计算机体系结构试题及答案3篇 .pdf

计算机体系结构试题及答案 第一篇：计算机体系结构试题及答案 一、简答题 1. 什么是冯·诺依曼体系？ 答：冯·诺依曼体系是一种计算机架构，其特点是以二 进制形式储存指令和数据，并将指令和数据存储在同一个内存 空间中。冯·诺依曼体系的基本组成部分包括：运算器、控制 器、存储器和输入输出设备。 2. 什么是指令流水线？ 答：指令流水线是一种计算机执行指令的方式，将多个 相同或不同的指令分成若干阶段，每个阶段由不同的硬件电路 实现，并同时执行多条指令。通过指令流水线，计算机可以更 高效地执行指令，提高处理器的工作效率。 3. 什么是指令集架构？ 答：指令集架构是一种抽象的计算机模型，定义了一个 计算机硬件所支持的指令集合，包括指令的类型、格式、操作 码和寻址方式等。指令集架构决定了软件的可移植性和硬件的 兼容性，是计算机体系结构设计的重要方面之一。 4. 什么是编译器？ 答：编译器是一种将高级语言程序转换为目标机器指令 的程序。编译器可以将高级语言程序翻译成汇编语言程序或直 接生成目标机器指令，是软件开发过程中不可缺少的工具之一。 二、计算题 1. 假设一个处理器的时钟频率为 2 GHz，每条指令执行 需要 5 个时钟周期，每个时钟周期的时钟周期时间为 500 ps， 计算处理器的执行速度。 答：每条指令需要执行 5 个时钟周期，时钟周期时间为 500 ps，因此每条指令所需的执行时间为（5×500 ps）=2.5 ns。处理器的时钟频率为2 GHz，即每秒钟可以执行 2×10^9 个时钟周期，因此每个时钟周期的时钟周期时间为 （1÷2×10^9）=500 ps。处理器每秒钟可以执行的指令条数 为：（2×10^9÷5）=4×10^8 条。处理器的执行速度为：每 秒钟可以执行 4×10^8 条指令。 2. 假设一个处理器有 16 条物理地址线，物理地址空间 大小为 2 的 16 次方字节，计算该处理器的物理地址空间大小。 答：一个 16 条物理地址线的处理器的物理地址空间大小 为 2 的 16 次方字节，即 65536 字节。 三、论述题 1. 论述数据通路和控制器之间的关系。 答：数据通路和控制器是计算机体系结构中的两个核心 组成部分，数据通路负责数据的传输和处理，控制器负责指令 的译码和控制。数据通路和控制器之间的关系是相互依存的， 数据通路的正常运行需要控制器提供控制信号，而控制器需要 数据通路提供的处理结果来决定下一步操作。因此，数据通路 和控制器之间的紧密联系是计算机体系结构设计的关键之一。 2. 论述指令流水线的优缺点。 答：指令流水线是一种高效的指令执行方式，其优点包 括：提高了计算机的运行速度，减少 了处理器的空闲时间，降 低 了对处理器的时钟频率要求，同时也提高了处理器的吞吐量。 然而指令流水线也存在着缺点，主要包括：流水线冒险、流水 线中断、流水线异常处理等问题，这些问题都会导致指令流水 线的效率下降。因此，在使用指令流水线的过程中，需要注意 这些问题的存在，采取相应的措施加以解决。 第二篇：计算机体系结构试题及答案 一、简答题 1. 什么是寄存器？ 答：寄存器是一种高速缓存存储设备，用于临时存储处 理器计算所需的数据、指令和地址。寄存器的容量较小，但读 取速度很快，是计算机处理器中的重要组成部分。 2. 什么是虚拟存储器？ 答：虚拟存储器是一种将物理内存和磁盘上的空间结合 起来使用的技术，可以让应用程序访问比物理内存更大的虚拟 内存空间。虚拟存储器将应用程序的地址空间划分为多个页， 只有使用的页才会加载到物理内存中，其余页则保存在磁盘上， 需要时再进行调入。 3. 什么是 Cache 一致性问题？ 答：Cache 一致性问题是指在多个Cache 之间存在数据不 一致的情况。由于每个 Cache 都有 自己的Cache 副本，当其中 一个 Cache 修改了数据，其他 Cache 中的副本就会变得不一致。 为了解决 Cache 一致性问题，可以采用一些协议如 MESI 协议、 MSI 协议和 MOESI 协议等。 4. 什么是指令缓存？ 答：指令缓存是一种存储器，用于缓存处理器执行