2022年2022年计算机组成原理与操作系统 .pdf

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1、第 1 页共 7 页考生注意：答案必须写在统一配发的专用答题纸上！（共两部分，满分150 分）计算机组成原理部分（共五大题，满分75 分）一、 (20 分) 填空题1计算机的主要技术指标有（1）（计量单位一般为兆赫MHz ） 、 （2） （计量单位一般为MIPS 、MFLOPS 、CPI 等） 、（3）（通常以计算机处理信息时直接处理的二进制信息位数来定义）、 （4）（通常以字节个数来描述）、存取周期等。2计算机的运算器由很多部件组成，但其核心部件是（5）。3BCD 码中，每一位十进制数字由（6）位二进制码组成，ASCII 码中表示一个字符需要（7）位二进制码。4已知 X 补=FF00H，则

2、2X 补=（8） ；X/2 补=（9）。5若采用偶校验，数据0010 1010 1001 的校验位为：（10）。6衡量存储器的性能指标主要有三个方面：（11）、 （12） 和价格 /位。7建立高速缓冲存储器的理论依据是（13）。8三级存储器系统中，采用Cache主存层次是为弥补（14）的不足，采用主存辅存层次是为了弥补（ 15）的不足。9 CPU 和 Cache 之间以（ 16）为单位进行数据传送；Cache和主存之间以（17）为单位进行传送。10设基址寄存器内容为4000H，变址寄存器的内容为0020H，指令地址码为0EH，则采用变址加基址寻址方式时，操作数的有效地址为：（18）。11目前世

3、界上最快的计算机是（19） （国家）的（20） （型号）计算机。二、 (20 分) 选择题 (1-17 为单选， 18-20 为多选 ) 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名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 2 页共 7 页2.假定基准程序A 在某计算机上的运

4、行时间为100 秒，其中90 秒为 CPU 时间，其余为 I/O 时间。若CPU 速度提高 50%，I/O 速度不变，则运行基准程序A 所耗费的时间是（）A：55 B：60 C：65 D：70 3.一个 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、 z，其中x 和 z 是 int 型， y 为 short 型。当 x=127、y=-9 时，执行赋值语句z=x+y 后， x、y、z 的值分别是（） 。A：X=0000007FH ，y=FFF9H ， z=00000076H B：X=0000007FH ，y=FFF9H ， z=FFFF0076H C：X=0000007FH

5、，y=FFF7H ， z=FFFF0076H D：X=0000007FH ，y=FFF7H ， z=00000076H 4.某字长为8 位的计算机中， 已知整型变量x、y 的机器数分别为x补=1 1110100，y补=1 0110000。若整型变量z=2*x+y/2 ，则 z 的机器数为（） 。A：1 1000000 B： 0 0100100 C：1 0101010 D：溢出5.用海明码对长度为8 位的数据进行检/纠错时，若能纠正一位错。则校验位数至少为（） 。A：2 B：3 C：4 D： 5 6.某计算机存储器按字节编址，主存地址空间大小为64MB ，现用 4M*8 的 RAM 芯片组成 3

6、2M 主存储器，则存储器的地址寄存器MAR 的位数至少为（） 。A：22 位B：23 位C：25 位D：26 位7.下列关于闪存（Flash Memory ）的叙述中，错误的是（） 。A：信息可读可写，并且读、写速度一样快B：存储元由MOS 管组成，是一种半导体存储器C：掉电后信息不丢失，是一种非易失性存储器D：采用随机访问方式，可替代计算机外部存储器8.假设某计算机的存储系统由Cache 和主存组成，某程序执行过程中访存1000 次，其中访问 Cache 缺失（未命中）50 次，则 Cache的命中率是（） 。A：5% B：9.5% C：50% D： 95% 9.某机器字长16 位，主存按字

7、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的目标地址是（） 。A：2006H B：2007H C：2008H D：2009H 10.下列不会引起指令流水阻塞的是（） 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 3 页共 7 页A：数据旁路

8、B：数据相关C：条件转移D：资源冲突11.假定不采用Cache和指令预取技术，且机器处于 “ 开中断 ” 状态， 则在下列有关指令执行的叙述中，错误的是（） 。A：每个指令周期中CPU 都至少访问内存一次B：每个指令周期一定大于或等于一个CPU 时钟周期C：空操作的指令周期中任何寄存器的内容都不会被改变D：当前程序在每条指令执行结束时都可能被外部中断打断12.相对于微程序控制器，硬布线控制器的特点是（） 。A：指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展容易B：指令执行速度慢，指令功能的修改和扩展难C：指令执行速度快，指令功能的修改和扩展容易D：指令执行速度快，指令功能的修改和扩展难13.某磁盘的转速

