软考-计算机原理自测试题及答案(缩印版)

电子计算机的基本结构冯.诺依曼计算机模型1、计算机由运算器、存储器、输入/输出设备和控制器组成，并以运算器为中心连接在一起。2、存储器由一组一维排列、线性编址的存储单元组成，每个存储单元的位数是相等且固定的，存储单元按地址访问。3.“程序”是由一条一条的指令有序排列而成，而指令由操作码和地址码两部分组成。操作码规定了该指令的操作类型，地址码指示存储操作数和运算结果的存储单元地址，操作数的数据类型由操作码类规定。4、指令和数据均采用二进制数表示，并以二进制数形式进行运算。5、程序（指令）与数据是同等地不加区分地存储在同一个存储器中。6、设置“程序计数器PC”来指示下一条将要执行的指令的地址。每执行完一条指令，程序计数器就自动加1，指向下一条指令的存储单元。存储程序的思想计算机的用途和硬件完全分离：硬件结构采用定性逻辑，提供某些固定不变的功能，通过编制不同的程序来满足不同用户对计算机的应用需求。把指令汇总在一起形成一个程序，并将其存储在计算机中。通过逐条指令执行来完成问题的求解。计算机的体系结构指程序员所看到的机器的属性，即机器的概念性结构和功能表现。这些属性主要是指令系统、数据表示、中断系统、寄存器组织等。处理器的基本组成包括：寄存器、运算器和控制器处理器的内部有大量的寄存器：通用寄存器、基址寄存器、变址寄存器、程序计数器、指令寄存器、状态控制字寄存器以及用户透明的MAR、MDR处理器的所有工作都是在控制单元CU的指挥下完成的。处理数据的功能单元叫算术逻辑单元ALU，它的功能是对数据进行各种算术运算或逻辑运算。处理器的工作过程处理器的主要工作就是周而复始地执行指令，所以它的基本功能包括取指令、分析指令、取数据、处理数据、写回结果。（1）取指令。处理器根据PC给出的主存地址访问主存储器，取出一个标准字长的指令，将其送入处理器内部专门存放当前指令的指令寄存器IR，然后PC加1。（2）分析指令。处理器将指令寄存器IR中的操作码部分取出送入指令译码器（Decoder）进行译码。根据译码结果判断出指令的功能（即指令将要执行什么操作）、操作数的寻址方式以及操作数的数据类型，形成源操作数或目的操作数的物理地址。（3）取数据。根据源操作数的物理地址访问主存储器，取出源操作数。源操作数将被送入处理器内部的数据寄存器，如累加器ACC。（4）处理数据。处理器将源操作数送入运算器，并根据指令译码结果启动运算器的相应操作对数据进行处理。处理结果存回通用数据寄存器或缓冲寄存器。（5）写回结果。如果指令要求将结果写回寄存器或主存储器，那么处理器将根据目的操作数的地址，将目的操作数写入寄存器或主存储器。机器周期、时钟周期、主存周期、指令周期处理器每取出并执行一条指令所需的全部时间叫指令周期。时钟周期是计算机的基准时钟（一个节拍）。机器周期是所有指令执行过程中的一个基准时间。选取处理器访问一次主存的时间(也称主存周期)作为机器周期。指令（操作码和操作数）指令是处理器完成的最小功能单位。所有指令的集合称为指令集。指令也是计算机体系结构中最重要的属性。指令包括操作码和操作数。操作码规定了指令所具有的功能。操作数是指令所要处理的数据。常以数据所在存储单元的地址形式给出。也称“指令地址码”。指令格式的特征。每一条指令的机器码（二进制数的编码具有唯一性）微指令：把在同一CPU周期内并行执行的微操作控制信息，存储在控制存储器里，称为一条微指令（Microinstruction）。它是微命令的组合，微指令存储在控制器中的控制存储器中。一条机器指令对应一个微程序，微程序由若干条微指令序列组成。从指令与微指令，程序与微程序，地址与微地址的一一对应关系来看，前者与内存储器有关，后者与控制存储器有关。寻址方式：立即数寻址直接寻址间接寻址堆栈寻址寄存器寻址寄存器间接寻址基址寻址变址寻址所谓寻址方式（Addressing）指的是指令按照何种方式寻找或访问到所需的操作数或信息。寻址方式分为指令寻址和数据寻址。指令寻址是为了找到下一条指令；数据寻址是为了找到本条指令所需的操作数。对于指令寻址：顺序寻址和跳跃寻址。