計算機組成原理復習題及答案

1、一、填空、選擇或判斷1.多核處理機是空間并行計算機，它有_多_個CPU。2.計算機的發(fā)展大致經歷了五代變化，其中第四代是1972-1990年的_大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路_計算機為代表。3.計算機從第三代起，與IC電路集成度技術的發(fā)展密切相關。描述這種關系的是_摩爾_定律。4.1971年，英特爾公司開發(fā)出世界上第一片4位微處理器_Intel4004_。首次將CPU的所有元件都放入同一塊芯片之內。5.1978年，英特爾公司開發(fā)的_Intel8086_是世界上第1片通用16位微處理器，可尋址存儲器是_1MB_。6.至今為止，計算機中的所有信息仍以二進制方式表示的理由是_物理器件性能所致_。7.馮。諾

2、依曼計算機工作方式的基本特點是_按地址訪問并順序執(zhí)行指令_。8.20世紀50年代，為了發(fā)揮_硬件設備_的效率，提出了_多道程序_技術，從而發(fā)展了操作系統(tǒng)，通過它對_硬軟資源_進行管理和調度。9.計算機硬件能直接執(zhí)行的只有_機器語言_。10.完整的計算機系統(tǒng)應包括_配套的硬件設備和軟件系統(tǒng)_。11.計算機的硬件是有形的電子器件構成，它包括_運算器_、_控制器_、_存儲器_、_適配器_、_系統(tǒng)總線_、_外部設備_。12.當前的中央處理機包括_運算器_、_控制器_、_存儲器_。13.計算機的軟件通常分為_系統(tǒng)軟件_和_應用軟件_兩大類。14.用來管理計算機系統(tǒng)的資源并調度用戶的作業(yè)程序的軟件稱為_操

3、作系統(tǒng)_，負責將_高級_-語言的源程序翻譯成目標程序的軟件稱為_編譯系統(tǒng)_。15.計算機系統(tǒng)中的存儲器分為_內存_和_外存_。在CPU執(zhí)行程序時，必須將指令存放在_內存_中。16.計算機存儲器的最小單位為_位_。1KB容量的存儲器能夠存儲_8192_個這樣的基本單位。17.在計算機系統(tǒng)中，多個系統(tǒng)部件之間信息傳送的公共通路稱為_總線_。就其所傳送的信息的性質而言，在公共通路上傳送的信息包括_數據_、_地址_和_控制_信息。18.指令周期由_取指_周期和_執(zhí)行_周期組成。19.下列數中最小的數為_.A(101001)2B(52)8C(101001)BCDD(233)1620.下列數中最大的數為A

4、()2B(227)8C(96)16D(143)521.在機器數中，_的零的表示形式是唯一的。A原碼B補碼C反碼D原碼和反碼22.某機字長32位，采用定點小數表示，符號位為1位，尾數為31位，則可表示的最大正小數為_C_，最小負小數為_D_A+(231-1)B-(1-2-32)C+(1-2-31)+1D-(1-2-31)-123.某機字長32位，采用定點整數表示，符號位為1位，尾數為31位，則可表示的最大正整數為_A_，最小負整數為_D_A+(231-1)B-(1-2-32)1C+(2-30-1)D-(231-1)24.32位浮點數格式中，符號位為1位，階碼為8位，尾數為23位，則它所能表示的最

5、大規(guī)格化正數為_A_A+(2-2-31)x2+127B+(1-2-23)x2+127C+(2-2-23)x2+255D2+127-2-2325.定點8位字長的字，采用2的補碼形式表示8位二進制整數，可表示的數范圍為_。A-127+127B-2-127+2-127C2-1282+127D-127+12826.若某數x的真值為-0.1010，在計算機中該數表示為1.0110，則該數所用的編碼方法是_補_碼。27.長度相同但格式不同的2種浮點數，假設前者階碼長、尾數短，后者階碼短、尾數長，其他規(guī)定均相同，則它們可表示的數的范圍和精度為_前者可表示的數的范圍大但精度低_。28.某數在計算機中用8421

6、BCD碼表示011110001001，其真值為_789_29.在浮點數原碼運算時，判定結果為規(guī)格化數的條件是_尾數的最高數值位為1_30.運算器雖有許多部件組成，但核心部分是_算術邏輯運算單元_31.在定點二進制運算器中，減法運算一般通過_補碼運算的二進制加法器_來實現32.在定點運算器中，無論采用雙符號位還是單符號位，必須有_溢出判斷電路_，它一般用_異或門_來實現。33.在定點數運算中產生溢出的原因是_運算結果的操作數超出了機器的表示范圍_34.按其數據流的傳遞過程和控制節(jié)拍來看，陣列乘法器可認為是_全并行運算的乘法器_35.計算機的存儲器采用分級存儲體系的主要目的是_解決存儲容量、價格和

