试题
科目代码: 824 科目名称:计算机组成原理+计算机网络
注意：答案必须全部写在考点提供的答题纸上，写在试题上无效；答案要标注题号，答题纸要填写姓名和考号，并标注页码与总页数；交卷时，将答题纸与试题一起装入原试卷袋，用我校提供的密封条密封并签名。
IP头部格式
TCP头部格式
现在收到一个IP分组，从IP首部第一字节开始的数据如下：
45 00 00 30 52 52 40 00 80 06 2c 23 c0 a8 01 01 d8 03 e2 15
0d 28 00 15 50 5f a9 06 00 00 00 00 70 02 40 00 c0 29 00 00 依据以上信息回答问题（15分）
）将交换机的相关操作或数据填入下表（9分）
发送的帧
交换机的转发表交换机的处理
（转发、广播、丢弃）主机地址端口
H1广播一
第一章计算机系统概论第一章单元测验 1、计算机硬件能直接执行的是 A、高级语言 B、机器语言 C、汇编语言 D、任何语言 2、下列说法中，错误的是 A、软件与硬件具有逻辑功能的等价性 B、固件功能类似软件，形态类似硬件 C、计算机系统层次结构中，微程序属于硬件级 D、寄存器的数据位对微程序级用户透明 3、完整的计算机系统通常包括 A、运算器、控制器、存储器 B、主机、外部设备 C、主机和应用软件 D、硬件系统与软件系统 4、计算机的字长与下列哪项指标密切相关 A、运算精确度 B、运算速度 C、内存容量 D、存取速度 5、CPU地址线数量与下列哪项指标密切相关 A、运算精确度 B、运算速度 C、内存容量 D、存储数据位 6、下列属于冯?诺依曼计算机的核心思想是 A、存储器按地址访问 B、存储程序和程序控制 C、采用补码 D、采用总线
7、下列关于计算机系统层次结构的描述中，正确的是 A、不同层次面向不同用户，看到计算机的属性不同 B、低层代码执行效率比高层代码执行效率高 C、低层用户对硬件的透明性比高层用户要低 D、指令集架构层是软、硬件间的接口 8、下列关于硬件与软件关系的描述中，正确的是 A、硬件是软件运行的基础 B、硬件的发展推动了软件的发展 C、软件的发展也推动硬件的发展 D、软件能完成的功能及性能与硬件有关 9、下列关于计算机字长的描述中正确的是 A、字长一般与运算器的数据位相同 B、字长一般与通用寄存器的位数相同 C、字长一般与存储器数据位相同 D、字长一般与存储器的地址位相同 10、下列可用于评价计算机系统性能的指标是 A、MIPS B、CPI C、IPC D、字长 11、下列计算机系统性能评价的描述中正确的是 A、程序MIPS值越高，计算机的性能越高 B、程序的CPI值越低，计算机的性能越高 C、主频高的机器性能不一定高 D、同一程序在不同机器上运行时得到的MIPS值不一定相同 12、访问256KB的存储空间，需要的地址线数最少为( ）根？（只需要填阿拉伯数字） 13、程序必须存放在哪里才能被CPU访问并执行 14、某计算机指令集中共有A、B、C、D四类指令，它们占指令系统的比例分别为40% 、20%、20%、20%, 各类指令的CPI分别为2、3、4、5；该机器的主频为600MHZ，则该机的CPI 为（保留到小数点后一位） 15、某计算机指令集中共有A、B、C、D四类指令，它们占指令系统的比例分别为40% 、20%、20%、20%, 各类指令的CPI分别为2、3、4、5；该机器的主频为600MHZ，则该机的MIPS为（保留到小数点后一位） 参考答案如下：
第4章习题参考答案 1．ASCII码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理？为什么？ 答：不合理。指令最好半字长或单字长，设16位比较合适。一个字符的ASCII 是7位，如果设计主存单元字长为32位，则一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，要多花些时间而已，不过，一条指令至少占一个单元，但只占一个单元的12位，而另20位就浪费了，这样看来就不合理，因为通常单字长指令很多，浪费也就很大了。 2．假设某计算机指令长度为32位，具有双操作数、单操作数、无操作数三类指令形式，指令系统共有70条指令，请设计满足要求的指令格式。 答：字长32位，指令系统共有70条指令，所以其操作码至少需要7位。 双操作数指令 单操作数指令 无操作数指令 3．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。 答：该指令格式及寻址方式特点如下： (1) 单字长二地址指令。 (2) 操作码字段OP可以指定26=64种操作。 (3) 源和目标都是通用寄存器（可分指向16个寄存器）所以是RR型指令，即两个操作数均在寄存器中。 (4) 这种指令结构常用于RR之间的数据传送及算术逻辑运算类指令。 4．指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。 15 10 9 8 7 4 3 0 答：该指令格式及寻址方式特点如下： (1)双字长二地址指令，用于访问存储器。 (2)操作码字段OP可以指定26=64种操作。 (3)RS型指令，一个操作数在通用寄存器（选择16个之一），另一个操作数 在主存中。有效地址可通过变址寻址求得，即有效地址等于变址寄存器（选择16个之一）内容加上位移量。
