2018年4月自考02318計(jì)算機(jī)組成原理試題及答案含解析

計(jì)算機(jī)組成原理年月真題

0231820184

1、【單選題】計(jì)算機(jī)中的U盤屬于

運(yùn)算器

控制器

A:

內(nèi)存

B:

外存

C:

答D:案：D

解析：外儲(chǔ)存器是指除計(jì)算機(jī)內(nèi)存及CPU緩存以外的儲(chǔ)存器，此類儲(chǔ)存器一般斷電后仍然

能保存數(shù)據(jù)。常見的外存儲(chǔ)器有硬盤、軟盤、光盤、U盤等

2、【單選題】下列軟件中不屬于系統(tǒng)軟件的是

操作系統(tǒng)

語言處理系統(tǒng)

A:

文字處理軟件

B:

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

C:

答D:案：C

解析：系統(tǒng)軟件是指控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備,支持應(yīng)用軟件開發(fā)和運(yùn)行的系統(tǒng)，是

無需用戶干預(yù)的各種程序的集合，主要功能是調(diào)度，監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；負(fù)責(zé)管理計(jì)

算機(jī)系統(tǒng)中各種獨(dú)立的硬件，使得它們可以協(xié)調(diào)工作。文字處理軟件：是辦公軟件的一

種，是應(yīng)用軟件。

3、【單選題】IEEE754單精度（32位）浮點(diǎn)數(shù)格式中指數(shù)的偏移常數(shù)為

127

128

A:

1023

B:

1024

C:

答D:案：A

解析：IEEE754規(guī)定：?jiǎn)尉雀↑c(diǎn)數(shù)字長(zhǎng)32位，尾數(shù)長(zhǎng)度23，指數(shù)長(zhǎng)度8,指數(shù)偏移量

127；雙精度浮點(diǎn)數(shù)字長(zhǎng)64位，尾數(shù)長(zhǎng)度52，指數(shù)長(zhǎng)度11，指數(shù)偏移量1023。

4、【單選題】若十進(jìn)制數(shù)為-100，則其對(duì)應(yīng)的8位補(bǔ)碼[X]補(bǔ)為

01100100

11100100

A:

10011100

B:

10011011

C:

答D:案：C

解析：100=1100100，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是符號(hào)位為1，其余為將數(shù)值的二進(jìn)制位按位取反后在最

低位上加1，[-100]<>補(bǔ)=10011100。

5、【單選題】采用寄存器直接尋址方式的操作數(shù)在

指令中

通用寄存器中

A:

內(nèi)存中

B:

外存中

C:

答D:案：B

解析：直接尋址方式是指在指令中直接給出操作數(shù)在存儲(chǔ)器中的地址，操作數(shù)在主存儲(chǔ)器

中，指令中的地址直接作為有效地址，對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問即可取得操作數(shù)。

6、【單選題】MIPS計(jì)算機(jī)的匯編指令“1w$s1，200（$s2）”的功能是

$sl=Memory[$s2+200]

$s2=Memory[$s1+200]

A:

$s1=Memory[$s2]+200

B:

$s2=Memory[$s1]+200

C:

答D:案：A

解析：MIPS匯編語言的算術(shù)運(yùn)算，教材100頁表3.3，“1w$s1，200($s2)”的功能是

$sl=Memory[$s2+200]，從內(nèi)存中取一個(gè)字到寄存器。

7、【單選題】微程序存放在

主存儲(chǔ)器中

控制存儲(chǔ)器中

A:

高速緩存中

B:

外存儲(chǔ)器中

C:

答D:案：B

解析：CPU內(nèi)用于存放實(shí)現(xiàn)指令系統(tǒng)全部指令的微程序的只讀存儲(chǔ)器（ROM）稱為控制存儲(chǔ)

器。

8、【單選題】—個(gè)16MB的主存儲(chǔ)器，按字節(jié)編址需要地址線

14條

24條

A:

34條

B:

44條

C:

答D:案：B

解析：16MB=2<>4*2<>10B**2<>10B=2<>24B

9、【單選題】在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)中，速度最快的是

硬盤

寄存器

A:

高速緩存

B:

主存

C:

