2025年大學（工學）計算機組成原理期末測試題及解析

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）每題只有一個正確答案，請將正確答案填在括號內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題選出符合題意的選項)1.計算機硬件能直接識別和執(zhí)行的語言是（）A.高級語言B.匯編語言C.機器語言D.數(shù)據(jù)庫語言2.馮·諾依曼計算機工作方式的基本特點是（）A.多指令流單數(shù)據(jù)流B.按地址訪問并順序執(zhí)行指令C.堆棧操作D.存儲器按內(nèi)容選擇地址3.以下不屬于CPU的組成部分的是（）A.控制器B.運算器C.寄存器D.內(nèi)存4.計算機中表示地址時使用（）A.原碼B.補碼C.反碼D.無符號數(shù)5.某計算機字長16位，它的存儲容量是64KB，若按字編址，那么它的尋址范圍是（）A.64KB.32KC.64KBD.32KB6.指令周期是指（）A.CPU從主存取出一條指令的時間B.CPU執(zhí)行一條指令的時間C.CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時間D.時鐘周期時間7.下列部件中，CPU存取速度由慢到快的排列順序正確的是（）A.外存、主存、Cache、寄存器B.外存、主存、寄存器、CacheC.外存、Cache、寄存器、主存D.主存、外存、Cache、寄存器8.中斷向量地址是（）A.子程序入口地址B.中斷服務程序入口地址C.中斷服務程序入口地址的地址D.中斷返回地址9.若某數(shù)x的真值為-0.1010，在計算機中該數(shù)表示為1.0110，則該數(shù)所用的編碼方法是（）A.原碼B.補碼C.反碼D.移碼10.下列關于存儲器的描述中，正確的是（）A.多體交叉存儲器主要解決擴充容量問題B.Cache與主存統(tǒng)一編址，Cache的地址空間是主存地址空間的一部分C.主存都是由易失性的隨機讀寫存儲器構(gòu)成D.靜態(tài)隨機存儲器SRAM的集成度比動態(tài)隨機存儲器DRAM高11.某計算機系統(tǒng)中，假定硬盤以中斷方式與處理器進行數(shù)據(jù)傳輸，以16位為傳輸單位，傳輸率為50KB/s，每次傳輸?shù)拈_銷（包括中斷）為100個CPU時鐘，處理器的主頻為50MHz，則硬盤數(shù)據(jù)傳送時占處理器時間的比例是（）A.10%B.5%C.0.5%D.0.1%12.下列關于總線的描述中，錯誤的是（）A.總線寬度指的是數(shù)據(jù)總線的位數(shù)B.總線標準是指計算機部件之間通過總線進行連接和傳輸信息時應遵守的一些協(xié)議和規(guī)范C.總線復用是指一條信號線上分時傳送兩種信號D.系統(tǒng)總線按其傳輸信息的不同分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線13.某機器字長16位，主存按字節(jié)編址，轉(zhuǎn)移指令采用相對尋址，由兩個字節(jié)組成，第一字節(jié)為操作碼字段，第二字節(jié)為相對位移量字段。假定取指令時，每取一個字節(jié)PC自動加1。若某轉(zhuǎn)移指令所在主存地址為2000H，相對位移量字段的內(nèi)容為06H，則該轉(zhuǎn)移指令成功轉(zhuǎn)移后的目標地址是（）A.2006HB.2007HC.2008HD.2009H14.下列關于Cache的描述中，錯誤的是（）A.Cache中存放的是主存中部分內(nèi)容的副本B.Cache的命中率只與Cache的容量有關C.Cache的等效訪問速度比主存快D.Cache位于主存和CPU之間15.某計算機采用微程序控制方式，微指令字長為24位，采用水平型編碼控制的微指令格式，斷定方式。