1、是主机:、存储器和输入输出接口合起来构成计算机的主机 计算机W1件 由运算器和控制器构成。 3?:算术逻辑 运算单元， 逻辑各种算软逻令运本成计算的操作命令。"丄 亠 5、位：计算机中的一个二进制数据代中数据的最小表示单位。 6、字长：一个数据字中包含的位数，一般为8位，16位，32位或64位等。 7、操作系统：主要的系统软件，控制其它程序的运行，管理提统操作运行为用户 8、汇编程序：将汇器语言程序翻计算机软件。、亠一 9内汇编语言 :采用文字万式（助记符）表示的程序设计语言。 10、编译程序：将高级 语聲序转计算机 11 '、解释程序：解释执................ 计 或结 束的 信息 以及 表示 的_ , 常熟 汇义、信息包表、 示这些信息的汇编指 令称为伪指令。 AI羊丄11、o、 进制代码标识的能识别 制代行硬件言。 原码：带符号数器个符 号位表示数据的码表符 号，据的代对值。、 、， 2『^补码:、带符号数据 表示方法之一，正数的 z补码与原码』目同； 负数的补码是将二进制 位按位取反丿自阿最低 位加叮口― 3T摯码：带 符号数数表示方法与 原，码 相 一，负 数的反码是将一移码带 符号数据表示方 法之器，符号位 用1表示正号，0 代表负 号，其余为与补码相同 亠、一—5内。阶码、 在浮点数据编码中，表 示小数点的位置的代码 十据编码中，表示数据 有效值的代码。口甜绝 对值太大，以致大于数 据编码所能表示的数据 范围?十” J溢：指数 据的绝对值太小，以致 小的数又编围所能表示 9内算法：一 种带符号数 乘法的方 法，它作计 相补码相 据，它积。 内海明距离:在信息 编码中，两个合法代码 对应位上编码不同的位 数。 11、检错码：能够发现 某些错误或具有自动纠 错能力的数据编码。 12、纠错码：能够发现 某些错误并具有自 ___ 」O 器，使 算术运 算。…… 执行高级语的语释的执行源程序的语句。 12、接口：部^件之间的连接电路，、如输入 与控制信息的电路。13、伪指令：汇编语言程序通常还提供有的位程的信入内供有程序段和数据段开始 示程序的开始和结束信 息等，还可以有14、虚拟地址：在虚 拟存储器中，根据指令 逻成的地,,又称 15、卫 :疋 言。........... 据表示方法之一 正负，0代表正 .相 将 浮点数 口。 阶码上溢据的在浮 18、 加等包括校验位）中2o 的内浮目为乘除法运算 的五个步骤是什么内尾 码的加减运算。算结果 进行格入。45、、 即检查 出。 1、― 器，能够 态随机|问存储器所2内 只读存储器，只能读取 不能写入。“ 3、、可编、 程的，可被户编程的次。 一：可擦写可、编程 的，，可以被用户编程 多次。 5、相联存储器：一种 按内容的存储器，每个 存储单兀有匹配 数据所 ......... . 由多个相…—.. 量相同的 10、写 高电
2009计算机考研大纲 Ⅰ考查目标 计算机学科专业基础综合考试涵盖数据结构、计算机组成原理、操作系统和计算机网络等学科专业基础课程。要求考生比较系统地掌握上述专业基础课程的概念、基本原理和方法，能够运用所学的基本原理和基本方法分析、判断和解决有关理论问题和实际问题。 Ⅱ考试形式和试卷结构 一、试卷满分及考试时间 本试卷满分为150分，考试时间为180分钟 二、答题方式 答题方式为闭卷、笔试 三、试卷内容结构 数据结构45分 计算机组成原理45分 操作系统35分 计算机网络25分 四、试卷题型结构 单项选择题80分（40小题，每小题2分） 综合应用题70分 Ⅲ考查范围 计算机组成原理 【考查目标】 1. 理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。 2. 理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。 3. 能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。 一、计算机系统概述 （一）计算机发展历程 （二）计算机系统层次结构 1. 计算机硬件的基本组成 2. 计算机软件的分类 3. 计算机的工作过程 （三）计算机性能指标
吞吐量、响应时间；CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间；MIPS、MFLOPS。 二、数据的表示和运算 （一）数制与编码 1. 进位计数制及其相互转换 2. 真值和机器数 3. BCD码 4. 字符与字符串 5. 校验码 （二）定点数的表示和运算 1. 定点数的表示 无符号数的表示；有符号数的表示。 2. 定点数的运算 定点数的位移运算；原码定点数的加/减运算；补码定点数的加/减运算；定点数的乘/除运算；溢出概念和判别方法。 （三）浮点数的表示和运算 1. 浮点数的表示 浮点数的表示范围；IEEE754标准 2. 浮点数的加/减运算 （四）算术逻辑单元ALU 1. 串行加法器和并行加法器 2. 算术逻辑单元ALU的功能和机构 三、存储器层次机构 （一）存储器的分类 （二）存储器的层次化结构 （三）半导体随机存取存储器 1. SRAM存储器的工作原理 2. DRAM存储器的工作原理 （四）只读存储器 （五）主存储器与CPU的连接 （六）双口RAM和多模块存储器 （七）高速缓冲存储器（Cache） 1. 程序访问的局部 2. Cache的基本工作原理 3. Cache和主存之间的映射方式 4. Cache中主存块的替换算法 5. Cache写策略 （八）虚拟存储器 1. 虚拟存储器的基本概念 2. 页式虚拟存储器 3. 段式虚拟存储器 4. 段页式虚拟存储器
第一章 1．比较数字计算机和模拟计算机的特点 解：模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的； 数字计算机的特点：数值由数字量（离散量）来表示，运算按位进行。 两者主要区别见P1 表1.1。 2．数字计算机如何分类？分类的依据是什么？ 解：分类：数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、 中型机、小型机、微型机和单片机六类。 分类依据：专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。
