计算机组成原理期末考试习题及答案.pdf

《计算机组成原理》是计算机科学中的基础课程，涵盖了计算机硬件的核心概念。本习题集主要涉及以下几个关键知识点： 1. **中断**：中断是计算机处理外部事件的一种机制。CPU响应中断的时间是在执行周期结束，此时可以安全地保存当前状态，转而处理中断请求。 2. **寻址方式**：基址寻址方式中，有效地址是基址寄存器内容加上形式地址（位移量）。其他寻址方式还包括直接寻址、间接寻址、相对寻址等。 3. **虚拟存储器**：虚拟存储器通常由主存-辅存两级存储器组成，通过页表或段表映射实现逻辑地址到物理地址的转换。 4. **DMA（直接存储器访问）**：DMA访问主存时，CPU会暂停执行，等待DMA操作完成后再恢复工作，这种模式称为停止CPU访问主存。 5. **运算器组件**：运算器包含ALU（算术逻辑单元）、数据总线、状态寄存器等，但不包含地址寄存器，地址寄存器通常在CPU的其他部分。 6. **时钟周期**：计算机操作的最小单位时间是时钟周期，指令周期、CPU周期和中断周期都是基于时钟周期的。 7. **程序计数器**：程序计数器用于存储下一条指令的地址，指示了程序的执行流程。 8. **控制器**：控制器负责理解和执行指令，但它并不存储结果，而是控制整个CPU的运行。 9. **中断向量**：中断向量包含中断服务程序的入口地址和中断处理所需的其他信息，中断向量法可以快速定位中断服务程序。 10. **浮点数表示**：浮点数的表示范围和精度由阶码的位数和尾数的位数决定，它们共同决定了数值的大小和精度。 11. **中断响应条件**：CPU会在外设工作完成且系统允许中断时响应中断请求。 12. **存储器容量计算**：16K×32位的存储器，地址线和数据线总和为46位，因为地址线需要14位（2^14 = 16384 = 16K），数据线需要32位。 13. **寻址范围**：16位字长，1MB存储容量，按字编址，寻址范围是512K（2^19 / 2^14 = 512K）。 14. **中断服务程序**：中断服务程序可以是操作系统的一部分，中断向量包含中断处理的入口地址，软件查询和硬件方法都能找到中断服务程序的入口。 15. **微处理器与微指令**：微程序控制器不是微处理器，微指令编码效率最低的是直接编码方式，增量计数器法形成的微地址顺序控制字段较短，CMAR是控制器中存储微地址的寄存器。 16. **中断向量提供**：中断向量提供中断服务程序的入口地址。 17. **冯·诺伊曼结构**：它定义了按地址访问并顺序执行指令的基本工作方式。 18. **程序控制指令**：这类指令用于改变程序执行顺序，例如跳转、分支、调用子程序等。 19. **水平型微指令**：水平型微指令可以一次完成多个操作，格式较长，操作控制字段进行编码。 20. **存储字长**：存储字长指的是存储单元中存储的二进制代码位数，与机器指令的位数不同。 这些知识点构成了计算机组成原理的基础，理解和掌握这些内容对于深入学习计算机科学至关重要。通过解答这些习题，学生可以检验自己对计算机硬件结构的理解，并为将来处理更复杂的系统问题打下坚实的基础。