计算机组成原理考研真题与解析.docx

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计算机组成原理考研真题与解析

2009--2014年计算机组成原理考研真题与解析

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.001111100010B.001110100010

C.010000010001D.发生溢出

D.RISC的指令数、寻址方式和指令格式种类相对CISC少

8.某计算机的指令流水线由四个功能段组成，指令流经各功能段的时间（忽略各功能段之间的缓存时间）分别是90ns、80ns、70ns和60ns，则该计算机的CPU时钟周期至少是

A.90nsB.80nsC.70nsD.60ns

9.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

10.假设某系统总线在一个总线周期中并行传输4字节信息，一个总线周期占用2个时钟周期，总线时钟频率为10MHz，则总线带宽是

A.10MB/sB.20MB/sC.40MB/sD.80MB/s

11.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%

12.下列选项中，能引起外部中断的事件是

A.键盘输入B.除数为0C.浮点运算下溢D.访存缺页

2010年真题

1.下列选项中，能缩短程序执行时间的措施是：

Ⅰ.提高CPU时钟频率Ⅱ.优化数据通路结构Ⅲ.对程序进行编译优化

A.仅Ⅰ和ⅡB.仅Ⅰ和ⅢC.仅Ⅱ和ⅢD.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ

2.假定有4个整数用8位补码分别表示为r1=FEH，r2=F2H，r3=90H，r4=F8H。

若将运算结构存放在一个8位寄存器中，则下列运算中会发生溢出的是

A.r1×r2B.r2×r3C.r1×r4D.r2×r4

3.假定变量i、f和d的数据类型分别为int、float和double（int用补码表示，float和double分别用IEEE754单精度和双精度浮点数格式表示），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

Ⅰ.i==（int）（float）IⅡ.f==（float）（int）f

Ⅲ.f==（float）（double）fⅣ.（d+f）-d==f

A.仅Ⅰ和ⅡB.仅Ⅰ和ⅢC.仅Ⅱ和ⅢD.仅Ⅲ和Ⅳ

4.假定用若干个2K×4位的芯片组成一个8K×8位的存储器，则地址0B1FH所在芯片的最小地址是

A.0000HB.0600HC.0700HD.0800H

5.下列有关RAM和ROM的叙述中，正确的是

Ⅰ.RAM是易失性存储器，ROM是非易失性存储器

Ⅱ.RAM和ROM都采用随机存取方式进行信息访问

Ⅲ.RAM和ROM都可用作Cache

Ⅳ.RAM和ROM都需要进行刷新

A.仅Ⅰ和ⅡB.仅Ⅱ和Ⅲ

C.仅Ⅰ、Ⅱ和ⅣD.仅Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ

6.下列命中组合情况中，一次访存过程中不可能发生的是

A.TLB未命中，Cache未命中，Page未命中

B.TLB未命中，Cache命中，Page命中

C.TLB命中，Cache未命中，Page命中

D.TLB命中，Cache命中，Page未命中

7.下列寄存器中，汇编语言程序员可见的是

A.存储器地址寄存器（MAR）B.程序计数器（PC）

C.存储器数据寄存器（MDR）D.指令寄存器（IR）

8.下列选项中，不会引起指令流水线阻塞的是

A.数据旁路（转发）B.数据相关

C.条件转移D.资源冲突

9.下列选项中的英文缩写均为总线标准的是

A.PCI、CRT、USB、EISA

B.ISA、CPI、VESA、EISA

C.ISA、SCSI、RAM、MIPS

D.ISA、EISA、PCI、PCI-Express

10.单级中断系统中，中断服务程序内的执行顺序是

Ⅰ.保护现场Ⅱ.开中断

Ⅲ.关中断Ⅳ.保存断点

Ⅴ.中断事件处理Ⅵ.恢复现场

Ⅶ.中断返回

A.Ⅰ→Ⅴ→Ⅵ→Ⅱ→Ⅶ

B.Ⅲ→Ⅰ→Ⅴ→Ⅶ

C.Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ→Ⅵ→Ⅶ

D.Ⅳ→Ⅰ→Ⅴ→Ⅵ→Ⅶ

11.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，显存总带宽的50%用来刷新屏幕，则需要的显存总带宽至少约为