7、存取速度之間的矛盾_36.存儲周期是指_存儲器進行連續(xù)讀和寫操作所允許的最短時間間隔_37.和外存儲器相比，內存儲器的特點是_容量小、速度快、成本高_38.某SRAM芯片，其存儲容量為64k*16位，該芯片的地址線和數據線數目為_16，16_39.某機字長32位，存儲容量256MB，若按字編址，它的尋址范圍是_64M_40.主存儲器和CPU之間增加cache的目的是_解決CPU和主存之間的速度匹配問題_41.雙端口存儲器所以能高速進行讀/寫，是因為采用_兩套相互獨立的讀寫電路_42.下列因素下，與cache的命中率無關的是_A主存的存取時間B塊的大小Ccache的組織方式Dcache的容量43

8、.下列說法中正確的是_A多體交叉存儲器主要解決擴充容量問題Bcache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成的Dcache的功能全部由硬件實現44.下列關于存儲系統(tǒng)的描述中不正確的是_A每個程序的虛地址空間可以遠大于實地址空間，也可以遠小于實地址空間B多級存儲體系由cache、主存和虛擬存儲器構成2Ccache和虛擬存儲器這兩種存儲器管理策略都利用了程序的局部性原理D當cache未命中時，CPU可以直接訪問主存，而外存與CPU之間則沒有直接通路45.下列關于存儲系統(tǒng)的描述中正確的是_A虛擬存儲器技術提高了計算機的速度B若主存由兩部分組成

9、，容量分別為2n和2m，則主存地址共需要n+m位C閃速存儲器是一種高密度、非易失性的只讀半導體存儲器D存取時間是指連續(xù)兩次讀操作所需間隔的最小時間46.虛擬段頁式存儲管理方案的特點為_空間浪費小、存儲共享容易、存儲保護容易、能動態(tài)連接_47.下列有關存儲器的描述中，正確的是_A雙端口存儲器具有分離的讀端口和寫端口，因而CPU可以同時對其進行讀、寫操作B存儲保護的目的是：在多用戶環(huán)境中，既要防止一個用戶程序出錯而破壞系統(tǒng)軟件或其他用戶程序，又要防止一個用戶訪問不是分配給它的主存區(qū)，以達到數據安全與保密的要求C在虛擬存儲器中，外存和主存以相同的方式工作，因此允許程序員用比主存空間大得多的外存空間編

10、程DCPU中通常都設置有若干個寄存器，這些寄存器與cache統(tǒng)一編址，但訪問速度更高48.采用虛擬存儲器的主要目的是_擴大主存儲器的存儲空間，且能進行自動管理和調度_49.常用的虛擬存儲系統(tǒng)由_主存-輔存_兩級存儲器組成，其中輔存是大容量的磁表面存儲器。50.在虛擬存儲器中，當程序正在執(zhí)行時，由操作系統(tǒng)完成地址映射。51.在請求分頁存儲器管理方案中，若某用戶空間為16個頁面，頁長1KB，現有頁表如下，邏輯地址0A2CH所對應的物理地址為_0E2CH_52.下列有關存儲器的描述中，正確的是_A在頁式虛擬存儲系統(tǒng)中，若頁面大小加倍，則缺頁中斷的次數會減半B虛擬存儲器的最大存儲空間為主存空間容量和輔

11、存空間容量之和C內碎片指的是內存中的難以利用的小空閑分區(qū)，而外碎片指的是外存中難以利用的小空閑分區(qū)D交換技術利用了程序的局部性原理實現多任務并發(fā)環(huán)境中的存儲管理。53.指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的主要是_縮短指令長度，擴大尋址空間，提高編程靈活性_54.單地址指令中為了完成兩個數的算術運算，除地址碼指明的一個操作數外，另一個數常需采用_隱含尋址方式_55.對某個寄存器中操作數的尋址方式稱為_寄存器_尋址。56.寄存器間接尋址方式中，操作數處在_主存單元_57.變址尋址方式中，操作數的有效地址等于_變址寄存器內容加上位移量_58.程序控制類指令的功能是_改變程序執(zhí)行的順序_59.指令的尋址方