若微命令字段中共有10個微命令，控制字段的每一位代表一個微命令，則微指令中的判別測試字段長度為（）A.4位B.5位C.6位D.8位16.下列關于虛擬存儲器的描述中，正確的是（）A.虛擬存儲器是提高計算機運算速度的設備B.虛擬存儲器由主存和輔存組成C.虛擬存儲器的容量等于主存容量加上輔存容量D.虛擬存儲器是為解決主存容量不足問題而設計的17.計算機中采用多級存儲體系的目的是（）A.方便保存大量數(shù)據(jù)B.減少主機箱的體積C.解決存儲容量、價格和存取速度之間的矛盾D.操作方便18.下列關于指令流水線的描述中，正確的是（）A.指令流水線提高了CPU的吞吐率B.指令流水線的加速比總是大于1C.指令流水線的各段執(zhí)行時間應盡可能相等D.以上都正確19.某計算機的指令系統(tǒng)中共有100條不同的指令，采用微程序控制方式時，控制存儲器中至少應有（）個微程序。A.100B.101C.102D.10320.下列關于并行處理技術的描述中，錯誤的是（）A.超標量技術是指在一個時鐘周期內(nèi)可以同時發(fā)射多條指令B.超流水線技術是指將流水線的每一個階段進一步細分C.多核處理器是指在一個處理器芯片上集成多個處理器核D.并行處理技術只能提高處理器的運算速度，不能提高計算機系統(tǒng)的整體性能第II卷（非選擇題共60分）(總共5題，每題12分，按要求作答)21.簡答題：簡述計算機組成原理中CPU的主要功能以及各功能的作用。22.簡答題：說明存儲器的層次結(jié)構(gòu)，并闡述為什么要采用這種層次結(jié)構(gòu)。23.簡答題：解釋指令周期、機器周期和時鐘周期的概念，并說明它們之間的關系。24.綜合題：某計算機字長16位，主存容量為64KB，采用單字長單地址指令，共有64條指令。請設計一種指令格式，并說明各字段的含義。有一計算機系統(tǒng)，其指令流水線由取指、譯碼、執(zhí)行、訪存、寫回五個功能段組成，每個功能段的執(zhí)行時間均為100ns（不考慮各功能段之間的延遲時間）。25.綜合題：求該流水線的最大吞吐率和實際吞吐率。若有100條指令連續(xù)進入該流水線，問：該流水線的加速比是多少？答案：1.C2.B3.D4.D5.B6.C7.A8.C9.B10.C11.C12.A13.C14.B15.B16.D17.C18.D19.A20.D21.CPU主要功能及作用：①指令控制：控制程序的執(zhí)行順序，按程序要求從內(nèi)存中取出指令并分析執(zhí)行。②操作控制：產(chǎn)生各種控制信號，指揮計算機各部件完成指令規(guī)定的操作。③時間控制：對各種操作實施時間上的控制，確保指令按序準確執(zhí)行。④數(shù)據(jù)加工：對數(shù)據(jù)進行算術和邏輯運算，實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。22.存儲器層次結(jié)構(gòu)：高速緩沖存儲器（Cache）、主存儲器、輔助存儲器。采用這種層次結(jié)構(gòu)原因：Cache速度快但容量小，主存容量適中速度次之，輔存容量大速度慢。通過層次結(jié)構(gòu)，利用Cache提高CPU訪問速度，主存作為主要存儲區(qū)域，輔存擴大存儲容量，彌補速度和容量的差異，提高系統(tǒng)性能價格比。23.指令周期：CPU從主存取出一條指令并執(zhí)行這條指令的時間。機器周期：完成一個基本操作的時間。時鐘周期：計算機主頻的倒數(shù)，是計算機中最基本的時間單位。關系：一個指令周期包含若干個機器周期，一個機器周期包含若干個時鐘周期。24.指令格式：操作碼（6位）+地址碼（10位）。操作碼用于區(qū)分64條不同指令；地址碼用于指定操作數(shù)的存儲地址，10位地址碼可尋址范圍為2^10=102