9、为10000 转/分，平均寻道时间是6 ms，磁盘传输速率是20 MB/s ，磁盘控制器延迟为0.2 ms，读取一个4 KB 的扇区所需的平均时间约为（） 。A：9 ms B：9.4 ms C：12 ms D：12.4 ms 14.假定一台计算机的显示存储器用DRAM芯片实现，若要求显示分辨率为1600*1200，颜色深度为24 位，帧频为 85Hz，显示总带宽的50%用来刷新屏幕， 则需要的显存总带宽至少约为（） 。A：245 Mbps B：979 Mbps C：1958 Mbps D：7834Mbps 15.为实现 CPU 与外部设备并行工作，必须引入的硬件是（） 。A：缓冲区B：通道C：

10、时钟D：仲裁逻辑16.下列关于DMA 和中断 I/O 方式的叙述中，错误的是（） 。A：中断 I/O 方式请求的是CPU 处理时间B：中断响应发生在一条指令执行结束后C：DMA 方式下数据传送由硬件完成D：DMA 方式仅适用于快速外部设备17.设总线频率为100MHz ，宽度为 32 位，地址 /数据线复用， 每传输一个地址或数据占用一个时钟周期。若该总线支持突发（猝发）传输方式，则一次“ 主存写 ” 总线事务传输 128 位数据所需要的时间至少是（） 。A：20ns B：40ns C：50ns D： 80ns 18.假定变量 I、f、d 数据类型分别为int、float 和 double(i

11、nt 用补码表示， float 和 double分别用 IEEE754 单精度和双精度浮点数据格式表示)，已知 i=785，f=1.5678e3，d=1.5e100，若在 32 位机器中执行下列关系表达式，则结果为“ 真” 的是（） 。A：i=(int)(float)I B：f=(float)(int)f 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 4 页共 7 页C：f=(float)(double)f D：(d+f)

12、-d=f 19.下列指令系统特点中，有利于实现指令流水的是（） 。A：指令格式规整且长度一致B：指令和数据按边界对齐存放C：只有 Load/Store 指令才能对操作数进行存储访问20.响应外部中断的过程，中断隐指令完成的操作，除保护断点外， 还包括（） 。A：关中断B：保存通用寄存器的内容C：形成中断服务程序入口地址并送PC 三、 （共 10 分） 有一个 64K16 位的存储器，由32K8 位的 SRAM 芯片构成，问：1）构成该存储器共需多少片32K8 位的 DRAM 芯片？2） 画出该存储器的结构示意图。四、 （10 分） 设某 Cache和主存存储层次的基本块大小为256 字节，数据

13、访问以字节为单位，每个数据块从主存调入Cache 到淘汰前至少被访问1 次，若分配的Cache 为四块，采用LRU 替换算法， CPU 访问主存块的地址流为：时间1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 块号2 3 2 1 5 2 4 5 3 2 5 2 试计算 Cache的块命中率和单元命中率分别是多少？五 （15 分） 如下图所示的处理机是按下列规则设计的：所有指令的字长都是位; OP 码域宽度为位; 在进行所有的算术运算时，累加器AC0 的内容总是作为一个操作数，运算结果保存在 AC1。AC0,AC1 均不必在指令中指出; 数据存储器(DM) 字长位，最大容量65536 字;

14、 指令存储器(IM) 最大容量为16384 字; 四个合法的操作码中，任一操作码所指定的任何一个操作数都可以按直接寻址方式从 DM 中找到 ; 每个通用寄存器(Ri) 的宽度都是位; 四个合法的OP 码是： LDA=00, 从 DM 位置 AAA 取数放在AC0 中， STA=01,将AC0 的内容存入DM 位置 AAA;ADD=10,AC0内容与DM 位置 AAA里的内容相加，UNA=11 未用。请问：）下述各寄存器多少位？PC, IAR ，IDR ， IR，DAR ，DDR ，累加器AC0,AC1 ，变址寄存器IX0,IX1 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -

15、- - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 5 页共 7 页）假设将DM 扩充到 K 字，指令字字长保持不变，也不允许进行间接寻址，那么对现有的这一套DM 寄存器进行哪一种简单改动，就能满足要求？）在 OP 码域保持不变的条件下，如何增加另外的指令？）若使用“扩充操作码”码域，画出下述操作的指令格式。.将一个通用寄存器内容与AC0 的内容相加.将 AC0 的内容存放到DM 中某个位置， 具体位置由某个变址寄存器的内容与位移量之和来确定。操作系统部分（共五大题，满分75）一、 (20

16、 分 )选择题（1）通常使用的PC 机操作系统属于下列哪一类？A.批处理B.分时C.硬实时D.软实时（2）某进程在运行过程中被其它进程抢占，该进程的状态将如何改变？A.运行到就绪B.运行到封锁C.封锁到就绪D. 就绪到运行（3）若信号量S 的初值是0，当前值是1，那么当前系统中正在使用该信号量的进程有几个？A.0 B.1 C.2 D.3 （4）某系统有55MB 连续的空闲物理内存，采用基于动态分区的最佳适应算法，已完成的操作是：分配15MB 、分配 30MB 、释放15MB 、分配 8MB 、分配 6MB 。剩余的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -

17、 - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 6 页共 7 页最大空闲分区大小是多少？A.7 B.9 C.10 D.15 （5）某 32 位计算机配置2GB 的物理内存， 800GB 硬盘，其中进程可用的最大虚拟内存容量是多少？A.2GB B.4GB C.800GB D.802GB （6）四个进程估算的下次运行时间分别是P1:7、P2:3、P3:5、 P4:9，采用短进程优先调度算法，试问进程P1 何时才能开始运行？A.0 B.3 C.5 D.8 （7）某文件系统采用位图法管理空闲外存块。设外存大小是

18、128GB ，块的大小是8KB ，那么该文件系统的位图有多大？A.1MB B.2MB C.3MB D.4MB （8）CPU 的输出速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用下列哪种技术？A.交换技术B.覆盖技术C.缓冲技术D. 互斥技术（9）为了防止死锁， 可要求所有进程必须严格按照序号递增的顺序申请资源，这种要求破坏了死锁充要条件中的哪一个？A.互斥使用B.占有且等待 C.非抢占D.循环等待（10）文件控制块的主要作用是记录各文件块在外存中的位置。下列哪种记录方式可以更快速地确定任一文件块的存储位置？A.串联结构B.并联结构C.单重索引结构D.多重索引结构二、 (25 分 ) 简

19、答题（1）根据你的理解，给进程下一个定义。（2）进程调度程序管理的是哪类资源？这类资源的分配方法有哪些？（3）操作系统管理的空间类资源有哪些？空间的基本管理方法有哪些？（4）操作系统中的哪些地方用到了延迟技术？延迟的好处有哪些？（5）是否可以把设备看成文件？把设备看成文件有什么优缺点？三、(10 分) 某寺庙有小和尚、老和尚各20 名，有一口水井、一个水缸和3 只水桶，水缸可容纳10 桶水。得到水桶的小和尚从水井中取水并将其倒入水缸，而后归还水桶；得到水桶的老和尚从水缸中取水饮用，而后归还水桶。当水缸满时，小和尚等待；当水缸空时，老和尚等待。水井径窄，每次仅能容纳一只水桶取水。水缸径窄，每次仅

20、允许一只水桶向里倒水或从中取水，且不允许同时倒水和取水。（1）问共需设置几个进程？（2）试设置合适的信号量及初值，用P、V 操作协调上述各进程之间的同步与互斥关系。四、 (10 分 ) 某程序有760 字，下面是它的存储访问序列：110,211,304,470,273,109,585,645,246,134,258,364,742,653,326,258,139,244,364,667 （1）设页面大小为100 字，请给出该程序的页面访问序列。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

21、- 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 7 页共 7 页（2）设该程序可用的内存是500 字，试分别给出采用FIFO、LRU 和最优淘汰算法的缺页率。五、(10 分) 某文件系统的树形目录结构如下图，其中方框表示目录，圆圈表示文件。（1）可否进行下列操作，为什么？ 在目录 C 中建立一个名为I 的文件。 将目录 C 改名为 A。（2）若 E 是用户 X 的当前工作目录，试回答如下问题。 对用户 X 来说，文件Q 的相对路径名是什么？ 若用户 X 需要经常访问文件S 和 T，应如何简化操作？A B C D E F I J G H K O P L M N S T / Q R 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -