計算機專業(yè)基礎綜合歷年真題試卷匯編7

1、計算機專業(yè)基礎綜合歷年真題試卷匯編7（總分：60.00 ,做題時間：90分鐘）一、 單項選擇題（總題數：15,分數：30.00）.單項選擇題1-40小題。下列每題給出的四個選項中，只有一個選項是最符合題目要求的。（分數：2.00）.下列關于閃存（Flash Memory）的敘述中，錯誤的是。（分數：2.00）A.信息可讀可寫，并且讀、寫速度一樣快 VB.存儲單元由MOSf組成，是一種半導體存儲器C.掉電后信息不丟失，是一種非易失性存儲器D.采用隨機訪問方式，可替代計算機外部存儲器解析：解析：閃存是 EEPRO的進一步發(fā)展，可讀可寫，用 MOST的浮柵上有無電荷來存儲信息。閃存依然是ROM勺一種

2、，寫入時必須先擦除原有數據，故寫速度比讀速度要慢不少（硬件常識）。閃存是一種非易失性存儲器，它采用隨機訪問方式?，F(xiàn)在常見的SSD固態(tài)硬盤，即由Flash芯片組成。3.某計算機主存容量為 64KB,其中ROME為4KB,其余為RAMK,按字節(jié)編址?，F(xiàn)要用 2KX 8位的ROM? 片和4KX 4位的RAM芯片來設計該存儲器，則需要匕述規(guī)格的RO悵片數和RAM?片數分別是 。（分數：2.00）A.1、15B.2、15C.1、30D.2、30 V了巧解析：解析：首先確定 ROM勺個數，ROME為4KB,選用2KX 8位的ROMS片，需要|_1=2片，采用字擴展方式；RAMK為60KB,選用4KX4位的

3、RAM芯片，需要|=30片，采用字和位同時擴展方式。.某計算機存儲器按字節(jié)編址，主存地址空間大小為64MB,現(xiàn)用4MBx8位的RAM片組成32MB的主存儲器，則存儲器地址寄存器 MARJ勺位數至少是 。（分數：2.00）A.22 位B.23 位C.25 位D.26 位 V解析：解析：主存按字節(jié)編址，地址空間大小為64MB MAR勺尋址范圍為64M=2 26 ,故為26位。實際的主存容量32MB不能代表MARJ勺位數，考慮到存儲器擴展的需要，MAR保證訪問到整個主存地址空間，反過來，MAR勺位數決定了主存地址空間的大小。.某容量為256MB的存儲器由若干4MX8位的DRA悵片構成，該DRA惦片的

4、地址引腳和數據引腳總數是（分數：2.00）A.19 VB.22C.30D.36解析：解析：4MX8位的芯片數據線應為 8根，地址線應為10g 2 4M=22根，而DRA陳用地址復用技術, 地址線是原來的1/2,且地址信號分行、列兩次傳送。地址線數為 22/2=11根，所以地址引腳與數據引 腳的總數為11+8=19根，選Ao.假定用若干個2KX 4位的芯片組成一個8Kx8位的存儲器，則地址0B1FH所在芯片的最小地址是 。 （分數：2.00）A.0000HB.0600HC.0700HD.0800H V解析：解析：用2KX4位的芯片組成一個8KX8位存儲器，共需8片2KX4位的芯片，分為4組，每組

5、由 2片2KX 4位的芯片并聯(lián)組成 2KX 8位的芯片，各組芯片的地址分配如下：第一組（2個芯片并聯(lián)）：0000H07FFHo 第二組（2個芯片并聯(lián)）：0800H0FFFH 第三組（2個芯片并聯(lián)）：1000H17FFH 第四組（2個 芯片并聯(lián)）：1800H1FFFH 地址0B1FH所在的芯片屬于第二組，故其所在芯片的最小地址為0800H.某計算機使用4體交叉編址存儲器，假定在存儲器總線上出現(xiàn)的主存地址（十進制）序列為8005, 8006,8007, 8008, 8001 , 8002, 8003, 8004, 8000,則可能發(fā)生訪存沖突的地址對是 。（分數：2.00）A.8004 和 800