A.245MbpsB.979MbpsC.1958MbpsD.7834Mbps

2011年计算机组成原理真题

12．下列选项中，描述浮点数操作速度指标的是

A．MIPSB．CPIC．IPCD．MFLOPS

解答：

D。

MFLOPS表示每秒百万次运算。

13．float型数据通常用IEEE754单精度浮点数格式表示。

若编译器将float型变量x分配在一个32位浮点寄存器FR1中，且x=-8.25，则FR1的内容是

A．C1040000HB．C2420000HC．C1840000HD．C1C20000H

解答：

A。

x的二进制表示为-1000.01﹦-1.00001×211根据IEEE754标准隐藏最高位的“1”，又E-127=3，所以E=130=10000010

（2）数据存储为1位数符+8位阶码（含阶符）+23位尾数。

故FR1内容为1100000010000010000000000000000000即11000001000001000000000000000000，即C104000H

14．下列各类存储器中，不采用随机存取方式的是

A．EPROMB．CDROMC．DRAMD．SRAM

解答：

B。

光盘采用顺序存取方式。

15．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位的RAM芯片组成32MB的主存储器，则存储器地址寄存器MAR的位数至少是

A．22位B．23位C．25位D．26位

解答：

D。

64MB的主存地址空间，故而MAR的寻址范围是64M，故而是26位。

而实际的主存的空间不能代表MAR的位数。

16．偏移寻址通过将某个寄存器内容与一个形式地址相加而生成有效地址。

下列寻址方式中，不属于偏移寻址方式的是

A．间接寻址B．基址寻址C．相对寻址D．变址寻址

解答：

A。

间接寻址不需要寄存器，EA=（A）。

基址寻址：

EA=A+基址寄存器内同；相对寻址：

EA﹦A+PC内容；变址寻址：

EA﹦A+变址寄存器内容。

17．某机器有一个标志寄存器，其中有进位/借位标志CF、零标志ZF、符号标志SF和溢出标志OF，条件转移指令bgt（无符号整数比较大于时转移）的转移条件是

解答：

C。

无符号整数比较，如A>B，则A-B无进位/借位，也不为0。

故而CF和ZF均为0。

18．下列给出的指令系统特点中，有利于实现指令流水线的是

Ⅰ.指令格式规整且长度一致Ⅱ．指令和数据按边界对齐存放Ⅲ．只有Load/Store指令才能对操作数进行存储访问

A．仅Ⅰ、ⅡB．仅Ⅱ、ⅢC．仅Ⅰ、ⅢD．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

解答：

D。

指令定长、对齐、仅Load/Store指令访存，以上三个都是RISC的特征。

均能够有效的简化流水线的复杂度。

19．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．空操作指令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

20．在系统总线的数据线上，不可能传输的是

A．指令B．操作数C．握手（应答）信号D．中断类型号

解答：

C。

握手（应答）信号在通信总线上传输。

21．某计算机有五级中断L4～L0，中断屏蔽字为M4M3M2M1M0，Mi=1（0≤i≤4）表示对Li级中断进行屏蔽。

若中断响应优先级从高到低的顺序是L4→L0→L2→L1→L3，则L1的中断处理程

序中设置的中断屏蔽字是

A．11110B．01101C．00011D．01010

解答：

D。

高等级置0表示可被中断，比该等级低的置1表示不可被中断。

22．某计算机处理器主频为50MHz，采用定时查询方式控制设备A的I/O，查询程序运行一次所用的时钟周期数至少为500。

在设备A工作期间，为保证数据不丢失，每秒需对其查询至少200次，则CPU用于设备A的I/O的时间占整个CPU时间的百分比至少是

A．0.02%B．0.05%C．0.20%D．0.50%

解答：

C。

每秒200次查询，每次500个周期，则每秒最少200×500﹦100000个周期，100000÷50M=0.20%。

2012年计算机组成原理真题

12．假定基准程序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秒B.60秒C.65秒D.70秒

13．假定编译器规定int和short类型长度占32位和16位，执行下列C语言语句

unsignedshortx=65530;

unsignedinty=x;

