答案】A【解析】總線結(jié)構(gòu)由數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線組成，分別負責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸、地址的指定和命令的控制。2.【答案】B【解析】馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的核心特點是程序和數(shù)據(jù)存儲在同一個存儲器中，指令和數(shù)據(jù)在同一個總線上傳輸。3.【答案】A【解析】Cache存儲器是用于存儲頻繁訪問的數(shù)據(jù)的存儲器，它位于CPU和主存儲器之間，以減少CPU訪問主存儲器的時間。4.【答案】C【解析】虛擬存儲器是通過硬件和軟件技術(shù)實現(xiàn)的存儲空間擴展，它允許程序使用比實際物理內(nèi)存更大的地址空間。5.【答案】A【解析】CPU的時鐘頻率是指CPU每秒鐘可以執(zhí)行的時鐘周期數(shù)，是衡量CPU運行速度的重要指標(biāo)。6.【答案】C【解析】計算機系統(tǒng)中的中斷是CPU響應(yīng)外部事件的一種機制，它允許CPU暫停當(dāng)前程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)而執(zhí)行中斷服務(wù)程序。7.【答案】A【解析】計算機系統(tǒng)中的I/O接口是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，它負?zé)將輸入輸出設(shè)備與計算機系統(tǒng)連接起來。8.【答案】C【解析】計算機系統(tǒng)中的中斷優(yōu)先級是指中斷處理程序的優(yōu)先級，它決定了不同中斷在發(fā)生時的處理順序。9.【答案】A【解析】計算機系統(tǒng)中的DMA是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，它允許I/O設(shè)備直接與主存儲器進行數(shù)據(jù)交換，而不需要CPU的干預(yù)。10.【答案】C【解析】同步通信是指數(shù)據(jù)傳輸時的時間同步，異步通信是指數(shù)據(jù)傳輸時的時間不同步，兩者是數(shù)據(jù)傳輸中的兩種不同方式。二、多選題(共5題)11.【答案】ABCD【解析】計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的存儲器層次結(jié)構(gòu)主要包括寄存器、Cache存儲器、主存儲器和輔助存儲器。硬盤是輔助存儲器的一種，因此也包含在內(nèi)。12.【答案】ABCDE【解析】計算機系統(tǒng)的性能受到多個因素的影響，包括CPU的時鐘頻率、主存儲器的容量、Cache的命中率、硬盤的轉(zhuǎn)速以及系統(tǒng)總線的帶寬等。13.【答案】ABCDE【解析】指令集架構(gòu)（ISA）定義了計算機的指令集，包括數(shù)據(jù)類型、指令格式、寄存器組織、地址模式和指令集等組成部分。14.【答案】ABCDE【解析】總線結(jié)構(gòu)是計算機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，可以分為?shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線、局部總線和擴展總線等類型。15.【答案】ABCDE【解析】中斷處理過程包括中斷請求、中斷響應(yīng)、中斷處理、中斷返回和中斷屏蔽等步驟，這些步驟共同構(gòu)成了中斷處理的全過程。三、填空題(共5題)16.【答案】存儲器【解析】存儲器是計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中用于存儲指令和數(shù)據(jù)的部件，它包括寄存器、Cache、主存儲器和輔助存儲器等。17.【答案】存儲程序控制【解析】馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的基本特點是存儲程序控制，即程序和數(shù)據(jù)存儲在同一個存儲器中，指令和數(shù)據(jù)在同一個總線上傳輸。18.