计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门核心课程,涵盖了计算机硬件的基本概念、设计和运行原理。本题库主要针对本科生期末考试,涉及到的知识点包括存贮器系统、数据表示、算术逻辑单元(ALU)、寻址方式、微操作、总线结构、中断系统、微程序设计以及特定的计算问题。
1. 存贮器系统:
存贮器系统由不同层次的存储设备组成,包括高速缓存(cache)、主存(RAM)和外部存储(如硬盘)。它们之间的速度和容量关系遵循“金字塔”原则,高速缓存最快速但容量最小,外存容量最大但速度最慢。题目中的选项C指的是主存,是计算机系统中的关键部分,用于暂时存储正在处理的数据和程序。
2. 数据表示:
定点小数表示法用于数值计算,题目中提到的是32位字长,1位符号位,31位表示尾数。在正数情况下,最大值是1-2^(-31),因为符号位为0,尾数部分最大是1,所以是B +(1 – 2^(-31))。
3. ALU(算术逻辑单元):
74181ALU是一个古老的4位ALU芯片,能够执行16种不同的算术和逻辑运算,因此选项C正确。
4. 存储单元:
存储单元是存储器中最小的数据单位,可以存放一个二进制位。B选项描述的是一个机器字(通常由多个存储单元组成)的所有存储元集合,所以是正确的。
5. 相联存贮器:
相联存贮器是一种特殊类型的存储器,通过内容来寻找数据,而不是传统的地址方式,所以C选项是正确的。
6. 寻址方式:
变址寻址方式中,操作数的有效地址通常由基址寄存器内容加上位移量构成,所以C选项正确。
7. 微操作:
相斥性微操作是指在同一CPU周期中不能并行执行的微操作,而相容性微操作是可以并行执行的,所以D选项正确。
8. 总线结构:
总线结构简化了系统设计,减少了信息传输线的数量,提高了系统的灵活性,选项C正确。
9. 带有处理器的设备:
智能化设备通常指的是包含处理器的设备,能够自主执行预编程的任务,因此A选项正确。
10. 中断系统:
中断系统性能可以通过中断处理时间和主程序处理时间来评估。根据题意,系统可以跟踪到的中断请求次数为N / (NX + Y)。
填空题未给出具体内容,但可推断出可能涉及计算机的工作原理(如A-C型计算机)、移码表示法(如浮点数比较)、闪存特性、微程序设计、总线性能指标等知识点。
后面的问题涉及定点数的表示、存储器带宽计算、指令格式分析、微指令结构设计、PCI总线结构和桥的功能,以及温度数据采集系统的设计。这些问题需要对计算机硬件和操作系统有深入理解,包括定点数的计算、存储器性能的计算、指令格式的理解、微程序控制器的构造,以及总线架构和I/O接口设计。
解答这些题目需要运用计算机系统的基础理论,结合具体计算规则和设计原则,展现出对计算机硬件系统的综合理解。