得到y的机器数为

A.00007FFAB.0000FFFAC.FFFF7FFAD.FFFFFFFA

14．float类型（即IEEE754单精度浮点数格式）能表示的最大正整数是

A.2126-2103B.2127-2104C.2127-2103D.2128-2104

15．某计算机存储器按字节编址，采用小端方式存放数据。

假定编译器规定int和short型长度分别为32位和16位，并且数据按边界对齐存储。

某C语言程序段如下：

struct{inta;charb;shortc;}record;record.a=273;

若record变量的首地址为0Xc008，则低至0Xc008中内容及record.c的地址分别为

A.0x00、0xC00DB.0x00、0xC00EC.0x11、0xC00D.0x11、0xC00E

16．下列关于闪存（FlashMemory）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

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,采用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0,4,8,2,0,6,8,6,4,8时，命中Cache的次数是

A.1B.2C.3D.4

18．某计算机的控制器采用微程序控制方式，微指令中的操作控制字段采用字段直接编码法，共有33个微命令，构成5个互斥类，分别包含7、3、12、5和6个微命令，则操作控制字段至少有

A.5位B.6位C.15位D.33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位数据所需要的时间至少是

A.20nsB.40nsC.50nsD.80ns

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

21．下列选项中，在I/O总线的数据线上传输的信息包括

I.I/O接口中的命令字II.I/O接口中的状态字III.中断类型号

A.仅I、IIB.仅I、IIIC.仅II、IIID.I、II、III

22．响应外部中断的过程中，中断隐指令完成的操作，除保护断点外，还包括

I.关中断II.保存通用寄存器的内容

III.形成中断服务程序入口地址并送PC

A.仅I、IIB.仅I、IIIC.仅II、IIID.I、II、II

2013年计算机组成原理真题

12.某计算机主频为1.2GHz，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

CPI

A

50%

2

B

20%

3

C

10%

4

D

20%

5

该机的MIPS数是

A.100B.200C.400D.600

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=400。

13.某数采用IEEE754单精度浮点数格式表示为C6400000H，则该数的值是

A.-1.5×213B.-1.5×212C.-0.5x×213D.-0.5×212

13.A

解析：

IEEE754单精度浮点数格式为C6400000H，二进制格式为

11000110010000000000000000000000，转换为标准的格式为：

因此，浮点数的值为-1.5×213

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.11000000B.00100100C.10101010D.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

11000000

15.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.2B.3C.4D.5

16.某计算机主存地址空间大小为256MB，按字节编址。

虚拟地址空间大小为4GB，采用页式存储管理，页面大小为4KB，TLB（快表）采用全相联映射，有4个页表项，内容如下表所示。

有效位

标记

页框号

…

0

FF180H

0002H

…

1

3FFF1H

0035H

…

0

02FF3H

0351H

…

1

03FFFH

0153H

…

则对虚拟地址03FFF180H进行虚实地址变换的结果是

A.0153180HB.0035180HC.TLB缺失D.缺页

16.A解析：

虚拟地址为03FFF180H，其中页号为03FFFH，页内地址为180H，根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0153180H。

17.假设变址寄存器R的内容为1000H，指令中的形式地址为2000H；地址1000H中的内容为2000H，地址2000H中的内容为3000H，地址3000H中的内容为4000H，则变址寻址方式下访问到的操作数是

A.1000HB.2000HC.3000HD.4000H

17.D解析：

根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，根据实际地址访问内存，获取操作数4000H。

18.某CPU主频为1.03GHz，采用4级指令流水线，每个流水段的执行需要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阻塞，此时流水线的吞吐率为

