数据科学与大数据技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷及答案.docxVIP

数据科学与大数据技术专业《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、单项选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填入括号内）

1.下列哪一种数制适合于在计算机内部进行运算和存储？

(A)二进制

(B)八进制

(C)十进制

(D)十六进制

2.在计算机中，一个字节（Byte）通常包含多少个二进制位？

(A)4

(B)8

(C)16

(D)32

3.对于负数-9，若采用8位二进制补码表示，则其表示形式为？

(A)(B)(C)(D)4.在浮点数表示法中，一个数由符号位、阶码和尾数组成，其表示范围主要取决于？

(A)符号位

(B)阶码

(C)尾数

(D)数的符号

5.在计算机的存储系统中，Cache的作用是？

(A)作为主存的后备，容量最大

(B)作为主存的后备，速度最快

(C)作为辅存的后备，容量较大

(D)作为CPU与主存之间的高速缓冲存储器

6.若主存地址线有20根，则主存的寻址能力为？

(A)16KB

(B)64KB

(C)128KB

(D)1MB

7.采用直接映射方式将一个32KB的Cache划分为64块，主存中的一个字块（64位）映射到Cache中的唯一块地址是？

(A)主存块号除以64的余数

(B)主存块号除以32的余数

(C)主存块号本身

(D)Cache块号本身

8.Cache中发生“Cache未命中”（CacheMiss）时，通常需要访问主存，其操作顺序是？

(A)先访问主存，再访问Cache

(B)先访问Cache，再访问主存

(C)同时访问主存和Cache

(D)只访问主存

9.计算机执行一条指令通常需要经历若干个阶段，其中负责从内存取指令的操作阶段称为？

(A)取指周期

(B)译码周期

(C)执行周期

(D)控制周期

10.在CPU中，执行算术逻辑运算和逻辑运算的主要部件是？

(A)控制单元(CU)

(B)寄存器

(C)运算器(ALU)

(D)内部总线

二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填入横线上）

1.计算机中常用的数制有二进制、______、十六进制。

2.一个8位二进制换成十进制数是______。

3.在补码表示法中，+X和-X的两个补码之和为______。

4.Cache与主存之间的地址映射方式主要有直接映射、______映射和组相联映射。

5.Cache的命中率（HitRate）是指请求的块在Cache中找到的比例，其计算公式为命中率=(______/访问次数)*100%。

6.若CPU的主时钟频率为2GHz，一个指令周期包含4个时钟周期，则该指令的执行速度约为______ns。

7.指令系统中的寻址方式决定了CPU如何获取操作数，立即寻址方式中，操作数直接包含在______中。

8.CPU主要由运算器、控制器和______组成。

9.总线按传输信息类型可分为数据总线、地址总线和______。

10.I/O接口是CPU与I/O设备之间进行______的桥梁。

三、简答题（每题5分，共20分。请简明扼要地回答下列问题）

1.简述原码、反码、补码三种表示法中，负数表示的主要区别和优缺点。

2.什么是存储器的层次结构？构建存储器层次结构的主要目的是什么？

3.简述中断的概念及其在计算机中的作用。

4.CPU访问主存需要经过哪些基本步骤？请简要说明。

四、计算题（每题10分，共20分。请写出详细的计算过程和结果）

1.假设Cache采用2路组相联映射方式，Cache容量为64KB，分为32组，每组2块，主存容量为1MB，也分为256组，每组4块。现访问主存地址为ABCDEFH（十六进制），其中标记（Tag）占8位，组号（SetIndex）占3位，块内地址（WordAddress）占6位。

（1）求该主存地址对应的Cache组号（SetIndex）是多少（用十六进制表示）？

（2）若该组中已有块0被占用，且其标记为1234H，当前访问的标记也为1234H，请问是否发生Cache命中？若发生未命中，请写出替换的策略（例如：随机