2025年大學(xué)（計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)）計(jì)算機(jī)組成原理階段測評試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.以下關(guān)于計(jì)算機(jī)硬件組成的說法，正確的是A.由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成B.由CPU和內(nèi)存組成C.由主機(jī)和外部設(shè)備組成D.由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成答案：A2.計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示形式是A.二進(jìn)制B.八進(jìn)制C.十進(jìn)制D.十六進(jìn)制答案：A3.運(yùn)算器的主要功能是A.進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算B.進(jìn)行邏輯運(yùn)算C.進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算D.控制計(jì)算機(jī)的運(yùn)行答案：C4.控制器的主要功能是A.指揮計(jì)算機(jī)各部件自動、協(xié)調(diào)地工作B.進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算C.進(jìn)行邏輯運(yùn)算D.存儲數(shù)據(jù)答案：A5.存儲器分為內(nèi)存儲器和外存儲器，以下屬于外存儲器的是A.硬盤B.內(nèi)存C.CacheD.寄存器答案：A6.計(jì)算機(jī)中存儲容量的基本單位是A.字節(jié)B.位C.字D.雙字答案：A7.1KB等于A.1024BB.1000BC.1024bitD.1000bit答案：A8.計(jì)算機(jī)指令一般由A.操作碼和地址碼組成B.操作數(shù)和地址數(shù)組成C.操作碼和操作數(shù)組成D.地址碼和操作數(shù)組成答案：A9.以下關(guān)于指令系統(tǒng)的說法，錯誤的是A.指令系統(tǒng)是一臺計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合B.不同型號的計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)不同C.指令系統(tǒng)包含的指令數(shù)目與計(jì)算機(jī)性能無關(guān)D.指令系統(tǒng)反映了計(jì)算機(jī)的基本功能答案：C10.程序計(jì)數(shù)器PC的作用是A.存放指令B.存放正在執(zhí)行的指令地址C.存放下一條要執(zhí)行的指令地址D.存放操作數(shù)答案：C11.堆棧指針SP的作用是A.指示堆棧底部地址B.指示堆棧頂部地址C.指示堆棧中間地址D.指示堆棧長度答案：B12.以下關(guān)于CPU的說法，錯誤的是A.CPU是計(jì)算機(jī)的核心部件B.CPU由運(yùn)算器和控制器組成C.CPU的性能直接影響計(jì)算機(jī)的性能D.CPU可以直接訪問外存答案：D13.計(jì)算機(jī)的主頻是指A.CPU的時(shí)鐘頻率B.內(nèi)存的工作頻率C.硬盤的轉(zhuǎn)速D.顯示器的刷新頻率答案：A14.以下關(guān)于Cache存儲器的說法，正確的是A.位于CPU和主存之間B.用于存放正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)C.速度比主存快D.以上都正確答案：D15.虛擬存儲器的最大容量A.由計(jì)算機(jī)的地址結(jié)構(gòu)決定B.由內(nèi)存容量決定C.由外存容量決定D.由操作系統(tǒng)決定答案：A16.以下關(guān)于I/O接口的說法，錯誤的是A.是CPU與外部設(shè)備之間的接口B.用于實(shí)現(xiàn)CPU與外部設(shè)備之間的通信C.I/O接口的性能不會影響計(jì)算機(jī)的整體性能D.包括硬件和軟件兩部分答案：C17.并行接口和串行接口的區(qū)別在于A.并行接口一次傳輸多位數(shù)據(jù)，串行接口一次傳輸一位數(shù)據(jù)B.并行接口速度慢，串行接口速度快C.并行接口適用于遠(yuǎn)距離傳輸，串行接口適用于近距離傳輸D.并行接口成本高，串行接口成本低答案：A18.以下屬于輸入設(shè)備的是A.打印機(jī)B.鍵盤C.顯示器D.音箱答案：B19.以下屬于輸出設(shè)備的是A.鼠標(biāo)B.掃描儀C.繪圖儀D.攝像頭答案：C20.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中總線包括A.數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線B.內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線和外部總線C.串行總線和并行總線D.以上都正確答案：A第II卷（非選擇題共60分）答題要求：請根據(jù)題目要求，在相應(yīng)位置作答，解答應(yīng)寫出文字說明、證明過程或演算步驟。21.（10分）簡述計(jì)算機(jī)組成原理中運(yùn)算器的主要組成部分及其功能。答案：運(yùn)算器主要由算術(shù)邏輯單元（ALU）、累加器（AC）、數(shù)據(jù)緩沖寄存器（DR）、狀態(tài)條件寄存器（PSW）等組成。算術(shù)邏輯單元負(fù)責(zé)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算；累加器用于暫存運(yùn)算結(jié)果；數(shù)據(jù)緩沖寄存器用于暫存操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果；狀態(tài)條件寄存器用于保存運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)信息，如是否溢出、結(jié)果正負(fù)等。22.（10分）說明計(jì)算機(jī)中存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)。答案：計(jì)算機(jī)存儲系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)由高速緩沖存儲器（Cache）、主存儲器（內(nèi)存）、輔助存儲器（外存）組成。Cache速度最快，容量最小，與CPU直接相連，用于存放CPU近期可能會用到的數(shù)據(jù)和指令，減少CPU訪問內(nèi)存的時(shí)間；主存速度次之，容量適中，是計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)程序和數(shù)據(jù)的主要存儲場所；外存速度最慢，容量最大，用于長期保存大量數(shù)據(jù)，如硬盤、光盤等。23.（10分）解釋指令周期、機(jī)器周期和時(shí)鐘周期的概念，并說明它們之間的關(guān)系。答案：指令周期是指CPU從內(nèi)存中取出一條指令并執(zhí)行這條指令所需的全部時(shí)間。機(jī)器周期是指CPU完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間，如取指令、取操作數(shù)、執(zhí)行運(yùn)算、存結(jié)果等。時(shí)鐘周期是計(jì)算機(jī)中最基本的時(shí)間單位，是CPU主頻的倒數(shù)。一個(gè)指令周期由若干個(gè)機(jī)器周期組成，一個(gè)機(jī)器周期又由若干個(gè)時(shí)鐘周期組成。24.（15分）材料：某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存容量為1GB，按字節(jié)編址。Cache采用直接映射方式，容量為16KB，塊大小為16B。問題：（1）該內(nèi)存地址空間有多少位？（2）Cache可分為多少塊？（3）主存地址如何劃分？答案：（1）內(nèi)存容量為1GB=2^30B，所以內(nèi)存地址空間有30位。（2）Cache容量為16KB=2^14B，塊大小為16B=2^4B，所以Cache可分為2^14/2^4=2^10=10bits塊。（3）主存地址劃分：低4位為塊內(nèi)地址，中間10位為Cache塊號，高16位為Cache標(biāo)記。25.（15分）材料：某計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)有加法、減法、乘法、除法四條指令，操作碼分別為000、001、010、011，地址碼為8位。問題：（1）若采用定長操作碼，操作碼長度是多少位？（2）若采用擴(kuò)展操作碼，設(shè)計(jì)一種擴(kuò)展操作碼方案，使得指令長度最短。答案：（