答D:案：B

解析：計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器采用層次結(jié)構(gòu)，按照速度快慢排列依次為：寄存器>高速緩沖存

儲(chǔ)器（又叫cache）>內(nèi)存>外存。

10、【單選題】在浮點(diǎn)數(shù)的乘法中，乘積的尾數(shù)規(guī)格化后，小數(shù)點(diǎn)左邊兩位是

00

01

A:

10

B:

11

C:

答D:案：B

解析：當(dāng)尾數(shù)得值不為0時(shí),尾數(shù)域的最高有效位應(yīng)為1,這稱為浮點(diǎn)數(shù)的規(guī)格化表示。否

則以修改階碼同時(shí)左右移小數(shù)點(diǎn)位置的辦法,使其變?yōu)橐?guī)格化數(shù)。

11、【問答題】試說明在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)中，最終用戶、應(yīng)用程序員、系統(tǒng)管理員

和系統(tǒng)程序員分別與操作系統(tǒng)、匯編程序、編譯程序和應(yīng)用程序這四個(gè)程序的哪一個(gè)相對(duì)

應(yīng)？

答案：最終用戶對(duì)應(yīng)應(yīng)用程序；應(yīng)用程序員對(duì)應(yīng)編譯程序；系統(tǒng)管理員對(duì)應(yīng)操作系統(tǒng)；系

統(tǒng)程序員對(duì)應(yīng)匯編程序。

12、【問答題】漢字字符的編碼有哪三類？簡(jiǎn)述各類編碼的作用，并分別列舉一個(gè)實(shí)際的編

碼。

答案：漢字的編碼分為輸入碼、內(nèi)碼和輸出字形碼。輸入碼用于漢字信息的輸入，比如拼

音碼；內(nèi)碼是用于漢字信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)和處理，比如區(qū)位碼；輸出字形碼是用于

漢字信息的輸出顯示，比如字模點(diǎn)陣碼。

13、【問答題】在浮點(diǎn)數(shù)加減法中對(duì)階的目的是什么？對(duì)階原則是什么？

答案：對(duì)階的目的是使參加運(yùn)算的兩個(gè)數(shù)的階碼相等，以使它們的尾數(shù)可以直接相加減。

對(duì)階的原則是小階向大階看齊。即階小的那個(gè)數(shù)的尾數(shù)右移。

14、【問答題】試比較變址尋址方式和基址尋址方式的異同。

答案：相同之處：都是將某個(gè)寄存器的內(nèi)容與一個(gè)形式地址相加來生成操作數(shù)的有效地

址。不同之處：變尋址方式使用的是變址寄存器，基址尋址方式使用的是基址寄存器。

15、【問答題】某計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘周期為2.5ns，指令集中有A～D四種不同類型的指令，

這四類指令的平均CPI分別為3、2、4、5。某髙級(jí)語言程序P經(jīng)兩個(gè)不同版本的編譯程

序，編譯成了兩種不同的指令序列X1和X2,兩個(gè)指令序列包含的指令情況如下表所示例。

（1）該計(jì)算機(jī)的峰值MIPS是多少？（2）X1和X2的執(zhí)行時(shí)間分別是多少？（3）X1和

X2的平均CPI分別是多少？

答案：解：（1）計(jì)算峰值MIPS應(yīng)選擇CPI最小的指令類型，因些選B類指令，其CPI=2

故：峰值MIPS=1/(2.5*2)*10<>3=200MIPS(2)X1和X2的執(zhí)行時(shí)間分別為：T<>X1=

（3*5+2*4+4*3+5*2）*2.5=112.5nsT<>X2=（3*4+2*6+4*2+5*1）*2.5=92.5ns(3)X1和X2

的平均CPI分別為：CPI<>X1=（3*5+2*4+4*3+5*2）/(5+4+3+2)=45/14=3.21CPI<>X2=

（3*4+2*6+4*2+5*1）/(4+6+2+1)=37/13=2.85

16、【問答題】將十進(jìn)制數(shù)20.59375轉(zhuǎn)換為IEEE754的單精度（32位）浮點(diǎn)數(shù)格式，要

求最后格式用十六進(jìn)制數(shù)表示。注：EEEE754單精度浮點(diǎn)數(shù)的計(jì)數(shù)公式為：

答案：解：（1）分別將整數(shù)和小數(shù)部分轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)20.59375=10100.10011（2）移動(dòng)

