【计算机组成原理】是计算机科学中的基础学科，主要研究计算机硬件系统的构造和工作原理。这份试卷涉及了多个方面的知识，包括计算机性能指标、浮点数表示、内存管理、存储器组织、指令执行、总线控制、输入/输出(I/O)机制以及微处理器设计等。
1. **性能指标**：在科学计算的场景下，计算机性能通常用MFLOPS（每秒百万次浮点运算）来衡量，而非主时钟频率（A）、主存容量（B）或MIPS（每秒百万条指令）（D）。
2. **浮点数表示**：规格化浮点数的表示中，将阶码部分的移码表示改为补码表示不会改变数的表示范围，因为移码和补码在表示整数时等价（C）。
3. **寻址范围**：如果机器字长是32位，且存储容量是4MB，按字编址的情况下，寻址范围是0到4MB-1（D）。这是因为一个32位地址能表示2^32个字，而4MB等于4*2^20字节，转换成字就是2^22个字。
4. **DRAM刷新**：动态随机访问存储器(DRAM)的刷新方式包括集中式刷新、分散式刷新和异步式刷新，但不包括同步式刷新（C）。
5. **存储器速度**：存取时间(Ta)是指读取或写入数据所需的时间，存储周期(Tc)是完成一次完整的读/写操作的时间，Ta通常小于Tc，因为Tc还包括了等待时间（B）。
6. **指令执行时间**：执行时间最长的通常是SS（存储器-存储器）型指令，因为它涉及到两次主存访问（C）。
7. **寄存器间接寻址**：在这种方式中，操作数存放在主存单元（D）中，地址由寄存器提供。
8. **指令地址**：机器指令的地址通常由程序计数器(PC)提供（A），但在转移指令执行后，PC会被更新。
9. **流水线处理机**：在12条指令的连续执行中，常规标量单流水线处理机会有额外的分支延迟，因此总共需要14△t（B）。
10. **控制信号**：微程序控制器中，控制部件向执行部件发出的信号称为微命令（D）。
11. **总线控制**：响应时间最快的总线控制方式是独立请求式（C），因为它允许每个设备独立地请求总线使用权。
12. **总线通信**：异步通信方式既不依赖于时钟信号，也不依赖于握手信号（A）。
13. **CD-ROM**：CD-ROM的光道是位记录密度不同的螺旋线（C），这使得数据可以连续地、非线性地存储。
14. **主机与外设并行**：在程序查询方式（A）中，主机与外设不能完全并行工作，因为主机必须等待外设准备就绪。
15. **中断系统**：中断过程由硬件和中断服务程序协同完成（A），检测DMA请求通常在一条指令执行结束后（C），中断服务程序通常以无条件转移指令结束（D）。
**判断题**：
1. 对于变形补码，溢出判断法则同样适用于原码（√）。
2. RISC技术简化了计算机体系结构，但并不意味着恢复到早期简单情况（×）。
3. 控制存储器用于存放微程序，速度确实要求快于主存（√）。
4. SP（堆栈指针）在执行某些指令后会改变，但这不限于PUSH和POP（×）。
5. 三态缓冲门可以提供三种输出状态（√）。
6. 三总线结构指的是有地址、数据和控制三类总线，但这并不意味着所有微型机都是如此（×）。
7. I/O接口有两种编址方式：单独编址和存储器映射（√）。
8. DMA操作中，中断系统用于处理I/O完成后的一些事务（√）。
9. 多指令流单数据流（MISD）不是主流并行处理机架构（×）。
10. SMP（Symmetric MultiProcessor）指的是多处理器系统（√）。
**综合题**：
1. **冯·诺依曼计算机体系结构**：基本思想是存储程序概念，即程序和数据都存储在内存中，由CPU按地址顺序执行。硬件系统主要由五大部分组成：**CPU**（包括运算器、控制器）、**内存**（主存）、**输入设备**、**输出设备**和**外部存储器**。运算器负责算术和逻辑运算，控制器负责指令的解释和控制；内存用于存储程序和数据；输入设备用于获取数据，输出设备用于呈现结果；外部存储器提供大容量存储。
2. **Cache设计**：对于64KB的内存和直接地址映射的Cache，需要确定Cache的大小和块大小来计算能容纳多少块，以及地址映射的具体方法，如块内偏移、标记和块索引字段的位数。同时，还需要讨论替换策略，如LRU（最近最少使用）或随机替换等。
这些内容涵盖了计算机组成原理的多个核心概念，包括计算机性能、内存管理、指令执行、总线控制和I/O交互等，是理解和设计计算机系统的基础。
