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2025年湖南工业大学软件工程专业《计算机组成原理》科目期末试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的代表字母填在题后的括号内）

1.计算机系统性能的常用指标不包括以下哪一项？

(A)主存容量

(B)吞吐量

(C)响应时间

(D)字长

2.在计算机中，采用补码表示法的主要目的是为了简化：

(A)硬件设计

(B)算术运算

(C)逻辑运算

(D)数据存储

3.一个8位的无符号二进制数能表示的最大十进制数是：

(A)255

(B)256

(C)128

(D)127

4.在浮点数表示法中，下列哪个部分决定了数的范围？

(A)符号位

(B)尾数

(C)阶码

(D)基数

5.计算机主存通常采用：

(A)RAM

(B)ROM

(C)CD-ROM

(D)硬盘

6.Cache存储器的主要目的是：

(A)提高主存的容量

(B)提高主存的速度

(C)提高辅存的容量

(D)实现数据的备份

7.在存储器层次结构中，Cache和主存之间通常采用哪种映射方式？

(A)直接映射

(B)全相联映射

(C)组相联映射

(D)以上都不是

8.计算机执行一条指令所需的时间称为：

(A)周期

(B)时钟周期

(C)CPI

(D)指令执行时间

9.CPU中用于暂存数据或地址的寄存器是：

(A)程序计数器（PC）

(B)指令寄存器（IR）

(C)累加器

(D)数据寄存器（DR）

10.中断是指：

(A)CPU执行指令的过程

(B)I/O设备完成操作后通知CPU

(C)程序计算出错

(D)CPU访问主存的过程

二、填空题（每空2分，共20分。请将正确答案填在题中的横线上）

1.计算机系统的层次结构从内到外依次是：______、______、操作系统、应用软件。

2.设计算机字长为16位，采用补码运算，则能表示的整数范围是______到______。

3.在定点数表示中，通常用符号位表示数的______，用尾数表示数的______。

4.Cache存储器通过______技术来提高主存的访问速度。

5.主存与Cache之间的地址映射方式主要有直接映射、______和组相联映射三种。

6.指令系统具有______和______两种基本类型。

7.CPU主要由运算器、控制器和______组成。

8.数据通路是CPU内部传递信息的______。

9.总线按传输信息类型可分为数据总线、______和控制总线。

10.I/O控制方式主要有程序查询方式、______和直接存储器访问（DMA）方式。

三、简答题（每小题5分，共20分）

1.简述原码、反码、补码三种表示法在表示负数时的区别。

2.什么是Cache的命中率？影响命中率的主要因素有哪些？

3.简述CPU执行一条指令大致需要经历哪些阶段。

4.什么是中断？中断处理过程通常包括哪些主要步骤？

四、计算题（每小题10分，共20分）

1.设某计算机的CPI为4，时钟频率为2GHz，现有一条包含100条指令的程序。求执行该程序所需的总时间是多少纳秒？

2.一个4路组相联映射的Cache，其组内块数为8块，每块大小为128字节。主存的地址为16位，Cache的地址为8位。若访问主存地址为HFFCH的单元，请计算：

(1)该地址在主存中的块号是多少？块内地址偏移量是多少？

(2)对应的Cache组号是多少？组内块号是多少？块内地址偏移量是多少？

(3)如果该单元在Cache中的命中块是组内第3块，请给出Cache地址。

五、综合题（共20分）

1.简述中断系统的作用。假设一个计算机系统中有三个中断源：中断请求优先级从高到低依次为I0、I1、I2。当前CPU正在响应I1的中断服务程序，此时I0和I2同时发出中断请求。请说明CPU将如何处理这两个中断请求？（请说明处理顺序和理由）

试卷答案

一、选择题

1.(A)

2.(B)

3.(A)

4.(C)

5.(A)

6.(B)

7.(C)

8.(D)

9.(D)

10.(B)

解析思路

1.主存容量是存储容量指