数据寻址（采用不同寻址方式的目的是缩短指令字长，扩大寻址空间，提高编程灵活性）转移指令和子程序调用的区别转移指令和子程序的调用都是程序控制类指令，都可以改变程序执行的顺序。转移指令分条件跳转和无条件跳转。改变程序执行的顺序，改写程序计数器PC的值，跳到另外的地方去执行另一段程序。不需要对程序的断点进行保护，跳转之后，不会回到原来的地方继续执行。子程序调用的时候，首先把当前程序的断点保存到系统堆栈中，（断点处指令的CS：IP）然后由子程序名获得子程序的入口地址，把子程序的入口地址写入PC，从而去执行子程序中的指令。子程序内部最后的一条指令是子程序的返回指令RET。其作用就是从堆栈中恢复断点的值，以便程序能从断点处继续执行。低地址的单元存放低位字节，高地址的单元存放高位字节——小端规则低地址的单元存放高位字节，高地址的单元存放低位字节——大端规则存储器的主要指标存储器的容量、访问速度、成本容量越大越好、访问速度越快越好、成本越低越好！存储器的组织形式：存储单元数目存储字长如210x8该存储器有10位地址总线，共有1024个存储单元，每个存储单元存储8位。ROM、RAMROM只读存储器，掉电后信息可以保留。一般用作系统程序存储。RAM随机存储器，一般用作用户程序存储。主存和辅存能够被处理器直接访问的存储器称为主存储器；不能被处理器直接访问的存储器称为辅助存储器。存储器访问的局部性原理时间局部性是指将要访问的信息就是现在正在访问的信息。空间局部性是指将要用到的信息就在正使用的信息旁边。层次结构的存储系统计算机存储系统的层次结构中，最重要的两个层次是采用高速缓冲存储器的“Cache主存”层次，以及基于虚拟存储器的“主存辅存”层次。引入Cache的目的是为了解决访问主存速度不够快的问题。高度缓存Cache位于CPU和主存储器之间。主存与Cache映射的三种方式：直接映射、相联映射、组相联映射存储器寻址范围某处理器字长32位，其存储容量为16MB，若按双字编址，它的寻址范围是多少？解：处理器字长为32位，双字编址，则每个寻址单元存储的二进制数据的位数为64位。总的存储容量为16MB，则寻址范围为16MB/64=2M第一部分：-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------一、填空题：1、原码一位乘法中，符号位与数值位（分开计算），运算结果的符号位等于（相乘两数符号位的异或值）。2、码值80H：若表示真值0，则为（移）码；若表示真值―128，则为（补）码。3、微指令格式分为（水平）型微指令和（垂直）型微指令，其中，前者的并行操作能力比后者强。4、在多级存储体系中，Cache存储器的主要功能是（匹配CPU和主存之间的速度）。5、在下列常用术语后面，写出相应的中文名称：VLSI(超大规模集成电路),RISC(精简指令系统计算机),DMA(直接存储器存取（访问）),DRAM(动态随机读写存储器)。6、为了实现CPU对主存储器的读写访问，它们之间的连线按功能划分应当包括（地址总线），（数据总线）（读写控制线）。7、从计算机系统结构的发展和演变看，近代计算机是以（存储器）为中心的系统结构。8、设X=—0.1011，则[X]补为10101。9、汉字的输入码，机内码，字形码是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。10、数控机床是计算机在自动控制方面的应用，邮局把信件自动分拣是在计算机人工智能方面的应用。11、计算机软件一般分为系统软件和应用软件两大类。12、RISC的中文含义是精简指令系统计算机；CISC的中文含义是复杂指令系统计算机。13、对动态存储器的刷新有两种方式，它们是集中式刷新和分布式刷新。14、机器字长16位，表示浮点数时，阶码6位（阶符1位），尾数10位（数符1位），则浮点补码表示时，最大浮点数是（1—2—9）×231，绝对值最小的非0的正数是2—41。15、在存储系统的Cache与主存层次结构中，常会发生数据替换问题，此时我们较常使用的替换算法有先进先出算法（FIFO）和近期最少使用算法（LRU）等。