6、8B.8002 和 8007C.8001 和 8008D.8000 和 8004 V其中，模塊序號=訪存地址解析：解析：每個訪存地址對應的存儲模塊序號 （0、1、2、3）如下所示:存儲器交叉模塊數。判斷可能發(fā)生訪存沖突的規(guī)則是：給定的訪存地址在相鄰的四次訪問中出現(xiàn)在同一個存儲模塊內。據此，根據上表可知8004和8000對應的模塊號都為0,即表明這兩次的訪問出現(xiàn)在同一模塊內且在相鄰的訪問請求中，滿足發(fā)生沖突的條件。.假設某計算機的存儲系統(tǒng)由Cache和主存組成，某程序執(zhí)行過程中訪存 1000次，其中訪問Cadle缺失（未命中）50次，則Cache的命中率是 。（分數：2.00）A.5%B.9 .

7、 5%C.50%D.95% V解析：解析：命中率=Cache命中次數/總訪問次數。需要注意的是看清題，題中說明的是缺失 50次，而 不是命中50次，仔細審題是做對題的第一步。.某計算機的Cache共有16塊，采用2路組相聯(lián)映射方式（即每組2塊）。每個主存塊大小為32B,按字節(jié) 編址。主存129號單元所在主存塊應裝入到的Cache組號是。（分數：2.00）A.0B.1C.4 VD.6解析：解析：由于 Cache共有16塊，采用2路組相聯(lián)，因此共分為 8組，組號為0、1、2、7。主存 的某一字塊按模8映射到Cache某組的任一字塊中，即主存的第0, 8, 16字塊可以映射到 Cache第0組的任一

8、字塊中。每個主存塊大小為32字節(jié)，故129號單元位于第4塊主存塊（注意是從0開始），因此將映 射到Cache第4組的任一字塊中。.采用指令Cache與數據Cache分離的主要目的是 。（分數：2.00）A.降低Cache的缺失損失B.提高Cache的命中率C.降低CPU平均訪存時間D.減少指令流水線資源沖突V解析：解析：把指令 Cache與數據Cache分離后，取指和取數分別到不同的Cache中尋找，那么指令流水線中取指部分和取數部分就可以很好地避免沖突，即減少了指令流水線的沖突，選Do.下列命中組合情況中，一次訪存過程中不可能發(fā)生的是 。（分數：2.00）A.TLB未命中，Cache未命中，

9、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 V解析：解析：Cache中存放的是主存的一部分副本，TLB（快表）中存放的是Page（頁表）的一部分副本。在同時具有虛擬頁式存儲器（有TLB）和Cache的系統(tǒng)中，CP3出訪存命令，先查找對應的Cache塊。1）若Cache 命中，則說明所需內容在 Cache內，其所在頁面必然己調入主存，因此Page必然命中，但TLB不一定命中；2）若Cache不命中，并不能說明所需內容未調入主存，和TLB、Page命中與否沒有聯(lián)系。但若 TLB命中，P

10、age也必然命中；而當 Page命中，TLB則未必命中，故 D不可能發(fā)生。 主存、Cacha TLB和Page的關 | OESHT-i系如下圖所示。.假定編譯器將賦值語句x=x+3；轉換為指令add xaddr , 3,其中xaddr是x對應的存儲單元地址。若執(zhí)行該指令的計算機采用頁式虛寸存儲管理方式，并配有相應的TLB,且Cache使用直寫（WriteThrough）方式，則完成該指令功能需要訪問主存的次數至少是 。（分數：2.00）A.0B.1 VC.2 D.3解析：解析：上述指令的執(zhí)行過程可劃分為取數、運算和寫回過程，取數時讀取 xaddr可能不需要訪問主 存而直接訪問Cache,而寫直