12、式有順序和跳躍兩種方式。采用跳躍尋址方式，可以實現_程序的條件轉3移或無條件轉移_60.指出下面描述匯編語言特性的句子中概念上有錯誤的句子。A對程序員的訓練要求來說，需要硬件知識B匯編語言對機器的依賴性高C匯編語言的源程序通常比高級語言源程序短小D匯編語言編寫的程序執(zhí)行速度比高級語言快61.下列說法中不正確的是_A機器語言和匯編語言都是面向機器的，它們和具體機器的指令系統(tǒng)密切相關B指令的地址字段指出的不是地址，而是操作數本身，這種尋址方式稱為直接尋址C串聯堆棧一般不需要堆棧指示器，但串聯堆棧的讀出是破壞性的D存儲器堆棧是主存的一部分，因而也可以按照地址隨機進行讀寫操作62.就取操作數的速度而言

13、，下列尋址方式中速度最快的是_B_，速度最慢的是_C_，不需要訪存的尋址方式是_B_A直接尋址B立即尋址C間接尋址63.下列說法中不正確的是_A變址尋址時，有效數據存放在主存中B堆棧是先進后出的隨機存儲器C堆棧指針SP的內容表示當前堆棧內所存儲的數據的個數D內存中指令的尋址和數據的尋址是交替進行的64.下列項中，不符合RISC指令系統(tǒng)的特點是_A指令長度固定，指令種類少B尋址方式種類盡量減少，指令功能盡可能強C增加寄存器的數目，以盡量減少訪存次數D選取使用頻率最高的一些簡單指令，以及很有用但不復雜的指令65.下面關于RISC技術和描述中，正確的是_A采用RISC技術后，計算機的體系結構又恢復到

14、早期的比較簡單的情況B為實現兼容，新設計的RISC是從原來的CISC系統(tǒng)的指令系統(tǒng)中挑選一部分實現的CRISC的主要目標是減少指令數DRISC設有乘、除法指令和浮點運算指令66.下面操作中應該由特權指令完成的是_A設置定時器的初值B從用戶模式切換到管理員模式C開定時器中斷D關中斷67.在CPU中跟蹤指令后繼地址的寄存器是_程序計數器_68.操作控制器的功能是_從主存取出指令，完成指令操作碼譯碼，產生有關的操作控制信號_69.由于CPU內部的操作速度較快，而CPU訪問一次主存所花的時間較長，因此機器周期常用_主存中讀取一個指令字的最短時間_來規(guī)定70.同步控制是_由統(tǒng)一時序信號控制的方式_71.

15、異步控制常用于_在單總線結構計算機中訪問主存與外圍設備時_作為其主要控制方式72.微程序控制器中，機器指令與微指令的關系是_每一條機器指令由一段用微指令編成的微程序來解釋執(zhí)行_73.描述流水COU基本概念中正確的句子是_A流水CPU是以空間并行性為原理構造的處理器4B流水CPU一定是RISC機器C流水CPU一定是多媒體CPUD流水CPU是一種非常經濟而實用的時間并行技術74.描述多媒體CPU基本概念中不正確的是_A多媒體CPU是帶有MMX技術的處理器BMMX指令集是一種MIMD（多指令流多數據流）的并行處理指令C多媒體CPU是以一種超標量結構為基礎的CISC機器75.下列部件中不屬于控制器的部

16、件是_A指令寄存器B操作控制器C程序計數器D狀態(tài)條件寄存器76.下列部件中不屬于執(zhí)行部件的是_A控制器B存儲器C運算器D外圍設備77.計算機操作的最小時間單位是_時鐘周期_78.就微命令的編碼方式而言,若微操作命令的個數已確定,則_編碼表示法比直接表示法的微指令字長短_79.下列說法中正確的是_A微程序控制方式和硬聯線控制方式相比較,前者可以使指令的執(zhí)行速度更快B若采用微程序控制方式,則可用PC取代PCC控制存儲器可以用掩模ROM、E2PROM或閃速存儲器實現D指令周期也稱為CPU周期80.下列表述中，微指令結構設計不追求的目標是_A提高微程序的執(zhí)行速度B提高微程序設計的靈活性C縮短微指令的長

17、度D增大控制存儲器的容量81.計算機使用總線結構的主要優(yōu)點是便于實現積木化，同時_減少了信息傳輸線的條數_82.在集中式總線仲裁中，_獨立請求方式_方式響應時間最快，_菊花鏈方式_方式對電路故障最敏感83.系統(tǒng)總線中地址線的功用是_用于指定主存單元和I/O設備接口電路的地址_84.數據總線的寬度由總線的_功能特性_定義85.在單機系統(tǒng)中，三總線結構的計算機的總線系統(tǒng)由_系統(tǒng)總線、內存總線和I/O總線_組成86.從總線的利用率來看，_三總線結構_的效率最低，從整個系統(tǒng)的吞吐量來看，_三總線結構_的效率最高87.下列陳述中不正確的是_A在雙總線系統(tǒng)中，訪存操作和輸入/輸出操作各有不同的指令B系統(tǒng)吞