3．数字计算机有那些主要应用？ （略） 4．冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括哪些主要组成部分？ 解：冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是：存储程序和程序控制。 存储程序：将解题的程序（指令序列）存放到存储器中； 程序控制：控制器顺序执行存储的程序，按指令功能控制全机协调地完成运算任务。 主要组成部分有：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。 5．什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？ 解：存储容量：指存储器可以容纳的二进制信息的数量，通常用单位KB、MB、GB来度量，存储容 量越大，表示计算机所能存储的信息量越多，反映了计算机存储空间的大小。 单元地址：单元地址简称地址，在存储器中每个存储单
元都有唯一的地址编号，称为单元地 址。 数据字：若某计算机字是运算操作的对象即代表要处理的数据，则称数据字。 指令字：若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称指令字。 6．什么是指令？什么是程序？ 解：指令：计算机所执行的每一个基本的操作。 程序：解算某一问题的一串指令序列称为该问题的计算程序，简称程序。 7．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？ 解：一般来讲，在取指周期中从存储器读出的信息即指令信息；而在执行周期中从存储器中读出的 信息即为数据信息。 8．什么是内存？什么是外存？什么是CPU？什么是适配器？简述其功能。
第5章习题参考答案 1．请在括号内填入适当答案。在CPU中： (1)保存当前正在执行的指令的寄存器是（IR ）； (2)保存当前正在执行的指令地址的寄存器是（AR ） (3)算术逻辑运算结果通常放在（DR ）和（通用寄存器）。 2．参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO Rl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。 解： STO R1, (R2)的指令流程图及微操作信号序列如下：
STO R1, (R2) R/W=R DR O, G, IR i R2O, G, AR i R1O, G, DR i R/W=W 3．参见图5.15的数据通路，画出取数指令“LAD (R3)，R0”的指令周期流程图，其含义是将(R3)为地址主存单元的内容取至寄存器R2中，标出各微操作控制信号序列。 解： LAD R3, (R0)的指令流程图及为操作信号序列如下：
PC O , G, AR i R/W=R DR O , G, IR i R 3O , G, AR i DR O , G, R 0i R/W=R LAD (R3), R0 4．假设主脉冲源频率为10MHz ，要求产生5个等间隔的节拍脉冲，试画出时序产生器的逻辑图。 解：
5．如果在一个CPU 周期中要产生3个节拍脉冲；T l ＝200ns ，T 2=400ns ，T 3=200ns ，试画出时序产生器逻辑图。 解：取节拍脉冲T l 、T 2、T 3的宽度为时钟周期或者是时钟周期的倍数即可。所以取时钟源提供的时钟周期为200ns ，即，其频率为5MHz.；由于要输出3个节拍脉冲信号，而T 3的宽度为2个时钟周期，也就是一个节拍电位的时间是4个时钟周期，所以除了C 4外，还需要3个触发器——C l 、C 2、C 3；并令 211C C T *=；321C C T *=；313C C T =，由此可画出逻辑电路图如下：
1．简述主存与CACHE之间的映象方式。 【答案】主存与CACHE之间的映象方式有直接映象、全相联印象、组相联印象三种。直接映象是指主存储器中的每个块只能够映象到CACHE中唯一一个指定块的地址映象方式。全相联映象是指每个主存块都能够映象到任一CACHE块的地址映象方式。组相联印象是直接映象和全相联映象两种方式的结合，它将存储空间分成若干组，在组间采用直接映象方式，而在组内采用全相联印象方式。 2．简述存储器间接寻址方式的含义，说明其寻址过程。 【答案】含义：操作数的地址在主存储器中，其存储器地址在指令中给出。 寻址过程：从指令中取出存储器地址，根据这个地址从存储器中读出操作数的地址，再根据这个操作数的地址访问主存，读出操作数。 3．微程序控制器主要由哪几部分构成?它是如何产生控制信号的? 【答案】微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器μIR、微地址寄存器μAR、地址转移逻辑等构成。 操作控制信号的产生：事先把操作控制信号以代码形式构成微指令，然后存放到控制存储器中，取出微指令时，其代码直接或译码产生操作控制信号。 4．简述提高总线速度的措施。 【答案】从物理层次：1增加总线宽度；2增加传输的数据长度；3缩短总线长度；4降低信号电平；5采用差分信号；6采用多条总线。从逻辑层次：1简化总线传输协议；2采用总线复用技术；3采用消息传输协议。 5．简述中断方式的接口控制器功能。 【答案】中断方式的接口控制器功能：①能向CPU发出中断请求信号；②能发出识别代码提供引导CPU在响应中断请求后转入相应服务程序的地址；③CPU要能够对中断请求进行允许或禁止的控制；④能使中断请求参加优先级排队。 