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2025年大学计算机组成原理真题解析试卷

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分）

1.计算机系统中，冯·诺依曼体系结构的核心思想是（）。

A.存储程序控制

B.程序执行与数据存储分离

C.指令和数据以二进制形式表示

D.硬件并行处理

2.在计算机中，用于表示数值的最小单位是（）。

A.位（bit）

B.字节（Byte）

C.字（Word）

D.帧（Frame）

3.二进制数1101转换为十进制数是（）。

A.12

B.13

C.14

D.15

4.计算机中的数据校验通常使用（）。

A.CRC校验

B.奇偶校验

C.异或校验

D.以上都是

5.计算机存储器层次结构中，速度最快、容量最小的是（）。

A.寄存器

B.Cache

C.主存

D.辅存

6.主存与Cache之间的数据交换通常采用（）。

A.直接映射

B.全相联映射

C.组相联映射

D.以上都是

7.计算机指令系统中，用于数据传送的指令是（）。

A.算术逻辑指令

B.逻辑控制指令

C.数据传送指令

D.转向指令

8.CPU的主要性能指标之一是（）。

A.主频

B.带宽

C.容量

D.速度

9.计算机中断系统中，中断优先级通常由（）决定。

A.中断向量表

B.中断控制器

C.CPU指令

D.系统软件

10.计算机总线系统中，用于传输地址信息的总线是（）。

A.数据总线

B.地址总线

C.控制总线

D.信号总线

二、填空题（每空1分，共15分）

1.计算机硬件系统的五大基本部件是输入设备、输出设备、运算器、控制器和_________。

2.二进制数1001转换为十六进制数是_________。

3.计算机中，一个字节由_________个二进制位组成。

4.存储器层次结构中，Cache的作用是_________。

5.计算机指令格式通常包括操作码字段和_________字段。

6.CPU中的累加器用于_________。

7.计算机中断系统的作用是_________。

8.计算机总线系统中，数据总线的宽度决定了同时能传输的数据位数。

9.计算机系统中，I/O设备通常通过_________与主机连接。

10.计算机Cache一致性问题通常采用_________协议解决。

三、简答题（每题5分，共25分）

1.简述计算机存储器层次结构的设计原则。

2.简述计算机指令执行的基本过程。

3.简述计算机中断响应的过程。

4.简述计算机总线仲裁的基本原理。

5.简述计算机Cache的工作原理。

四、计算题（每题15分，共30分）

1.某计算机的Cache采用直接映射方式，Cache容量为16KB，每个块大小为32字节。假设主存地址为32位，请计算主存地址中用于Cache块内地址和块号的部分各占几位。

2.某计算机的指令执行时间由取指、译码、执行三个阶段组成，分别需要3ns、2ns和4ns。假设指令流水线每个阶段的时间均为1ns，请计算该指令流水线的吞吐率和加速比。

五、论述题（10分）

论述计算机存储器层次结构对计算机系统性能的影响。

试卷答案

一、选择题

1.A

2.A

3.B

4.D

5.A

6.D

7.C

8.A

9.B

10.B

二、填空题

1.运算器

2.9

3.8

4.提高存储器访问速度

5.地址

6.存储和运算中间结果

7.实现主机与外部设备之间的异步通信

8.16

9.I/O接口（或接口电路）

10.MESI（或缓存一致性）

三、简答题

1.计算机存储器层次结构的设计原则主要包括：速度匹配原则、容量匹配原则、成本匹配原则和地址映射原则。速度匹配原则要求层次结构中越靠近CPU的存储器速度越快；容量匹配原则要求层次结构中越靠近CPU的存储器容量越小；成本匹配原则要求层次结构中越靠近CPU的存储器单位容量成本越高；地址映射原则要求不同层次的存储器地址映射关系简单有效。

2.计算机指令执行的基本过程包括：取指阶段、译码阶段和执行阶段。取指阶段从内存中取出指令代码；译码阶段对指令代码进行译码，确定指令的操作码和操作数；执行阶段根据指令的操作码和操作数执行相应的操作。

3.计算机中断响应的过程包括：中断请求、中断判优、中断响应、中断隐含转移和中断服务。中断请求是指中断源向