宁夏大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》2025年期末试卷及答案.docxVIP

宁夏大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》2025年期末试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）

1.在计算机中，采用二进制的主要原因是（）。

A.易于物理实现B.运算简单C.信息传输可靠D.以上都是

2.将十进制数-27转换为8位补码表示，正确的是（）。

A.11001B.101101C.001101D.110011

3.在补码加法系统中，若两个正数相加结果溢出，则结果一定是（）。

A.负数B.正数C.零D.无法确定

4.浮点数(-13.25)10的规格化二进制科学计数法表示为（）。

A.1.0101x2^3B.1.101x2^2C.1.0101x2^-3D.1.101x2^-2

5.计算机中用于暂时存放CPU与内存之间传递信息的部件是（）。

A.寄存器B.CacheC.主存D.辅存

6.下列寻址方式中，寻址速度最快的是（）。

A.立即寻址B.直接寻址C.寄存器寻址D.间接寻址

7.CPU的主要性能指标通常用（）来衡量。

A.字长B.主频C.内存容量D.运算速度

8.在Cache存储系统中，发生Cachemiss后，通常采用（）策略将所需数据块调入Cache。

A.随机替换B.先进先出（FIFO）C.最近最少使用（LRU）D.最久未使用（LFU）

9.DMA方式与中断方式相比，其主要优点是（）。

A.响应速度快B.优先级高C.不占用CPU时间D.可实现更复杂的I/O控制

10.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.通信总线

二、填空题（每空2分，共30分。请将答案填写在横线上）

1.计算机中信息的表示和运算通常采用______体制。

2.n位二进制补码能表示的整数范围是______到______。

3.在浮点数表示法中，数符部分表示数的______，尾数部分表示数的______。

4.CPU根据存储器地址访问主存，地址总线的宽度决定了CPU可直接访问的______容量。

5.指令系统中，指令的操作码部分规定了要执行的______。

6.Cache与主存之间的映射方式主要有______映射、全相联映射和组相联映射。

7.CPU控制器根据指令操作码和寻址方式，产生相应的______信号，控制计算机各部件协同工作。

8.I/O设备通过______接口与系统总线相连。

9.总线宽度是指总线能同时传输的______数。

10.计算机性能提高的“瓶颈”问题，很大程度上源于______层次结构。

三、简答题（每题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和优缺点。

2.什么是数据通路？简述CPU中主要的数据通路部件及其功能。

3.什么是指令流水线？简述指令流水线带来的好处以及可能出现的流水线冲突。

4.简述Cache存储器的工作原理及其主要性能指标。

四、计算题（每题10分，共20分）

1.设机器字长为8位，采用补码运算。计算下列二进制数的和，并指出是否溢出：

+2.某计算机主存容量为256MB，Cache容量为16KB，采用4路组相联映射方式。若Cache块大小为32字节，主存地址为十六进制F2A8H。请计算：

(1)该地址对应的Cache组号、组内块号及块内字节地址。

(2)若该地址所访问的数据块未在Cache中（Cachemiss），需要从主存调入，请计算主存块号。

五、综合应用题（共10分）

已知某计算机的CPU主频为2.0GHz，执行一条指令平均需要4个时钟周期，其中访存指令需要3个时钟周期。设某程序共有1000条指令，其中访存指令占20%。假设访存指令访问Cache的命中率为90%，访问主存的访问时间为200ns。请计算该程序的执行时间。（不考虑指令流水线和中断影响）

试卷答案

一、选择题

1.D

2.B

3.A

4.A

5.B

6.C

7.B

8.C

9.C

10.D

二、填空题

1.二进制

2.-(2^(n-1))，(2^(n-1)-1)

3.符号，有效数字

4.主存

5.操作

6.直接

7.控制序列

8.I/O接