16、一条指令实际上包括两种信息即操作码和地址码。17、按照总线仲裁电路的位置不同，可分为集中式仲裁和分布式仲裁。二、单项选择题：1、寄存器间接寻址方式中，操作数处于（主存）中。2、CPU是指（运算器和控制器）。3、若一台计算机的字长为2个字节，则表明该机器在CPU中能够作为一个整体加以处理的二进制代码为16位。4、在浮点数编码表示中，（基数）在机器数中不出现，是隐含的。5、控制器的功能是（从主存取出指令，完成指令操作码译码，并产生有关的操作控制信号，以解释执行该指令。）。6、虚拟存储器可以实现（扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度）。7、32个汉字的机内码需要（64字节）。8、相联存储器是按（内容指定方式）进行寻址的存储器。9、状态寄存器用来存放（算术逻辑运算指令及测试指令的结果状态）。10、在机器数（补码和移码）中，零的表示形式是唯一的。11、计算机的存储器采用分级方式是为了（解决容量、价格、速度三者之间的矛盾）。12、有关Cache的说法正确的是（CPU内外都可以设置Cache）。13、在定点二进制运算中，减法运算一般通过（补码运算的二进制加法器）来实现。14、堆栈常用于（保护程序现场）。15、计算机系统的层次结构从内到外依次为（硬件系统、系统软件、应用软件）。16、一个指令周期通常由（若干个机器周期）组成。17、在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是（程序状态字）。18、某虚拟存储器采用页式内存管理，使用LRU页面替换算法，考虑下面的页面访问地址流（每次访问在一个时间单位中完成），1、8、1、7、8、2、7、2、1、8、3、8、2、1、3、1、7、1、3、7。假定内存容量为4个页面，开始时为空的，则页面失效次数是（6）。19、某一SRAM芯片，其容量是1024×8位，除电源和接地端外，该芯片引脚的最小数目是（20）。20、下面尾数（1位符号位）的表示中，不是规格化尾数的是（110111001（补码））。21、目前我们所说的个人台式商用机属于微型机。22、下列数中最大的数是（10011001）2。23、在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是ASCⅡ码。24、在下列机器数补码中，零的表示形式是唯一的。25、设［X］补=1.x1x2x3x4,当满足x1必须为1，x2x3x4至少有一个为1时，X-1/2成立。26、假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校验的字符码是11001001。27、在CPU中，跟踪后继指令地址的寄存器是程序计数器。28、EPROM是指光擦除可编程的只读存储器。29、堆栈寻址方式中，设A为累加器，SP为堆栈指示器，MSP为SP指示的栈顶单元。如果进栈操作的动作顺序是（A）→MSP，(SP)―1→SP。那么出栈操作的动作顺序应为(SP)+1→SP，(MSP)→A。30、下面尾数（1位符号位）的表示中，不是规格化的尾数的是110111001（补码）。31、在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是解决CPU和主存之间的速度匹配问题。32、CPU主要包括控制器、运算器、cache。33、设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器X的内容，变址寻址方式的有效地址为EA=(X)+D。34、信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为串行传输。35、下述I/O控制方式中，主要由程序实现的是中断方式。36、系统总线中地址线的功能是用于指定主存和I/O设备接口电路的地址。37、CRT的分辨率额为1024×1024，颜色深度为8位，则刷新存储器的存储容