A.0.25×109条指令/秒B.0.97×109条指令/秒

C.1.0×109条指令/秒D.1.03×109条指令/秒

18.C解析：

采用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1.03GHz，也就是说每秒钟有1.03G个时钟周期。

流水线的吞吐率为1.03G*100/103=1.0*109条指令/秒。

19.下列选项中，用于设备和设备控制器（I/O接口）之间互连的接口标准是

A.PCIB.USBC.AGPD.PCI-Express

19.B解析：

设备和设备控制器之间的接口是USB接口，其余选项不符合，答案为B。

20.下列选项中，用于提高RAID可靠性的措施有

I.磁盘镜像II.条带化III.奇偶校验IV.增加Cache机制

A.仅I、IIB.仅I、IIIC.仅I、III和IVD.仅II、III和IV

20.B解析：

能够提高RAID可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10000转/分，平均寻道时间是6ms，磁盘传输速率是20MB/s，磁盘控制器延迟为0.2ms，读取一个4KB的扇区所需的平均时间约为A.9msB.9.4msC.12msD.12.4ms

21.B解析：

磁盘转速是10000转/分钟，平均转一转的时间是6ms，因此平均查询扇区的时间是3ms，平均寻道时间是6ms，读取4KB扇区信息的时间为0.2ms，信息延迟的时间为0.2ms，总时间为3+6+0.2+0.2=9.4ms。

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方式请求的是CPU处理时间，DMA方式请求的是总线使用权

B.中断响应发生在一条指令执行结束后，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方式适用于所有外部设备，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。

因此中断申请使用的是CPU处理时间，发生的时间是在一条指令执行结束之后，数据是在软件的控制下完成传送。

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；DMA方式每次申请的是总线的使用权，所传送的数据是从设备直接送入内存的，或者相反；仅在传送一个或多个数据块的开始和结束时，才需CPU干预，整块数据的传送是在控制器的控制下完成的。

答案D的说法不正确。

2014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

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，指令条数减少到原来的70%，即指令条数为0.7x，而CPI增加到原来的1.2倍，即24/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，则下列表达式采用8位定点补码运算实现时，会发生溢出的是。

A．x+yB．-x+yC．x-yD．-x-y

解：

8位定点补码表示的数据范围为-128~127，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排除；B选项-x+y=-103-25=-128，符合范围，B排除；D选项-x-y=-103+25=-78，符合范围，D排除；C选项x-y=103+25=128，超过了127，选C。

该题也可按照二进制写出两个数进行运算观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，在实际考试中并不推荐。

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f1和f2中，若（f1）=CC900000H，（f2）=B0C00000H，则x和y之间的关系为。

A．x

C．x>y且符号相同D．x>y且符号不同

解．（f1）和（f2）对应的二进制分别是（110011001001……）2和（101100001100……）2，根据IEEE754浮点数标准，可知（f1）的数符为1，阶码为10011001，尾数为1.001，而（f2）的数符为1，阶码为01100001，尾数为1.1，则可知两数均为负数，符号相同，B、D排除，（f1）的绝对值为1.001×226，（f2）的绝对值为1.1×2-30，则（f1）的绝对值比（f2）的绝对值大，而符号为负，真值大小相反，即（f1）的真值比（f2）的真值小，即x

此题还有更为简便的算法，（f1）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（f1）的阶码大于（f2）的阶码，又因为是IEEE754规格化的数，尾数部分均为1.xxx，则阶码大的数，真值的绝对值必然大，可知（f1）真值的绝对值大于（f2）真值的绝对值，因为都为负数，则（f1）<（f2），即x

15．某容量为256MB的存储器由若干4M×8位的DRAM芯片构成，该DRAM芯片的地址引脚和数据引脚总数是。

A．19B．22C．30D．36

解．4M×8位