2026年大學(xué)計算機組成原理及答案考試時長：120分鐘滿分：100分班級：__________姓名：__________學(xué)號：__________得分：__________試卷名稱：2026年大學(xué)計算機組成原理考核試卷考核對象：計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科二年級學(xué)生題型分值分布：-判斷題（總共10題，每題2分）總分20分-單選題（總共10題，每題2分）總分20分-多選題（總共10題，每題2分）總分20分-案例分析（總共3題，每題6分）總分18分-論述題（總共2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.CPU的主要功能是進行算術(shù)邏輯運算和控制操作。2.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。3.Cache的訪問速度比主存快，但容量比主存小。4.RISC指令集通常比CISC指令集更復(fù)雜。5.數(shù)據(jù)通路是CPU內(nèi)部連接各功能部件的信號傳輸線路。6.微程序控制器是通過微指令序列控制計算機操作的。7.I/O設(shè)備與主存之間直接進行數(shù)據(jù)交換不需要CPU干預(yù)。8.總線寬度越大，數(shù)據(jù)傳輸速率越快。9.程序計數(shù)器（PC）用于存放下一條指令的地址。10.中斷向量表存儲在ROM中，用于存放中斷服務(wù)程序的入口地址。二、單選題（每題2分，共20分）1.下列哪一項不屬于計算機硬件系統(tǒng)的五大部件？A.運算器B.控制器C.操作系統(tǒng)D.存儲器2.Cache的命中率通常用哪個指標衡量？A.吞吐量B.帶寬C.命中率D.時延3.在指令執(zhí)行過程中，哪個部件負責(zé)從存儲器中讀取指令？A.運算器B.控制器C.ALUD.Cache4.RISC指令集的特點是？A.指令復(fù)雜，執(zhí)行時間長B.指令簡單，執(zhí)行時間短C.指令數(shù)量多，功能豐富D.指令數(shù)量少，功能單一5.總線按傳輸信息分類，不包括？A.數(shù)據(jù)總線B.地址總線C.控制總線D.邏輯總線6.微程序控制器中，控制存儲器存放的是？A.用戶程序B.微指令C.數(shù)據(jù)D.指令7.I/O設(shè)備與主存之間的數(shù)據(jù)傳輸通常通過哪個部件實現(xiàn)？A.DMA控制器B.中斷控制器C.總線控制器D.通道8.下列哪個不是中斷的分類？A.硬件中斷B.軟件中斷C.外部中斷D.非法指令中斷9.Cache的寫策略不包括？A.寫直通B.寫回C.寫分配D.寫共享10.計算機系統(tǒng)中，哪個部件負責(zé)協(xié)調(diào)各功能部件的工作？A.CPUB.控制器C.總線D.操作系統(tǒng)三、多選題（每題2分，共20分）1.計算機硬件系統(tǒng)的組成部件包括？A.運算器B.控制器C.存儲器D.輸入設(shè)備E.輸出設(shè)備2.Cache的工作原理包括？A.映射方式B.替換算法C.寫策略D.命中率計算E.控制器設(shè)計3.RISC指令集的特點包括？A.指令長度固定B.指令格式簡單C.執(zhí)行時間短D.指令數(shù)量多E.支持復(fù)雜操作4.總線的分類包括？A.數(shù)據(jù)總線B.地址總線C.控制總線D.邏輯總線E.通信總線5.微程序控制器的工作過程包括？A.微指令的讀取B.微地址的形成C.微操作的執(zhí)行D.微程序的存儲E.指令的解碼6.I/O設(shè)備控制方式包括？A.程序查詢方式B.中斷方式C.DMA方式D.通道方式E.直接內(nèi)存訪問方式7.中斷的處理過程包括？A.中斷請求的識別B.中斷向量的查找C.中斷服務(wù)程序的執(zhí)行D.中斷的返回E.中斷的屏蔽8.Cache的替換算法包括？A.先進先出（FIFO）B.最近最少使用（LRU）C.最不常用（LFU）D.隨機替換E.寫回策略9.計算機系統(tǒng)的性能指標包括？A.吞吐量B.帶寬C.時延D.命中率E.功耗10.總線仲裁的方式包括？A.鏈式仲裁B.計數(shù)器仲裁C.優(yōu)先級仲裁D.中央仲裁E.分布式仲裁四、案例分析（每題6分，共18分）1.案例背景：某計算機系統(tǒng)采用32位地址總線，主存容量為4GB，Cache采用直接映射方式，容量為256KB，塊大小為32字節(jié)。