云南农业大学计算机组成原理(第四版)自测试题库_试卷一.pdf

【计算机组成原理】计算机组成原理是计算机科学与技术专业的重要课程，主要研究计算机硬件系统的结构、设计原理和实现方法。本测试题库涉及的知识点广泛，包括计算机的历史发展、计算机体系结构、运算器、存储器、指令系统、中断系统等多个方面。 1. **计算机系统结构**：虽然计算机硬件技术不断进步，但大多数计算机依然采用冯·诺依曼体系结构，即数据和指令存储在同一内存中，按顺序执行。 2. **定点整数表示**：在32位字长的计算机中，如果1位作为符号位，那么最大正整数是2^31-1，最小负整数是-(2^31)，因为补码表示法中，最高位为1表示负数，其余位全1代表最大的负整数。 3. **运算器功能**：运算器不仅能够进行算术运算，如加减乘除，还能够进行逻辑运算，如与、或、非、异或等。 4. **EEPROM**：电擦除可编程只读存储器，是一种可以多次编程和擦除的非易失性存储器，常用于存储配置信息或固件。 5. **虚拟存储系统**：通常由主存和辅存两部分组成，通过页表等机制实现地址映射，以解决实际可用内存小于需求的问题。 6. **RISC指令系统**：RISC（精简指令集计算机）设计中，操作数通常存储在寄存器中，以减少内存访问提高效率。 7. **CPU组成**：现代CPU通常包含控制器、运算器和高速缓存（如cache）。 8. **流水线CPU**：m段流水线CPU的吞吐能力理论上是单个处理部件的m倍，因为各段可以并行处理。 9. **总线仲裁**：独立请求方式的响应时间最快，因为每个设备都有独立的请求线，无需顺序查询。 10. **程序计数器**：CPU中的程序计数器（PC）用于存储下一条指令的地址，跟踪指令的执行流程。 11. **总线系统**：单总线系统的信息传输速度最慢，因为它在同一时刻只能传输一种类型的数据。 12. **中断系统**：中断允许标志关闭可以防止在处理中断期间新的同级中断发生。 13. **安腾处理器**：安腾处理器的典型指令格式为41位，支持超长指令字（VLIW）架构。 14. **特权指令**：设置定时器初值、切换模式和开中断都是操作系统级别的特权指令，普通用户无法直接执行。 15. **安腾体系特征**：超线程不是安腾体系结构的基本特征，而是后来Intel引入的一种技术，用于提高处理器的并发处理能力。 **简答题**： 1. 直接映射Cache的相关参数包括：块大小为4×32位，Cache容量64K×32位，主存容量16M×32位。内存地址格式应包括Cache标记、块内偏移和主存索引。 2. CPU通过指令指针（IP）和数据地址的不同存放位置来区分读取的是指令还是数据，通常指令地址由PC提供，数据地址由寄存器或内存地址指定。 **计算题**：补码乘法需要考虑符号位，计算过程涉及符号扩展和求补运算。 **证明题**：多模块交叉存储器通过并行访问多个存储体来提高带宽，与顺序存储器相比，数据读取速度更快。 **分析题**：中断饱和时间和极限频率的计算涉及到中断处理时间、服务程序执行时间、主存周期等多因素的综合分析。 **设计题**：需要构建一个基本的计算机数据通路，包括数据流动路径、控制信号的生成和传输，确保指令的读取、执行以及数据的处理和存储。 这些题目涵盖了计算机组成原理的核心概念，解答这些问题需要深入理解计算机硬件的工作原理。