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2025年南京晓庄学院软件工程专业《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、填空题（每空2分，共20分）

1.计算机中用于暂时存放指令和数据的是_______。

2.在计算机中，信息最常用的存储单位是_______，它等于2^10个字节。

3.衡量存储器速度的主要指标是_______，单位通常用纳秒（ns）或皮秒（ps）表示。

4.CPU中用于暂存操作数或中间结果的寄存器是_______。

5.计算机中的指令系统也称为_______，它是计算机能够执行的各种操作的集合。

6.在指令格式中，指出操作数类型和长度的字段是_______。

7.通常将CPU直接访问的存储器称为_______，它是计算机主存的一部分。

8.为了解决CPU与内存速度不匹配的问题，计算机采用了_______的层次结构。

9.总线按传输信息分类，可以分为数据总线、地址总线和_______。

10.I/O设备与CPU之间进行数据传送的方式通常有程序查询方式、中断方式和_______。

二、判断题（对的划“√”，错的划“×”，每题2分，共10分）

1.字节（Byte）是计算机中最小的存储单位。（）

2.半加器是指能实现两个一位二进制数相加，并输出和与进位的逻辑电路。（）

3.Cache是主存的一部分，当CPU需要访问的主存数据不在Cache中时，会发生缺页中断。（）

4.指令的操作码字段规定了CPU要执行的操作。（）

5.在冯·诺依曼体系结构中，CPU、内存和I/O设备之间必须使用同一总线进行连接。（）

三、简答题（每题5分，共20分）

1.简述计算机内存的基本工作原理。

2.什么是指令周期？它通常由哪几个阶段组成？

3.什么是总线？简述总线的主要性能指标。

4.什么是中断？中断处理过程通常包括哪些步骤？

四、计算题（每题8分，共16分）

1.已知一个8位二进制数X=求X的原码、反码和补码表示。

2.某计算机的Cache采用直接映射方式，其Cache容量为16K字节，每个Cache行（块）大小为64字节，内存容量为1MB。试计算该计算机的地址位数，并说明内存地址如何映射到Cache地址。

五、综合题（每题10分，共20分）

1.简述CPU在执行一条加载指令（如`LOADR1,(MemAddr)`）的过程中，大致需要经历哪些主要步骤？其中涉及到哪些寄存器或部件？

2.解释为什么在计算机系统中采用Cache存储器？它与主存、CPU之间是如何协同工作的？

试卷答案

一、填空题（每空2分，共20分）

1.寄存器

2.字节(Byte)

3.延迟时间(或存取时间)

4.累加器(或通用寄存器，根据具体课程定义)

5.指令集(或指令系统)

6.操作数地址码(或地址码)

7.主存(或内存)

8.多级(或层次)

9.控制总线(或控制信号)

10.直接存储器访问(DMA)

二、判断题（对的划“√”，错的划“×”，每题2分，共10分）

1.×

2.√

3.√

4.√

5.×

三、简答题（每题5分，共20分）

1.简述计算机内存的基本工作原理。

解析思路：内存是计算机中用于存放CPU当前正在运行的程序和数据的部件。其基本工作原理是：CPU通过地址总线指定要访问的内存单元地址，通过数据总线在内存和CPU之间传输数据，通过控制总线发出读或写命令。当发出读命令时，CPU从指定地址读取数据；当发出写命令时，CPU向指定地址写入数据。内存按地址存储信息，CPU通过地址访问特定的内存单元。

2.什么是指令周期？它通常由哪几个阶段组成？

解析思路：指令周期是指CPU从内存中取出一条指令并执行该指令所需的时间。它是衡量CPU工作速度的重要指标。通常由以下阶段组成：取指阶段（IF，InstructionFetch），CPU从内存中取出指令；译码阶段（ID，InstructionDecode），CPU对指令进行译码，确定要执行的操作和操作数地址；执行阶段（EX，Execute），CPU执行指令规定的操作，如进行运算、访问内存等。

3.什么是总线？简述总线的主要性能指标。

解析思路：总线是计算机系统中用于连接多个部件、传递信息的公共通路。它分为数据总线、地址总线和控制总线。总线的主要性能指标包括：总线宽度（或位宽），指数据总线能同时传输的二进制位数