2023--2024年计算机组成原理考研真题与解析.docx
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1、2023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11. C.考查指令的执行过程.通常完成一条指令可分为取指阶段和执行阶段。在取指阶段通过访问存储糖可将指令取 出:在执行阶段通过访问存储器可以将操作数取出.这样,虽然指令和数据都是以一进制代 码形式存放在存储鼎中,但CPU可以判断在取指阶段访问存储器取出的二进制代码是指令: 在执行阶段访存取出的一进制代码是数据.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
2、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=00000076HB.x=0000007FH,y=FFF9H,z=FFFF0076HC.x=0000007FH,y=FFF7H,z=FFFF0076HD.x=0000007FH, y=FFF7H, z=00000076H结合题干及选项可知,int为32位,short为16位:乂 C语言的数据在内存中为补码形 式,故x、y的机器数写为(NNNX)07FH、FFE7H.执行z=x+y时,由于x是int型,y为short型,故需将y的类型强
3、制转换为ini,在机 器中通过符号位扩展实现,由于y的符号位为1,故在y的前面添加16个1,即可将y强制 转换为int型,其卜六进制形式为FFFFFFE7H.然后执行加法,即(XX)0()07FH+卜FFFFFE7H=00(X)0076H,其中最高位的进位1门然丢弃。 故选D。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纳补码表示,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的最终结果是发生溢出D.采纳随机访问方式,可替代计算机外部存储器16. Ao考查闪存(Fla
4、sh Memory)的性质。闪存是EEPROM的进一步发展,可读可写,用MOS管的浮栅上有无电荷来存储信息, 它依然是ROM的一种,故写速度比读速度要慢不少(硬件常识)。闪存是一种非易失性存 储器,它采用随机访I可方式。现在常见的SSD固态硬盘,即由Flash芯片组成。17.假设某计算机按字编址,Cache有4个行,Cache和主存之间交换的块为1 个字。若Cache的内容初始为空,采纳2路组相联映射方式和LRU替换算法。 当访问的主存地址依次为048,2,0,6,8,6,4,8时,命中Cache的次数是A. 1 B. 2 C. 3D.417. C。考查组相联映射的Cache置换过程。地址映射
5、采用2路组相联,则主存地址为。1、5.89可映射到第。组Cache中,主存地址为23、87可映射到第1组Cache中。Cache置换过程如下表所示。走向0482068648第。组块。044880084块10488008*848*第1组块27一一7一7一块“2 一666*6618.某计算机的限制器采纳微程序限制方式,微指令中的操作限制字段采纳字段干 脆编码法,共有33个微吩咐,构成5个互斥类,分别包含7、3、12、5和6个 微吩咐,则操作限制字段至少有A.5 位 B.6 位 C.15 位 D. 33 位18. Co考查微指令的编码方式。操作控制字段采用字段直接编码法,将微命令字段分成若干个1号段
6、,互斥类微命令可 组合在同一字段。根据微命令字段分段的原则:互斥性微命令分在同一段内,相容性微命 令分在不同段内;一般每个小段要留出一个状态,表示本字段不发出任何微命令。5个互 斥类分别需要3、2、4、3、3共15位。19.某同步总线的时钟频率为100MHz,宽度为32位,地址/数据线复用,每传送 一次地址或者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位数据所须要的时间至少是A. 20ns B. 40ns C. 50ns D. 80ns19. Co考查总线传输性能的计算。总线频率为100MHz,则时钟周期为10ns。总线宽度与存储字长都是32位
7、,故每次传 送一个32位存储字。猝发式发送可以连续传送地址连续的数据。故总的传送时间为:传送 地址10ns,传送128位数据40ns,共需50ns。20.下列关于USB总线特性的描述中,错误的是A.可实现外设的即插即用和热拔插B,可通过级联方式连接多台外设C.是一种通信总线,连接不同外设D.同时可传输2位数据,数据传输率高20. Do考查USB息线的特性(帛识)。USB总线(通用串行总线)的特点有:即插即用;热插拨;有很强的连接能力, 采用菊花链形式将所有外设连接起来,且不损失带宽;有很好的可扩充性,一个USB控 制器可扩充高达127个外部周边USB设备;高速传输,速度可达480Mbps。所以