6．CPU与DMA访问内存冲突的裁决的方法有哪些？ 【答案】①CPU等待DMA的操作；②DMA乘存储器空闲时访问存储器；③CPU与DMA交替访问存储器。 08真题1.高速缓存Cache用来存放什么内容?设置它的主要目的是什么? (3分) 参考答案：Cache中存放当前活跃的程序和数据，作为主存活跃区的副本。(2分) 设置它的主要目的是解决CPU 与主存之间的速度匹配。（2分） 2.什么是堆栈?说明堆栈指针SP的作用。(3分) 参考答案：堆栈是一种按先进后出（或说成是后进先出）顺序进行存取的数据结构或存储区域。常在主存中划一小块连续单元区作为堆栈。(3分) 堆栈指针SP是用来保存最后进入堆栈的位置（栈顶）的寄存器。(1分) 3.简述微程序控制方式的基本思想。它有什么优点和缺点? (3分) 参考答案：（P132-134）微程序控制的基本思想可归纳为： （1）将微操作命令以微码形式编成微指令，并事先固化在控制存储器（ROM）中。(1分) （2）将一条机器指令的操作分解为若干微操作序列，用一段微程序对应地解释执行，微程序中每条微指令所包含的微命令控制实现一步操作。(1分) 优点：结构规整，有利于设计自动化；易于修改与扩展，灵活性、通用性强；适于作系列机的控制器，性能价格比较高；可靠性较高，易于诊断与维护。(1分) 缺点：速度相对较慢。（1分） 4.什么是中断?请说明它的特点和适用场合。(3分) 参考答案：中断是指在计算机的运行过程中，CPU接到更紧迫的服务请求而暂停执行现行程序，转去执行中断服务程序，以处理某些随机事态；并在处理完毕后自动恢复原程序的执行。(2分) 主要特点是具有随机性，通过执行程序来处理随机事件。(1分) 它适用于中低速I/O操作的管理，以及处理随机发生的复杂事件。(1分) 5.什么是串行总线?什么是并行总线?试比较它们的应用场合。(3分) 参考答案：串行总线采用一条数据线；并行总线采用多条线路并行地传输数据信号。(2分) 串行总线一般用于较长距离的较低速率的数据传输；并行总线一般用于较短距离的高速数据传输。(2分) 07真题1.半导体随机访问存储器芯片主要有哪两种类型？(5分) 参考答案：主要有静态存储器（SRAM）芯片和动态存储器（DRAM）芯片。 2.简述CISC和RISC的含义。(5分) 参考答案：CISC：复杂指令系统计算机，其指令条数较多，指令功能和结构复杂，进而机器结构复杂。（2分）RISC：精简指令系统计算机，其指令条数较少，指令结构和功能简单，进而机器结构简单，提高了机器的性能价格比。
计算机组成原理第1章习题与答案 一、选择题 1．从器件角度看，计算机经历了五代变化。但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于（）计算机。 A.并行 B.冯·诺依曼 C.智能 D.串行 2．冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是（）。 A.多指令流单数据流 B.按地址访问并顺序执行指令 C.堆栈操作 D.存贮器按内容选择地址 3．在下面描述的汇编语言基本概念中，不正确的表述是（）。 A.对程序员的训练要求来说，需要硬件知识 B.汇编语言对机器的依赖性高 C.用汇编语言编写程序的难度比高级语言小 D.汇编语言编写的程序执行速度比高级语言慢 4.（2009年考研题）冯·诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是（）。 A.指令操作码的译码结果 B.指令和数据的寻址方式 C.指令周期的不同阶段 D.指令和数据所在的存储单元 5．（2011年考研题）下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是（）。 A.MIPS B.CPI C.IPC D.MFLOPS 6．（2012年考研题）基准程序A在某计算机上的运行时间为100秒，其中90秒为CPU时间，其它时间忽略不计。若CPU速度提高50%，I/O速度不变，则基准程序A所耗费的时间是（）秒。 A.55 B.60 C.65 D.70 7．（2013年考研题）某计算机主频为1.2 GHz，其指令分为4类，它们在基准程序中所占比例及CPI如下表所示。 该机的MIPS数是（）。 A.100 B.200 C.400 D.600
8．（2014年考研题）程序P在机器M上的执行时间是20s，编译优化后，P 执行的指令数减少到原来的70%，而CPI增加到原来的1.2倍，则P在M上的执行时间是（）。 A.8.4秒 B.11.7秒 C.14秒 D.16.8秒 9．（2015年考研题）计算机硬件能够直接执行的是（）。 Ⅰ．机器语言程序Ⅱ．汇编语言程序Ⅲ．硬件描述语言程序 A.仅Ⅰ B.仅ⅠⅡ C.仅ⅠⅢ D.ⅠⅡⅢ 二、名词解释 1．吞吐量2．响应时间3．利用率 4．处理机字长5．总线宽度6．存储器容量 7．存储器带宽8．主频/时钟周期9．CPU执行时间 10．CPI 11．MIPS 12．FLOPS 三、简答题 1．指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？ 2．冯·诺依曼计算机体系结构的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统应由哪些部件组成？ 3．计算机系统分为哪几个层次？每层分别用软件还是硬件实现？
计算机组成原理第五版习题答案计算机组成原理第五版习题答案 第一章 (1) 第二章 (3) 第三章 (14) 第四章 (19) 第五章 (21) 第六章 (27) 第七章 (31) 第八章 (34) 第九章 (36)
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计算机组成原理第五版习题答案第一章 1．模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的。数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。模拟计算机用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式，而数字计算机用数字0 和 1 表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式。数字计算机与模拟计算机相比，精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。 2．数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 3．科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。4．主要设计思想是：采用存储程序的方式，编制好的程序和数据存放在同一存储器中，计算机可以在无人干预的情况下自动完成逐条取出指令和执行指令的任务；在机器内部，指令和数据均以二进制码表示,指令在存储器中按执行顺序存放。主要组成部分有：:运算器、逻辑器、存储器、输入设备和输出设备。 5．存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。每个存储单元都有编号，称为单元地址。如果某字代表要处理的数据，称为数据字。如果某字为一条指令，称为指令字。6．计算机硬件可直接执行的每一个基本的算术运算或逻辑运算操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序。 7．取指周期中从内存读出的信息流是指令流，而在执行器周期中从内存读出的信息流是数据流。 8．半导体存储器称为内存，存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器称为外存，内存和外存共同用来保存二进制数据。运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称CPU，它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。适配器是外围设备与主机联系的桥梁，它的作用相当于一个转换器，使主机和外围设备并行协调地工作。 9．计算机的系统软件包括系统程序和应用程序。系统程序用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能用用途；应用程序是用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。 10．在早期的计算机中，人们是直接用机器语言来编写程序的，这种程序称为手编程序或目的程序；后来，为了编写程序方便和提高使用效率，人们使用汇编语言来编写程序，称为汇编程序；为了进一步实现程序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机，人们又创造了算法语言，用算法语言编写的程序称为源程序，源程序通过编译系统产生编译程序，也可通过解释系统进行解释执行；随着计算机技术的日益发展，人们又创造出操作系统；随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展，要求大量处理某些数据，建立和检索大量的表格，于是产生了数据库管理系统。 11．第一级是微程序设计级，这是一个实在的硬件级，它由机器硬件直接执行微指令； 第二级是一般机器级，也称为机器语言级，它由程序解释机器指令系统；第三级是操作系统级，它由操作系统实现；第四级是汇编语言级，它给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性；第五级是高级语言级，它是面向用户的，为方便用户编写应用程序而设置的。用一系列的级来组成计算机的接口对于掌握计算机是如何组成的提供了一种好的结构和体制，而且用这种分级的观点来设计计算机对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。
全国2013年7月高等教育自学考试 计算机组成原理试题 课程代码：02318 一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其选出并将“答题纸” 的相应代码涂黑。未涂、错涂或多涂均无分。 1．若十进制数为120，则其对应的8位补码[X]补为 A．01111000 B．00001111 C．11111000 D．10001111 2．用3K×4位的存储芯片组成12KB存储器，需要这样的芯片 A．8片B．4片 C．3片 D.2片 3．下列存储器中，存取速度最快的存储器是 A．主存B．高速缓存 C．光盘D．硬盘 4．寄存器寻址是指 A．操作数在寄存器中B．操作数地址在寄存器中 C．操作数在存储器中D．操作数地址在存储器中 5．指令格式中的地址结构是指 A．地址段占多少位B．指令中采用几种寻址方式 C．指令中如何指明寻址方式D．指令中给出几个地址 6．下列寄存器中，汇编语言程序员可编程使用的是 A．存储器地址寄存器B．通用寄存器 C．存储器数据寄存器D．指令寄存器 7．微指令存放在 A．主存中 B.RAM中 C．ROM中D．硬盘中 8．总线从设备 A．不掌握总线控制权B．掌握总线控制权 C．只能发送信息D．只能接收信息 9．DMA方式是指输入输出接口控制 A．CPU与外设之间传输数据 B.CPU与内存之间传输数据 C．外设与外设之间传输数据D．内存与外设之间传输数据 10．不属于 ．．．输入输出设备的计算机部件是
