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计算机组成原理复习试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题

1.在计算机内部，信息通常采用哪种表示形式进行存储和运算？

A.十进制

B.二进制

C.八进制

D.十六进制

2.下列关于原码、反码、补码的描述中，正确的是？

A.原码的符号位用0表示正数，用1表示负数

B.反码的符号位始终为1

C.补码能够表示负零

D.对于正数，其原码、反码、补码表示完全相同

3.指令系统中，采用立即寻址方式时，操作数直接包含在指令中。

A.正确

B.错误

4.在存储器层次结构中，Cache的作用主要是？

A.提高主存的容量

B.提高辅存的读写速度

C.提高内存的访问速度，弥补CPU与主存速度不匹配的差距

D.实现数据的备份

5.计算机总线按传输信息分类，不包括？

A.数据总线

B.地址总线

C.控制总线

D.逻辑总线

6.一个8位的ALU，能够执行的运算不包括？

A.加法

B.减法

C.乘法

D.与运算

7.在指令执行过程中，负责从内存中取出指令的是？

A.运算器

B.存储器

C.控制器

D.总线

8.冯·诺依曼体系结构的主要特点是？

A.指令和数据以二进制形式存储在同一个存储器中，按地址访问

B.指令和数据以不同形式存储在不同存储器中

C.指令由运算器产生

D.控制器不依赖存储器

9.采用直接映射方式时，一个主存块可以映射到Cache中的唯一一个特定块。

A.正确

B.错误

10.中断是指？

A.CPU执行指令时发生错误

B.外部设备需要CPU为其服务

C.程序设计中的循环语句

D.子程序调用

二、填空题

1.计算机中的信息通常以______位为单位进行处理。

2.补码表示法的主要优点是能够简化计算机中的______运算。

3.指令的操作码字段规定了要执行的______。

4.存储器层次结构中，速度最快、容量最小的是______。

5.总线争用解决方法主要有______和______两种。

6.运算器的主要组成部分包括______、累加器、通用寄存器等。

7.控制器根据指令操作码产生一系列的______信号，控制计算机各部件协同工作。

8.Cache的基本工作原理是利用程序的______局部性原理。

9.I/O设备通过______与计算机的主机进行通信。

10.中断向量表是用来存放中断服务程序入口地址的______。

三、简答题

1.简述原码、反码、补码三种表示法中，如何表示一个负数（以-5为例）。

2.简述计算机主存与Cache之间数据一致性的主要挑战。

3.简述指令流水线的基本概念及其主要性能指标（吞吐率和延迟）。

4.简述中断处理过程的主要步骤。

四、计算题

1.已知X=-9，Y=5。分别用原码、补码、反码进行运算，求[X+Y]原，[X+Y]补，[X+Y]反，并指出是否有溢出（采用双符号位补码判断）。

2.某计算机的Cache采用直接映射方式，Cache容量为64KB，每块大小为32B。主存容量为256MB，采用4位地址译码位。请问：

(1)该Cache有多少个块？地址映射方式如何表示？

(2)主存中的地址0000H1A3CH存入Cache时，Cache的哪个块会被占用？对应的物理块号是多少？

五、综合应用题

假设一个简单的计算机系统包含一个主存（256个字，字长16位）和一个直接映射的Cache（共128个字，字长16位）。主存地址是16位，Cache地址是8位。当CPU访问主存地址为2000H、2050H、2100H、2150H、2000H时，假设这些主存块初始均不在Cache中（即Cache为空或替换），且Cache采用LRU（最近最少使用）替换算法。请画出访问后Cache内容的变化情况（用主存块号表示Cache块），并计算总的缺页次数。

试卷答案

一、选择题

1.B

解析：计算机内部所有信息（数字、文字、图像等）最终都转换为二进制形式进行存储和处理。

2.D

解析：原码符号位为1表示负数；反码负数符号位为1，数值部分按位取反；补码负数符号位为1，数值部分按位取反后加1。正数的原码、反码、补码表示相同。

3.A

解析：立即寻址方式是指指令中直接包含操