8、A、B、 C都符合USB总线的特点。对于选项D, USB是串行总线,不能同时传输两位数据。21.下列选项中,在I/O总线的数据线上传输的信息包括1. I/O接口中的吩咐字H.I/O接口中的状态字III.中断类型号A.仅 I、II B.仅 I、HI C.仅 II、III D. I、II、III21. Do考查I/O总线的特点。IO接口与CPU之间的10总线有数据线、命令线和地址线。命令线和地址线都是单向 传输的,从CPU传送给LO接口,而10接口中的命令字、状态字以及中断类型号均是由 IO接口发往CPU的,故只能通过I/O总线的数据线传输。22.响应外部中断的过程中,中断隐指令完成的操作,除爱护
9、断点外,还包括I.关中断II.保存通用寄存器的内容HI.形成中断服务程序入口地址并送PCA.仅 I、II B.仅 I、III C.仅 n、III D. I、IK II22. B。考金中断随指令。在响应外部中断的过程中,中断隐指令完成的操作包括:关中断;保护断点;引 出中断服务程序(形成中断服务程序入口地址并送PC),所以只有I、UI正确。II中的保存 通用寄存器的内容是在进入中断服务程序后苜先进行的操作。2023年计算机组成原理真题12.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如下表所示指令类型所占比例CPIA50%2B20%3C10%4D20%5该机的
10、MIPS数是12. C 解析:基准程序的 CPI=2*0. 5+3*0. 2+4*0. 1+5*0. 2=3,计算机的主频为1. 2GHa,为1200MHz,该机器的是MIPS为1200/3=400o13.某数采纳IEEE 754单精度浮点数格式表示为C640 0000H,则该数的值是 13 B.-L5x212 C. -0.5xx213 D. -0.5x2,213. A解析:IEEE 754单精度浮点数格式为C640 0000H,二进制格式为1100 0110 0100 0000 0000 0000 0000 0000,转换为标准的格式为:S阶码尾数 jr11000 1100100 0000
11、0000 0000 0000 0000因此,浮点数的值为-1.5X2”14.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 =11110100, y补=10110000。若整型变量z=2*x+y/2,则z的机器数为A. 11000000 B. 00100100 C. 10101010 D.溢出14. A解析:将x左移一位,y右移一位,两个数的补码相加的机器数为 1100000015. 用海明码对长度为8位的数据进行检/纠错时,若能订正一位错。则校验位数 至少为A. 2B. 3C. 4D. 55 c 解析:设校验位的何数为K,数据位的位数为人应满足卜述关系:29+& + 1。 =
12、8, 当上=4时,2(=16)8+4+1(=13)符合要求,校验位至少是4位。16.某计算机主存地址空间大小为256 MB,按字节编址。虚拟地址空间大小为4 GB,采纳页式存储管理,页面大小为4 KB, TLB (快表)采纳全相联映射,有4 个页表项,内容如下表所示。有效位标记页框号 0FF180H0002H 13FFF1H0035H 002FF3H0351H 1 03FFFH0153H则对虚拟地址03FF F180H进行虚实地址变换的结果是A. 015 318011B. 003 5180HC. TLB 缺失D.缺页16 . A解析:虚拟地址为03FF F180H,其中页号为03FFFH,页内
13、地址为180H,依 据题目中给出的页表项可知页标记为03FFFH所对应的页框号为0153H,页框号与 页内地址之和即为物理地址015 3180 Ho17 .假设变址寄存器R的内容为1000H,指令中的形式地址为2000 H;地址 1000H中的内容为2000H,地址2000H中的内容为3000H,地址3000 H中的内容 为4000H,则变址寻址方式下访问到的操作数是A. 1000H B. 2000HC. 3000H D. 4000 H17 . D解析:依据变址寻址的主要方法,变址寄存器的内容与形式地址的内容相加 之后,得到操作数的实际地址,依据实际地址访问内存,获得操作数400011。变址寄
14、存器形式地址18 .某CPU主频为1. 03 GHz,采纳4级指令流水线,每个流水段的执行须要1个 时钟周期。假定CPU执行了 100条指令,在其执行过程中,没有发生任何流水线堵 塞,此时流水线的吞吐率为A. 0.25X109条指令/秒B. 0.97x109条指令/秒C. 1.0X109条指令/秒D. 1.03 x109条指令/秒18 . C解析:采纳4级流水执行100条指令,在执行过程中共用4+(100-1)=103个时钟周期。CPU的主频是L 03 GHz,也就是说每秒钟有1. 03 G 个时钟周期。流水线的吞吐率为1. 030*100/103=1. 0*1。9条指令/秒。19 .下列选项
15、中,用于设备和设备限制器(I/O接口)之间互连的接口标准是A. PCI B. USB C. AGP D. PCI-Express19 . B解析:设备和设备限制器之间的接口是USB接口,其余选项不符合,答案为 Bo20 .下列选项中,用于提高RAID牢靠性的措施有1 .磁盘镜像 II.条带化 III.奇偶校验IV.增加Cache机制A.仅 I、II B.仅 I、III C.仅 I、III 和 IV D.仅 II、III 和 IV20 . B解析:能够提高RAID牢靠性的措施主要是对磁盘进行镜像处理和进行奇偶 校验。其余选项不符合条件。21 .某磁盘的转速为10 000转/分,平均寻道时间是6