小數(shù)點(diǎn)，使其在第1、2位之間：

10100.10011=1.010010011×2<>4E=4,E=4+127=131=10000011S=0;M=010010011;得到32位

浮點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制存儲(chǔ)格式為：01000001101001001100000000000000（3）16進(jìn)制數(shù)格式

為：（41A4C000）<>16

17、【問答題】PCI-Express×8輸入/輸出傳輸總線具有8個(gè)通路，每個(gè)通路都有發(fā)送和接

收兩個(gè)方向的傳送信號(hào)線，發(fā)送和接收的速率都為2.5Gb/s,數(shù)據(jù)在傳送時(shí)，每個(gè)有效信息字

節(jié)被轉(zhuǎn)換成lObit后進(jìn)行傳輸，試計(jì)算該總線傳輸有效信息的總帶寬，要求單位為GB/s。

答案：解：根據(jù)PCI-Express×n總線的總帶寬計(jì)算機(jī)公式：2.5Gb/s×2×n/10則本題所

述總線的總帶寬為：B=2.5Gb/s×2×8/10=4Gb/s

18、【問答題】某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)16位，采用16位定長(zhǎng)指令格式，部分?jǐn)?shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)如圖所

示。假設(shè)MAR的輸出一直處于使能狀態(tài)。（1）邏輯指令“ANDR1,R2”在執(zhí)行階段需要多

少個(gè)節(jié)拍？（2）寫出每個(gè)節(jié)拍的功能和有效控制信號(hào)。注：該指令功能為R1的內(nèi)容與

R2的內(nèi)容執(zhí)行邏輯“與”運(yùn)算，結(jié)果送入R1中。

答案：

解：（1）需要3個(gè)節(jié)拍（2）

19、【問答題】某計(jì)算機(jī)主存地址空間大小16MB,按字節(jié)編址。主存與Cache之間采用直接

映射方式，塊大小為512字節(jié)。Cache數(shù)據(jù)區(qū)大小為16KB。（1）該cache共有多少行？

（2）主存地址需多少位？如何劃分?要求說明每個(gè)字段的含義、位數(shù)和在主存地址中的位

置。

答案：解：每512字節(jié)數(shù)據(jù)塊在cache中占一行，故16KBcache被劃分為16KB/512KB=32

行16MB=2<>24B，故主存地址長(zhǎng)度為24位被劃分成以下三個(gè)字段：標(biāo)記+cache行號(hào)+塊內(nèi)

地址由于塊大小為512B=2<>9B，所以塊內(nèi)地址為9位，即主存地址的低9位。Cache行數(shù)

為32=2<>5，所以cache行號(hào)需要5位，即主存地址的中間5位。主存地址總長(zhǎng)24-9-

5=10，所以標(biāo)記部分為10位，即主存地址的高10位。

20、【填空題】MIPS指令流水線數(shù)據(jù)通路通常包括取指、譯碼、_____、_____和_____五段

流水線。

答案：執(zhí)行、訪存、寫回

21、【填空題】Cache行和主存塊之間的映射方式有_____、_____和_____三種。

答案：直接映射、全相聯(lián)映射、組相聯(lián)映射

22、【填空題】磁盤的平均存取時(shí)間由_____、_____和_____三部分構(gòu)成。

答案：尋道時(shí)間、旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間

23、【填空題】CPU的數(shù)據(jù)通路的時(shí)鐘周期長(zhǎng)度包括C1k-to-Q時(shí)間（也叫鎖存延遲）、所有

操作元件中最長(zhǎng)操作延遲時(shí)間、_____和_____等四個(gè)部分。

答案：建立時(shí)間、時(shí)鐘偏移

24、【填空題】I/O端口的編址方式有_____和_____兩種方式。

答案：獨(dú)立編址、統(tǒng)一編址

25、【填空題】在Intel處理器中將外部中斷分為_____中斷和_____中斷兩類。

答案：可屏蔽、不可屏蔽

26、【名