A．显示器B．运算器 C．打印机D．键盘 二、名词解释题（本大题共6小题，每小题3分，共18分） 11．ALU 12．定点数 13．ROM 14．控制字 15．中断 16．CRT显示器 三、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分） 17．在计算机硬件处理中采用什么计数制？为什么？ 18．计算机指令中一般包含哪些字段？ 19．计算机中有哪些类型的寄存器？ 20．总线上有哪些信息传输方式？ 21.CPU响应中断的步骤有哪些？ 22．磁盘有哪些记录方式？ 四、简单应用题（本大题共2小题，每小题10分，共20分） 23．用原码一位乘的乘法方法进行2×4的四位原码乘法运算，要求写出其运算过程。 24．写出单总线的CPU结构中，执行写存储器指令STORE R3,mem的过程（其中mem为内存地址值）。单总线CPU的结构示意图如下：
计算机组成原理考研知 识点汇总 一, 计算机系统概述 (一) 计算机发展历程 第一台电子计算机ENIAC诞生于1946年美国宾夕法尼亚大学.ENIAC用了18000电子管,1500继电器,重30吨,占地170m2,耗电140kw,每秒计算5000次加法.冯?诺依曼(VanNeumann)首次提出存储程序概念,将数据和程序一起放在存储器,使编程更加方便.50年来,虽然对冯?诺依曼机进行很多改革,但结构变化不大,仍称冯?诺依曼机. 发展阶段时间硬件技术速度/(次/秒) 第一代1946-1957 电子管计算机时代40 000 第二代1958-1964 晶体管计算机时代200 000 第三代1965-1971 中小规模集成电路计算机时代 1 000 000 第四代1972-1977 大规模集成电路计算机时代10 000 000 第五代1978-现在超大规模集成电路计算机时代100 000 000 EDVAC(Electronic Discrete Variable Automatic Computer)电子离散变量计算机 组成原理是讲硬件结构的系统结构是讲结构设计的 摩尔定律微芯片上的集成管数目每3年翻两番.处理器的处理速度每18个月增长一倍. 每代芯片的成本大约为前一代芯片成本的两倍 新摩尔定律全球入网量每6个月翻一番. 数学家冯·诺依曼(von Neumann)在研究EDVAC机时提出了“储存程序”的概念.以此为基础的各类计算机通称为冯·诺依曼机.它有如下特点: ①计算机由运算器,控制器,存储器,输入和输出五部分组成 ②指令和数据以同等的地位存放于存储器内,并可按地址寻访 ③指令和数据均用二进制数表示 ④指令由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置 ⑤指令在存储器内按顺序存放 ⑥机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成 图中各部件的功能 ·运算器用来完成算术运算和逻辑运算并将的中间结 果暂存在运算器内 ·存储器用来存放数据和程序 ·控制器用来控制,指挥程序和数据的输入,运行以及 处理运行结果 ·输入设备用来将人们熟悉的信息转换为机器识别的 信息 ·输出设备将机器运算结果转为人熟悉的信息形式
改错题 1. 运算器的功能就是执行加、减、乘、除四则运算。 2.已知x=0.1011，那么[-x]补为1.0101，[x/2]补为0.11011. 3.1KB=1000字节 4.两个定点数相减，不会产生溢出。 5.主存储器和CPU之间增加高速缓冲存储器的目的是扩大CPU中通用寄存器的数量。 6.在虚拟存储器中，当程序正在执行时，一般由装入程序完成地址映射。 7.在虚拟存储器中，常将存储空间按程序模块大小划分为若干页。 8.二地址指令中，操作数的物理位置可安排在两个主存单元。 9.在寄存器寻址方式中，指定寄存器中存放的是操作数地址。 10.位操作类指令的功能是对CPU内部通用寄存器或主存某一单元任一位进行状态检测或强置。 11.一条机器指令由一段微指令编成的维程序来解释执行。 12.指令周期、机器周期和工作脉冲构成三级时序系统。 13.减少控制存储器容量，是设计微程序控制器所追求的目标之一。 14.总线中地址线的功能是用于指定存储器单元和I/O设备接口电路的选择地址。 15.单总线结构系统是指：各大功能部件之间用一根信号线连接。 16.如果认为CPU等待设备的状态信号是处于非工作状态（既踏步等待），那么，程序查询方式的主机与设备是串行工作的。 17.在计算机系统中，除CPU外的其它部件和设备都称为外围设备。 18.磁盘的位价格就是单位数据容量的价格，等于磁盘设备的价格除以容量。 19.写入硬盘时，若一个文件的长度超出一个磁道的容量，则继续写入同面的相邻磁道中。 20.随机扫描方式画图速度快，图象清晰，但价格昂贵。 21.单级中断与多级中断的区别是单级中断的硬件结构是一维中断，而多级中断的硬件结构是二维中断。
2009年真题 1.冯·诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是 A.指令操作码的译码结果 B.指令和数据的寻址方式 C.指令周期的不同阶段 D.指令和数据所在的存储单元 2.一个C语言程序在一台32位机器上运行。程序中定义了三个变量x，y和z，其中x和z为int 型，y为short型。当x=127，y=-9时，执行赋值语句z=x+y后，x，y和z的值分别是 A.x=0000007FH，y=FFF9H，z=00000076H B.x=0000007FH，y=FFF9H，z=FFFF0076H C.x=0000007FH，y=FFF7H，z=FFFF0076H D.x=0000007FH，y=FFF7H，z=00000076H 3.浮点数加、减运算过程一般包括对阶、尾数运算、规格化、舍入和判溢出等步骤。设浮点数的阶码和尾数均采用补码表示，且位数分别为5和7位（均含2位符号位）。若有两个数x=27*29/32，y=25*5/8，则用浮点加法计算x+y的最终结果是A. 001111100010 B. 001110100010 C. 010********* D. 发生溢出
4.某计算机的Cache共有16块，采用2路组相联映射方式（即每组2块）。每个主存块大小为32字节，按字节编址。主存129号单元所在主存块应装入到的Cache组号是A. 0 B. 1 C. 4 D. 6 5.某计算机主存容量为64KB，其中ROM区为4KB，其余为RAM区，按字节编址。现要用2K×8位的ROM芯片和4K×4位的RAM芯片来设计该存储器，则需要上述规格的ROM芯片数和RAM芯片数分别是A．1，15 B．2，15 C．1，30 D．2，30 6.某机器字长16位，主存按字节编址，转移指令采用相对寻址，由两个字节组成，第一字节为操作码字段，第二字节为相对位移量字段。假定取指令时，每取一个字节PC自动加1。若某转移指令所在主存地址为2000H，相对位移量字段的内容为06H，则该转移指令成功转以后目标地址是A. 2006H B. 2007H C. 2008H D. 2009H 7.下列关于RISC的叙述中，错误的是 A. RISC普遍采用微程序控制器 B. RISC大多数指令在一个时钟周期内完成 C. RISC的内部通用寄存器数量相对CISC多 D. RISC的指令数、寻址方式和指令格式种类相对CISC少
2018年4月自考《计算机组成原理》真题（完整试卷）含参考答案 选择题部分 一、单项选择题：本大题共10小题，每小题1分，共10分。在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题 目要求的，请将其选出。 1．计算机中的U盘属于 A．运算器B．控制器 C．内存D．外存 2．下列软件中不属于系统软件的是 A．操作系统B．语言处理系统 C．文字处理软件D．数据库管理系统 3．IEEE754单精度(32位)浮点数格式中指数的偏移常数为 A．127 B．128 C．1023 D．1024 4．若十进制数为-l00，则其对应的8位补码[X]补为 A．01100100 B．11100lOO C．10011100 D．1001101l 5．采用寄存器直接寻址方式的操作数在 A．指令中B．通用寄存器中 C．内存中D．外存中 6．MIPS计算机的汇编指令“1w $s1，200($s2)”的功能是 A．$sl=Memory[$s2+200] B．$s2=Memory[$s1+200] C．$s1=Memory[$s2]+200 D．$s2=Memory[$s1]+200 7．微程序存放在 A．主存储器中B．控制存储器中 C．高速缓存中D．外存储器中 8．—个1 6MB的主存储器，按字节编址需要地址线 A．14条B．24条 C．34条D．44条 9．在计算机的存储器层次结构中，速度最陕的是 A．硬盘B．寄存器 C．高速缓存D．主存 10．在浮点数的乘法中，乘积的尾数规格化后，小数点左边两位是 A．00 8．01
C．10 D．11 非选择题部分 二、填空题：本大题共15空，每空1分，共15分。 11．MIPS指令流水线数据通路通常包括取指、译码、_____、_____和五段流水线。 12．Cache行和主存块之间的映射方式有_____、_____和_____三种。 13．磁盘的平均存取时间由_____、_____和_____三部分构成。 14．CPU的数据通路的时钟周期长度包括Clk—to-Q时间(也叫锁存延迟)、所有操作元件中最长操作延迟时间、_____和_____等四个部分。 15．I／O端口的编址方式有_____和_____两种方式。 16．在Intel处理器中将外部中断分为_____中断和_____中断两类。 三、名词解释题：本大题共5小题，每小题3分，共15分。 17．标志寄存器 18．总线宽度 19．随机存取存储器RAM 20．微地址 21．DMA控制器 四、简答题：本大题共4小题，每小题5分，共20分。 22.试说明在计算机系统的层次化结构中，最终用户、应用程序员、系统管理员和系统程序员分别与操作系统、汇编程序、编译程序和应用程序这四个程序的哪一个相对应？ 23.汉字字符的编码有哪三类？简述各类编码的作用，并分别列举一个实际的编码。 24.在浮点数加减法中对阶的目的是什么？对阶原则是什么？ 25.试比较变址寻址方式和基址寻址方式的异同。 五、计算题：本大题共3小题，第26、27小题各6分，第28小题4分，共16分。 26.某计算机的时钟周期为2.5ns，指令集中有A?D四种不同类型的指令，这四类指令的平均CPI分别为3、2、4、5。某高级语言程序P经两个不同版本的编译程序，编译成了两种不同的指令序列X1和X2，两个指令序列包含的指令情况如下表所示。 (1)该计算机的峰值MIPS是多少？