16、ms,磁盘传输速率是20 MB/s,磁盘限制器延迟为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 ms21 . B解析:磁盘转速是10 000转/分钟,平均转一转的时间是6 ms,因此平均 查询扇区的时间是3 ms,平均寻道时间是6 ms,读取4 KB扇区信息的时间为0. 2 ms,信息延迟的时间为0.2 ms,总时间为3+6+0. 2+0. 2=9. 4 ms。22 .下列关于中断I/O方式和DMA方式比较的叙述中,错误的是A.中断I/O方式恳求的是CPU处理时间,DMA方式恳求的是总线运用权B.中断响应发生在一
17、条指令执行结束后,DMA响应发生在一个总线事务完成后C.中断I/O方式下数据传送通过软件完成,DMA方式下数据传送由硬件完成D.中断I/O方式适用于全部外部设备,DMA方式仅适用于快速外部设备22. D解析:中断处理方式:在I/O设备输入每个数据的过程中,由于无需CPU 干预,因而可使CPU与I/O设备并行工作。仅当输完一个数据时,才需CPU花费极 短的时间去做些中断处理。因此中断申请运用的是CPU处理时间,发生的时间是在 一条指令执行结束之后,数据是在软件的限制下完成传送。而DMA方式与之不同。 DMA方式:数据传输的基本单位是数据块,即在CPU与I/O设备之间,每次传送至 少一个数据块;D
18、MA方式每次申请的是总线的运用权,所传送的数据是从设备干脆 送入内存的,或者相反;仅在传送一个或多个数据块的起先和结束时,才需CPU干 预,整块数据的传送是在限制器的限制下完成的。答案D的说法不正确。2023年计算机组成原理真题12 .程序P在机器M上的执行时间是20秒,编译优化后,P执行的指令数削减到原来 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 秒解:不妨设原来指令条数为X,那么原CPI就为20/x,经过编译优化后,指令条数 削减到原来的70%,即指令条数为0.7x,而CPI增加到原来的1.2倍,即24/
19、x,那么现 在P在M上的执行时间就为指令条数*CPI=0.7x*24/x=24*0.7=16.8秒,选D。13 .若x=103, y=-25,则下列表达式采纳8位定点补码运算实现时,会发生溢出的 是 CA. x+yB. -x+yC. x-yD. -x-y解:8位定点补码表示的数据范围为-128127,若运算结果超出这个范围则会溢出, A选项x+y=103-25=78,符合范围,A解除;B选项-x+y=-103-25=-128,符合范围,B解除; D 选项-x-y=-103+25=-78,符合范围,D 解除;C 选项 x-y= 103+25=128,超过了 127,选 C。该题也可依据二进制写出
20、两个数进行运算视察运算的进位信息得到结果,不过这种 方法更为麻烦和耗时,在实际考试中并不举荐。14 . float型数据据常用IEEE754单精度浮点格式表示。假设两个float型变量x和y分 别存放在32位寄存器fi和fz中,若(fi)=CC90 0000H, (f2)=B0C0 0000H,则x和y之间 的关系为 oA. xy且符号相同B. xy且符号相同D. xy且符号不同此题还有更为简便的算法,(fl)与(f2)的前4位为1100与1011,可以看出两数均为负 数,而阶码用移码表示,两数的阶码头三位分别为100和011,可知(fl)的阶码大于(f2) 的阶码,又因为是IEEE754规格
21、化的数,尾数部分均为l.xxx,则阶码大的数,真值的肯 定值必定大,可知(fl)真值的肯定值大于(真值的肯定值,因为都为负数,则(fl)(f2), 即 x位的芯片数据线应为8根,地址线应为log24M=22根,而DRAM采纳地址 复用技术,地址线是原来的比,且地址信号分行、列两次传送。地址线数为22/2=11根, 所以地址引脚与数据引脚的总数为11+8=19根,选A。此题须要留意的是DRAM是采纳传两次地址的策略的,所以地址线为正常的一半,这是许 多考生简单忽视的地方此题须要留意的是DRAM是采纳传两次地址的策略的,所以地址线 为正常的一半,这是许多考生简单忽视的地方。采纳指令Cache与数据
22、Cache分别的主要目的是。A.降低Cache的缺失损失B .提 高Cache的命中率C.降低CPU平均访存时间D.削减指令流水线资源冲突解.把指令Cache与数据Cache分别后,取指和取数分别到不同的Cache中找寻,那么 指令流水线中取指部分和取数部分就可以很好的避开冲突,即削减了指令流水线的冲突。17.某计算机有16个通用寄存器,采纳32位定长指令字,操作码字段(含寻址方式位) 为8位,Store指令的源操作数和H的操作数分别采纳寄存器干脆寻址和基址寻址方式。 若基址寄存器可运用任一通用寄存器,且偏移量用补码表示,则Store指令中偏移量的取 值范围是oA. -32768+32767B
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