當CPU訪問主存地址0x1F2A8時，請計算：（1）主存地址轉(zhuǎn)換為物理地址的過程；（2）Cache的行號和塊內(nèi)地址；（3）若Cache未命中，需要從主存讀取數(shù)據(jù)到Cache，請說明替換算法的選擇過程。2.案例背景：某計算機系統(tǒng)采用中斷方式控制I/O設(shè)備，當設(shè)備完成數(shù)據(jù)傳輸時，會向CPU發(fā)送中斷請求。假設(shè)CPU當前正在執(zhí)行指令“ADDR1,R2”，請描述：（1）中斷請求的處理過程；（2）中斷服務(wù)程序的執(zhí)行步驟；（3）中斷返回后，CPU的執(zhí)行狀態(tài)。3.案例背景：某計算機系統(tǒng)采用DMA方式傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)塊大小為4KB，總線傳輸速率為100MB/s。假設(shè)DMA控制器需要傳輸一個文件，文件大小為128MB，請計算：（1）DMA傳輸所需的時間；（2）若采用中斷方式傳輸相同數(shù)據(jù)，假設(shè)每次中斷傳輸1KB數(shù)據(jù)，中斷處理時間為10μs，請計算傳輸所需的總時間；（3）比較兩種傳輸方式的優(yōu)缺點。五、論述題（每題11分，共22分）1.論述題：請論述計算機系統(tǒng)中總線的作用及其設(shè)計要點，并比較數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的區(qū)別。2.論述題：請論述Cache的工作原理及其對系統(tǒng)性能的影響，并分析影響Cache命中率的主要因素及優(yōu)化方法。---標準答案及解析一、判斷題1.√2.√3.√4.×（RISC指令集更簡單）5.√6.√7.×（需要CPU協(xié)調(diào)）8.√9.√10.×（存儲在RAM中）解析：-第4題：RISC指令集設(shè)計目標是通過簡單、固定的指令格式提高執(zhí)行效率，而非復(fù)雜。-第7題：I/O設(shè)備與主存的數(shù)據(jù)交換需要CPU通過中斷或DMA進行協(xié)調(diào)。-第10題：中斷向量表通常存儲在RAM中，而非ROM。二、單選題1.C2.C3.B4.B5.D6.B7.A8.D9.D10.B解析：-第1題：操作系統(tǒng)屬于軟件系統(tǒng)，不屬于硬件五大部件。-第7題：DMA控制器負責(zé)高效傳輸數(shù)據(jù)，無需CPU干預(yù)。-第9題：寫共享不是Cache的寫策略，常見策略包括寫直通、寫回、寫分配。三、多選題1.A,B,C,D,E2.A,B,C,D3.A,B,C4.A,B,C5.A,B,C,D6.A,B,C,D7.A,B,C,D,E8.A,B,C,D9.A,B,C,D,E10.A,B,C,D,E解析：-第4題：總線按傳輸信息分類，不包括邏輯總線。-第9題：性能指標包括吞吐量、帶寬、時延、功耗等。-第10題：總線仲裁方式包括鏈式、計數(shù)器、優(yōu)先級、中央、分布式等。四、案例分析1.解析：（1）主存地址轉(zhuǎn)換為物理地址：32位地址直接對應(yīng)4GB物理地址，無需轉(zhuǎn)換。（2）Cache行號：256KB/32B=8KB=256行，行號=地址[13:9]=0x1F2A8[13:9]=0x1F。塊內(nèi)地址：地址[8:2]=0x1F2A8[8:2]=0x2A。（3）替換算法：直接映射，地址沖突時直接替換當前行。2.解析：（1）中斷處理過程：CPU檢測中斷信號→暫停當前指令→保存現(xiàn)場→轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序。（2）中斷服務(wù)程序：執(zhí)行特定操作（如讀取數(shù)據(jù)）→發(fā)中斷結(jié)束信號→恢復(fù)現(xiàn)場。（3）中斷返回：執(zhí)行下一條指令（ADDR1,R2的后續(xù)指令）。3.解析：（1）DMA傳輸時間：128MB/100MB/s=1.28s。（2）中斷傳輸時間：128MB/(1KB/s×1024)×10μs=128s。（3）優(yōu)點：DMA減少CPU負擔(dān)，中斷實時性強；缺點：DMA需硬件支持，中斷開銷大。五、論述題1.解析：總線是計算機各部件間傳輸信息的公共通道，設(shè)計要點包括：總線寬度、傳輸