計算機組成原理考試高頻考點試卷2025年專項訓練考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項不是馮·諾依曼體系結構的主要特點？A.存儲程序控制B.以運算器為中心C.指令和數(shù)據(jù)以二進制形式存儲D.采用總線結構2.將十進制數(shù)-27轉換為8位二進制補碼表示，結果是？A.10010110B.01101001C.11101001D.011101103.在下列尋址方式中，指令執(zhí)行時能直接獲得操作數(shù)地址的是？A.立即尋址B.間接尋址C.直接尋址D.寄存器尋址4.計算機中用于暫時存放CPU要處理的數(shù)據(jù)和指令的部件是？A.運算器B.控制器C.存儲器D.輸入/輸出設備5.主存與Cache之間地址映射有三種基本方式，其中速度最快但成本最高的是？A.直接映射B.全相聯(lián)映射C.組相聯(lián)映射D.以上都不是6.CPU執(zhí)行一條指令所需的時間稱為？A.時鐘周期B.周期狀態(tài)C.指令周期D.微周期7.在CPU中，執(zhí)行算術邏輯運算和邏輯運算的部件是？A.控制器B.存儲器C.運算器（ALU）D.總線8.中斷是指？A.CPU執(zhí)行指令的速度變慢B.外部設備請求CPU服務C.CPU內部發(fā)生故障D.程序設計錯誤9.總線寬度是指？A.總線長度B.總線根數(shù)C.總線一次能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)D.總線傳輸速率10.下列哪種I/O方式CPU占用時間最少？A.程序查詢方式B.中斷方式C.直接存儲器訪問（DMA）方式D.以上都是二、填空題（每題2分，共20分）1.計算機硬件系統(tǒng)的五大基本組成部分是：__________、__________、__________、__________和__________。2.在浮點數(shù)表示法中，一個數(shù)由符號位、階碼和__________三部分組成。3.Cache與主存之間地址映射的基本方式有：__________、__________和__________。4.指令控制序列通常存放在__________中，由CPU按順序取出執(zhí)行。5.運算器是計算機的__________，主要功能是對信息進行加工處理。6.中斷向量是指存放__________的地址。7.總線按傳輸信息分類，可分為數(shù)據(jù)總線、__________和__________。8.補碼加法運算可以用來進行__________和__________運算。9.采用直接映射方式，若Cache有128塊，主存有1024塊，則主存塊號與Cache塊號的對應關系是__________。10.DMA方式中，CPU在I/O操作期間可以執(zhí)行其他__________。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述原碼、反碼、補碼三種表示法中，零的表示方式有何不同。2.什么是存儲器層次結構？其設計原理是什么？3.簡述中斷響應過程的主要步驟。4.什么是指令流水線？它可能帶來哪些問題？四、計算題（每題10分，共20分）1.某計算機Cache采用直接映射方式，Cache容量為16KB，主存容量為256MB，主存按字節(jié)編址。若主存地址為十六進制A1BC16，求該地址所在的主存塊號和Cache塊號（假設塊大小為64B）。2.設某機運算器能同時處理兩個8位二進制數(shù)，采用補碼運算。求（-45）十進制+（+38）十進制的運算結果（用二進制表示）。五、綜合題（每題10分，共20分）1.簡述CPU通過總線訪問主存的流程。2.解釋什么是總線沖突，并簡述解決總線沖突的常用方法。試卷答案一、選擇題1.B解析：馮·諾依曼體系結構特點是以存儲器為中心，而非運算器。2.C解析：-27的原碼為10011011，反碼為11100100，補碼為11101001。3.C解析：直接尋址方式中，指令中直接給出操作數(shù)的有效地址。立即尋址操作數(shù)在指令中，間接尋址需通過地址指針獲取地址。4.C解析：存儲器是計算機中用于存放程序和數(shù)據(jù)的部件。5.B解析：全相聯(lián)映射速度最快，但塊映射沖突率最高，成本也最高。6.C解析：指令周期是指CPU執(zhí)行一條指令所需的全部時間。7.C解析：運算器（ALU）是執(zhí)行算術和邏輯運算的部件。8.B解析：中斷是外部設備主動請求CPU為其服務的一種機制。9.C解析：總線寬度定義了總線一次能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位數(shù)。10.B解析：中斷方式下，CPU在執(zhí)行當前指令結束后才響應中斷，占用CPU時間最少。二、填空題1.運算器，控制器，存儲器，輸入設備，輸出設備2.尾數(shù)3.直接映射，全相聯(lián)映射，組相聯(lián)映射4.主存5.核心部件6.中斷服務程序入口7.地址總線，控制總線8.加法，減法9.每個主存塊只能映射到Cache中一個固定的塊10.任務三、簡答題1.答：原碼中零有兩種表示：+0和-0。反碼中零也只有兩種表示：+0和-0。補碼中零只有一種表示：0000...0（符號位為0）。2.答：存儲器層次結構是將速度、成本、容量的權衡原理應用于存儲系統(tǒng)，由多級存儲器組成，如Cache-主存-輔存。其設計原理是在成本和速度之間進行權衡，將速度快的、容量小的、成本高的存儲器用于存放頻繁訪問的數(shù)據(jù)，速度慢的、容量大的、成本低存儲器用于存放不常訪問的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)整體性能和成本的最優(yōu)。3.答：中斷響應過程主要步驟包括：①中斷請求信號產生；②中斷判優(yōu)（若有多個中斷請求）；③當前指令執(zhí)行完畢；④保護斷點（當前指令地址）；⑤從中斷向量表中獲取中斷服務程序入口地址；⑥轉向中斷服務程序。4.答：指令流水線是將一條指令的執(zhí)行過程分解為多個階段，讓多條指令在時間上重疊執(zhí)行的技術。它可能帶來問題包括：①數(shù)據(jù)冒險（后指令需要前指令結果但未準備好）；②控制冒險（分支指令導致下一條指令地址不確定）；③結構冒險（硬件資源沖突）。四、計算題1.答：主存地址A1BC16=10100001101111012。塊大小為64B，即26B，塊內地址占6位。主存塊號=主存地址/塊大小=A1BC/64=A1B16=101000112。Cache容量16KB=214B，即塊數(shù)為16，塊內地址占4位。Cache塊號=主存塊號&Cache塊索引（Cache塊數(shù)為2^4=16，索引占4位）。主存塊號101000112&11112=10101=1516。所以，主存塊號為A1B16，Cache塊號為1516。2.答：(-45)十進制=-45=11010112（補碼）(+38)十進制=+38=001001102（補碼）運算：1101011+0010011---------11111102結果是11111102（補碼），表示-14（因為最高位為1，為負數(shù)，其補碼對應的原碼為10001102，即-14）。所以，結果是11111102（補碼）或-14（十進制）。五、綜合題1.答：CPU通過總線訪問主存的流程大致為：①CPU產生訪問主存的地址和讀寫控制信號；②通過地址總線發(fā)出地址信號，通過控制總線發(fā)出讀/寫信號；③總線控制器仲裁總線使用權；④若主存被選中，主存通過數(shù)據(jù)總線向CPU傳送數(shù)據(jù)（讀操作）或接收數(shù)據(jù)（寫操作）；⑤CPU接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。2.答：總線