18、吐量主要取決于主存的存取周期C總線的功能特性定義每一根線上的信號的傳遞方向及有效電平范圍D早期的總線結構以CPU為核心，而在當代的總線系統(tǒng)中，由總線控制器完成多個總線請求者之間的協(xié)調與仲裁88.一個適配器必須有兩個接口：一是和系統(tǒng)總線的接口，CPU和適配器的數據交換是_并行_方式；二是和外設的接口，適配器和外設的數據交換是_并行或串行_方式89.下列陳述中不正確的是_A總線結構傳送方式可以提高數據的傳輸速度5B與獨立請求方式相比，鏈式查詢方式對電路的故障更敏感CPCI總線采用同步時序協(xié)議和集中式仲裁策略D總線的帶寬是總線本身所能達到的最高傳輸速率90.在_單總線_的計算機系統(tǒng)中，外設可以和主存

19、儲器單元統(tǒng)一編址，因此可以不使用I/O指令91.以RS-232為接口，進行7位ASCII碼字符傳送，帶有一位奇校驗位和兩位停止位，當波特率為9600波特時，字符傳送率為_960_92.下列各項中，_各部件的存取時間比較接近_是同步傳輸的特點93.計算機系統(tǒng)的輸入輸出接口是_主機與外圍設備_之間的交接界面94.下列各種情況中，應采用異步傳輸方式的是_AI/O接口與打印機交換信息BCPU與存儲器交換信息CCPU與I/O接口交換信息DCPU與PCI總線交換信息95.計算機的外圍設備是指_除了CPU和內存以外的其他設備_96.軟磁盤、硬磁盤、磁帶機、光盤、固態(tài)盤屬于_外存儲器_設備；鍵盤、鼠標、顯示器

20、、打印機、掃描儀、數字化儀屬于_人機界面_設備；LAN適配卡、Modem屬于_遠程通信_設備97.在微型機系統(tǒng)中外圍設備通過_適配器_與主板的系統(tǒng)總線相連接。98.磁盤驅動器向盤片磁層記錄數據時采用_串行_方式寫入99.CD-ROM光盤是_只讀_型光盤，可用作計算機的_外_存儲器和數字化多媒體設備。100.若磁盤的轉速提高一倍，則_平均定位時間不變_A平均存取時間減半B平均找道時間減半C存儲密度可以提高一倍D101.活動頭磁盤存儲器的平均存取時間是指_平均等待時間_102.在不同速度的設備之間傳送數據可用同步方式，也可用異步方式。103.早期微型機中，不常用的I/O信息交換方式是通道方式104

21、.串行接口是指接口與系統(tǒng)總線之間并行傳送，接口與I/O設備之間串行傳送。105.中斷向量可提供中斷服務程序入口地址。106.在中斷系統(tǒng)中，CPU一旦響應中斷，則立即關閉中斷屏蔽標志，以防止本次中斷響應過程被其他中斷源產生另一次中斷干擾。107.為了便于實現多級中斷，保存現場信息最有效的方法是采用堆棧。108.CPU輸出數據的速度遠遠高于打印機的打印速度，為解決這一矛盾，可采用緩沖技術。109.在采用DMA方式高速傳輸數據時，數據傳送是在DMA控制器本身發(fā)出的控制信號控制下完成的。110.采用DMA方式傳送數據時，每傳送一個數據就要占用一個存儲周期時間。111.周期挪用方式常用于DMA方式的輸入

22、/輸出中。112.下列陳述中，正確的是_。A磁盤是外部存儲器，和輸入/輸出系統(tǒng)沒有關系B對速度極慢或簡單的外圍設備可以不考慮設備的狀態(tài)直接進行接收數據和發(fā)送數據C從輸入/輸出效率分析，DMA方式效率最高，中斷方式次之，程序查詢方式最低，所以才有DMA方式淘汰中斷方式、中斷方式淘汰程序查詢方式的發(fā)展過程D在程序查詢方式、中斷方式中需要組織I/O接口，而DMA方式和通道方式就不需要了113.下列陳述中，正確的是_6A在程序查詢方式的優(yōu)點是簡單，不需要考慮優(yōu)先級問題B優(yōu)先級是中斷排隊鏈中的位置順序，因此在構造系統(tǒng)時需要首先考慮系統(tǒng)的效率合理地安排優(yōu)先級C單極中斷不支持中斷嵌套，所以沒有優(yōu)先級的問題D