2011考研计算机大纲：计算机组成原理大全 一、考查目标 1、理解单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构以及相互连接方式，具有完整的计算机系统的整机概念。 2、理解计算机系统层次化结构概念，熟悉硬件与软件之间的界面，掌握指令集体系结构的基本知识和基本实现方法。 3、能够运用计算机组成的基本原理和基本方法，对有关计算机硬件系统中的理论和实际问题进行计算、分析，并能对一些基本部件进行简单设计。 二、知识点解析 在计算机组成原理方面，主要考查计算机系统基础知识、数据的表示和运算、存储器层次结构、指令系统、中央处理器、总线、输入输出系统。 1、计算机系统概述 学习计算机组成原理之前，我们先要了解计算机的发展历程，搞清楚计算机的系统层次结构，包括计算机硬件的基本组成（五大部件的构成）、计算机软件的分类，以及计算机的基本工作过程。 从体系结构上来看，有多种不同类型的计算机，那么这些不同的计算机谁好谁坏？如何评价？所以，还需要我们了解计算机性能评价指标和相关参数，包括吞吐量、响应时间；CPU时钟周期、主频、CPI、CPU执行时间；MIPS、MFLOPS等。 2、数据的表示和运算 我们日常所使用的是十进制数据，但在计算机中，除了十进制数据外，还有二进制、八进制、十六进制表示方法，我们要掌握这些进位计数制及其相互转换的方法，要搞清楚真值（实际的数值）和机器数（计算机中表示的数值）之间的关系，特别是负数的各种表示。另外，还要理解BCD码、字符与字符串的编码方法，以及数据的校验码（奇偶校验、CRC冗余校验等）。 不管是哪种进制和校验方法，计算机中数据的表示有原码、反码、补码等方法，我们要搞清楚它们之间的关联与区别。 在计算机中对数据进行计算，分为定点表示和浮点表示。
自考计算机组成原理问答总结
1．简述主存与CACHE之间的映象方式。 【答案】主存与CACHE之间的映象方式有直接映象、全相联印象、组相联印象三种。直接映象是指主存储器中的每个块只能够映象到CACHE中唯一一个指定块的地址映象方式。全相联映象是指每个主存块都能够映象到任一CACHE块的地址映象方式。组相联印象是直接映象和全相联映象两种方式的结合，它将存储空间分成若干组，在组间采用直接映象方式，而在组内采用全相联印象方式。2．简述存储器间接寻址方式的含义，说明其寻址过程。【答案】含义：操作数的地址在主存储器中，其存储器地址在指令中给出。 寻址过程：从指令中取出存储器地址，根据这个地址从存储器中读出操作数的地址，再根据这个操作数的地址访问主存，读出操作数。 3．微程序控制器主要由哪几部分构成?它是如何产生控制信号的? 【答案】微程序控制器主要由控制存储器、微指令寄存器μIR、微地址寄存器μAR、地址转移逻辑等构成。 操作控制信号的产生：事先把操作控制信号以代码形式构成微指令，然后存放到控制存储器中，取出微指令时，其代码直接或译码产生操作控制信号。 4．简述提高总线速度的措施。 【答案】从物理层次：1增加总线宽度；2增加传输的数据
长度；3缩短总线长度；4降低信号电平；5采用差分信号；6采用多条总线。从逻辑层次：1简化总线传输协议；2采用总线复用技术；3采用消息传输协议。 5．简述中断方式的接口控制器功能。 【答案】中断方式的接口控制器功能：①能向CPU发出中断请求信号；②能发出识别代码提供引导CPU在响应中断请求后转入相应服务程序的地址；③CPU要能够对中断请求进行允许或禁止的控制；④能使中断请求参加优先级排队。 6．CPU与DMA访问内存冲突的裁决的方法有哪些？ 【答案】①CPU等待DMA的操作；②DMA乘存储器空闲时访问存储器；③CPU与DMA交替访问存储器。 08真题1.高速缓存Cache用来存放什么内容?设置它的主要目的是什么? (3分) 参考答案：Cache中存放当前活跃的程序和数据，作为主存活跃区的副本。(2分) 设置它的主要目的是解决CPU与主存之间的速度匹配。（2分） 2.什么是堆栈?说明堆栈指针SP的作用。(3分) 参考答案：堆栈是一种按先进后出（或说成是后进先出）顺序进行存取的数据结构或存储区域。常在主存中划一小块连续单元区作为堆栈。(3分) 堆栈指针SP是用来保存最后进入堆栈的位置（栈顶）的寄存器。(1分) 3.简述微程序控制方式的基本思想。它有什么优点和缺点?
第一章绪论习题及参考答案 一、判断题 1．微型计算机广阔的应用领域中，会计电算化属于科学计算应用方面。( ) 2．决定计算机计算精度的主要技术指标是计算机的字长。( ) 3．利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫做单片机。( ) 4．计算机“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条操作系统的命令。（） 5．兼容性是计算机的一个重要性能，通常是指向上兼容，即旧型号计算机的软件可以不加修改地在新型号计算机上运行。系列机通常具有这种兼容性。（） 二、简答题 1．电子数字计算机与电子模拟计算机的主要区别是什么 2．简单描述计算机的发展过程和应用范围。 3．冯·诺依曼机的主要特点是什么 4．按照冯·诺依曼原理，现代计算机应具备哪些功能 5．如何理解软硬件之间的等价性 6．何谓绿色计算机对它有哪些要求 7．简单描述计算机的层次结构，说明各层次的主要特点。 8．计算机系统的主要技术指标有哪些 参考答案 一、判断题 1．错。会计电算化属于计算机数据处理方面的应用。 2．对。 3．错。计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫CPU。 4．错。“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条指令。 5．错。兼容性包括数据和文件的兼容、程序兼容、系统兼容和设备兼容，微型计算机通常具有这种兼容性。 二、简答题 1．电子数字计算机的运算对象是离散的数字量，用数码进行运算，其运算结果也是离散的数字量；电子模拟计算机的运算对象是连续变化的物理量(如电流、电压等)，其运算结果也是连续变化的物理量。数字计算机的运算速度快，运算精度高。现代所说的计算机都是电子数字计算机。 2．从1946年世界上第一台数字电子计算机ENIAC研制成功至今，计算机的发展经历了4个时