【答案】采用多級Cache【解析】提高Cache命中率的方法之一是采用多級Cache，通過將Cache分為多個級別，可以更好地匹配CPU的訪問模式，提高Cache的命中率。19.【答案】頁面置換算法【解析】虛擬存儲器通過頁面置換算法來管理內(nèi)存和磁盤之間的數(shù)據(jù)交換，它允許程序使用比實際物理內(nèi)存更大的地址空間。20.【答案】停止當(dāng)前指令執(zhí)行，保存現(xiàn)場，然后轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序【解析】中斷響應(yīng)過程中，CPU需要停止當(dāng)前指令執(zhí)行，保存現(xiàn)場（如寄存器狀態(tài)等），然后轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序執(zhí)行相應(yīng)的處理。四、判斷題(共5題)21.【答案】正確【解析】馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的一個基本特征就是指令和數(shù)據(jù)存儲在同一個存儲器中，由程序計數(shù)器來控制指令的順序執(zhí)行。22.【答案】正確【解析】Cache存儲器設(shè)計用來緩存最頻繁訪問的數(shù)據(jù)，其速度遠快于主存儲器，但容量相對較小。23.【答案】錯誤【解析】虛擬存儲器雖然可以提供比物理內(nèi)存更大的地址空間，但其大小仍然受限于物理內(nèi)存的大小和系統(tǒng)配置。24.【答案】錯誤【解析】計算機系統(tǒng)中的中斷可以由外部設(shè)備引發(fā)，也可以由內(nèi)部事件（如除法錯誤、單步中斷等）引發(fā)。25.【答案】錯誤【解析】DMA技術(shù)可以在不使用CPU的情況下進行數(shù)據(jù)傳輸，但它不能完全替代CPU的作用，因為CPU仍然需要控制和管理數(shù)據(jù)傳輸。五、簡答題(共5題)26.【答案】Cache存儲器的作用是減少CPU訪問主存儲器的時間，提高系統(tǒng)性能。其工作原理是利用程序的局部性原理，將主存儲器中的熱點數(shù)據(jù)預(yù)存放在速度更快的Cache中，當(dāng)CPU需要訪問這些數(shù)據(jù)時，可以直接從Cache中獲取，從而減少訪問主存儲器的時間?！窘馕觥緾ache存儲器通過緩存頻繁訪問的數(shù)據(jù)，減少CPU等待時間，提高數(shù)據(jù)處理速度。工作原理基于程序的局部性，即程序在執(zhí)行時傾向于訪問內(nèi)存中連續(xù)的地址和數(shù)據(jù)。27.【答案】相同點：兩種體系結(jié)構(gòu)都是現(xiàn)代計算機的基礎(chǔ)，都采用存儲程序控制原理，指令和數(shù)據(jù)存儲在同一個存儲器中。不同點：馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)中指令和數(shù)據(jù)在同一個總線上傳輸，哈佛體系結(jié)構(gòu)中指令和數(shù)據(jù)在各自獨立的總線上傳輸，指令和數(shù)據(jù)分別存儲。哈佛體系結(jié)構(gòu)可以同時處理指令和數(shù)據(jù)，效率更高。【解析】兩種體系結(jié)構(gòu)都基于存儲程序控制原理，但哈佛體系結(jié)構(gòu)在指令和數(shù)據(jù)傳輸上分離，能同時處理指令和數(shù)據(jù)，因此效率更高。28.【答案】中斷機制是計算機系統(tǒng)中的基本功能之一，它允許CPU在執(zhí)行程序時響應(yīng)外部事件或內(nèi)部異常。中斷在系統(tǒng)中的作用包括：提高CPU的效率，允許多個任務(wù)并行處理，提高系統(tǒng)的實時性和可靠性?！窘馕觥恐袛鄼C制允許CPU在執(zhí)行程序時暫停當(dāng)前任務(wù)，轉(zhuǎn)而處理更緊急的任務(wù)，如I/O操作、異常處理等，從而提高了CPU的利用率和系統(tǒng)的響應(yīng)速度。29.【答案】虛擬存儲器是一種通過硬件和軟件技術(shù)實現(xiàn)的存儲器管理機制，它允許程序使用比實際物理內(nèi)存更大的地址空間。實現(xiàn)原理是通過頁式或段式存儲管理，將程序的邏輯地址空間分成多個頁或段，并映射到物理內(nèi)存或磁盤上?！窘馕觥刻摂M存儲器通過將程序的邏輯地址空間分成頁或段，并在需要時從磁盤加載到物理內(nèi)存，從而實現(xiàn)