23、優(yōu)先級是外設所代表的事件的性質114.下列陳述中，正確的是_A中斷技術在實時系統(tǒng)中非常重要，在于CPU在任何時候都可響應中斷請求，保證了系統(tǒng)的實時要求B在單極中斷中，CPU響應中斷時會設置中斷屏蔽狀態(tài)，這樣中斷過程就不會被其他中斷打擾；而在多級中斷系統(tǒng)中，為了支持多重中斷，即優(yōu)先級高的中斷可以打斷優(yōu)先級低的中斷，所以CPU響應中斷時就不設置中斷屏蔽狀態(tài)了。C在多級中斷系統(tǒng)中，為了支持中斷嵌套，中斷服務程序首先要開中斷115.下列陳述中，不正確的是_A緩沖技術是輸入/輸出系統(tǒng)用于平滑CPU和外設速度差異的基本手段B中斷事件對輸入/輸出系統(tǒng)而言是一種隨機事件C無條件傳送方式的對象是速度極慢或簡單的

24、外圍設備DCPU可以通過通道指令管理通道二、簡答題1.馮諾依曼型計算機的主要設計思想是什么？它包括哪些主要組成部分？2.指令和數據均存放在內存中，計算機如何區(qū)分它們是指令還是數據？3.現代計算機系統(tǒng)如何進行多級劃分？這種分級觀點對計算機設計會產生什么影響？4.在計算機中對數據進行運算操作時，為什么要引入補碼表示法？5.試比較RAM和ROM6.提高訪存速度可采取哪些措施？簡要說明之7.什么是“程序訪問的局部性”？存儲系統(tǒng)中哪一級采用了程序訪問的局部性原理？8.主存儲器的技術指標主要有哪些？各簡述之。9.什么叫指令的尋址方式？指令尋址方式分別有哪幾種？10.什么叫數據尋址方式？數據尋址方式分別有幾

25、種？11.一個較完善的指令系統(tǒng)包括哪幾類指令？12.RISC中文意思是什么？它的特點是哪些？13.CPU中有哪幾類主要寄存器，用一句話回答其功能14.簡述微程序設計技術的基本思想15.簡述硬連線控制器的基本思想16.說明總線結構對計算機系統(tǒng)性能的影響17.分析總線寬度對系統(tǒng)性能的影響18.比較同步定時與異步定時的優(yōu)缺點19.段式虛擬存儲器對程序員是否透明？請說明原因20.什么叫接口？接口有什么功能？基本組成包括哪些部件？21.I/O與主機交換信息有哪幾種控制方式？各有何特點？22.什么是通道？通道的基本功能是什么？23.什么叫中斷允許？什么叫中斷屏蔽？為什么要設置中斷允許與中斷屏蔽？24.為什

26、么DMA方式比中斷方式具有更高的I/O效率？725.請用圖示說明三級存儲體系分別由哪些部分組成，并比較cache-主存和主存-輔存這兩個存儲層次的相同點和不同點。26.什么是操作系統(tǒng)？操作系統(tǒng)的功能有哪些？27.什么是特權指令？28.什么是進程？進程有哪些狀態(tài)？29.簡述cache和虛存的相同點與不同點。30.影響計算機指令格式的因素是什么？指令能反映什么信息？三、計算題1.已知：x=0.1011，y=-0.0101，求：補，補，-補，補，補，-補。2.用補碼運算方法求x+y的值和x-y的值，其中x=-0.0100，y=0.1001。3.若浮點數x的IEEE754標準的32位二進制數存儲內容(

27、)16，求其對應的浮點數的十進制值。4.將十進制數20.59375轉換為IEEE754標準的32位二進制存儲內容5.SRAM芯片有17位地址線和4位數據線，用這種芯片為32位字長的處理器構成1Mx32比特的存儲器，并采用內存條結構。問：（1）若每個內存條為256Kx32比特，共需幾個內存條？（2）每個內存條共需多少片這樣的芯片？（3）所構成的存儲器需用多少片這樣的芯片？6.某計算機系統(tǒng)的內存儲器由cache和主存構成，cache的存取周期為45ns，主存的存取周期為200n。已知在一段給定的時間內，CPU共訪問內存4500次，其中340次訪問主存。問：（1）cache的命中率是多少？（2）CPU訪問內存的平均時間是多少納秒？（3）cache-主存系統(tǒng)的效率是多少？7.用多路DMA控制器控制光盤、軟盤、打印機三個設備同時工作。光盤以20s的間隔向控制器發(fā)DMA請求，軟盤以90s的間隔向控制器發(fā)DMA請求，打印機以180s的間隔發(fā)DMA請求。請畫出多路DM