11、通方式需要把數據同時寫入Cache和主存，因此至少訪問 1次。.假定主存地址為32位，按字節(jié)編址，主存和 Cache之間采用直接映射方式,主存塊大小為4個字，每字32位，采用回寫（Write Back）方式，則能存放4K字數據的Cache的總容量的位數至少是 。（分數：2.00） A.146kB.147KC.148K VD.158K解析：解析：直接映射的地址結構為:按字節(jié)編址，塊大小為 4X32bit=16B=2 4 B,則“字塊內地址”占4位；“能存放4K字數據的Cache即Cache的存儲容量為4K字（注意單位），則Cache共有1K=210 個Cache行，則Cache字塊標記占10位；

12、則主存字塊標記占 32-10-4=18位。Cache的總容量包括：存儲 容量和標記陣列容量（有效位、標記位、一致性維護位和替換算法控制位）o標記陣列中的有效位和標記位明確說明了采用寫從而每個Cache4K*32 位=128K 位，則采用頁式存儲管理，頁是一定有的，而一致性維護位（臟位）和替換算法控制位的取舍標準是看題眼，題目中， 回法，則一定包含一致性維護位，而關于替換算法的詞眼題目中未提及，所以不予考慮。行標記項包含18+1+1=20位，則標記陣列容量為：2 10*20位=20K位，存儲容量為:總容量為：128K+20K=1483。則對虛擬地址03FF F180H.某計算機主存地址空間大小為

13、256MB按字節(jié)編址。虛擬地址空間大小為4GB,面大小為4KB,TLB（快表）采用全相聯(lián)映射，有4個頁表項，內容如下表所示。進行虛實地址變換的結果是 。（分數：2.00）A.015 3180H7B.003 5180HC.TLB缺失D.缺頁解析：解析：按字節(jié)編址，頁面大小為 4KB,頁內地址共12位。地址空間大小為 4GB虛擬地址共32位, 前20位為頁號。虛擬地址為 03FF F180H,故頁號為03 FFFH,頁內地址為180H。查找頁標記03FFFH所對 應的頁表項，頁框號為 0153H,頁框號與頁內地址拼接即為物理地址 015 3180H。.某計算機有16個通用寄存器，采用32位定長指令

14、字，操作碼字段（含尋址方式位）為8位，Store指令 的源操作數和目的操作數分別采用寄存器直接尋址和基址尋址方式。若基址寄存器可使用任一通用寄存器，且偏移量用補碼表示，則 Store指令中偏移量的取值范圍是 。（分數：2.00）A.-32768 +32767 VB.-32767 +32768C.-65536 +65535D.-65535 +65536解析：解析：采用32位定長指令字，其中操作碼為 8位，兩個地址碼一共占用32-8=24位，而Store指令的源操作數和目的操作數分別采用寄存器直接尋址和基址尋址，機器中共有16個通用寄存器，則尋址一個寄存器需要10g 2 16=4位，源操作數中的寄

15、存器直接尋址用掉4位，而目的操作數采用基址尋址也要指定一個寄存器，同樣用掉 4位，則留給偏移址的位數為 24-4-4=16位，而偏移址用補碼表示，16位補碼的表 示范圍為-32768+32767,選A。二、綜合應用題（總題數：6,分數：30.00）.綜合應用題41-47小題。解析：.假定某計算機的CPU主頻為80MHz CPI為4,平均每條指令訪存1. 5次，主存與Cache之間交換的塊 大小為16B, Cache的命中率為99%,存儲器總線寬帶為 32位。為了提高性能，主存采用4體低位交叉存儲模式，工作時每1/4個存儲周期啟動一個體。若每個體的存儲周期為50ns,則該主存能提供的最大帶寬是多

16、少？（分數：2.00）正確答案：（正確答案：4體交叉存儲模式能提供的最大帶寬為4X4B/ 50ns=320MB/s。）解析：某計算機的主存地址空間大小為256MB按字節(jié)編址。指令Cache和數據Cache分離，均有8個Cache行，每個Cache行大小為64B,數據Cache采用直接映射方式?，F(xiàn)有兩個功能相同的程序 A和B,其偽代碼如下：I B定int類型數據用32位補碼表示，程序編譯時i、j、sum均分配在寄存器中，數組 a按行優(yōu)先方 式存放，其首地址為320（十進制數）。請回答下列問題，要求說明理由或給出計算過程。（分數： 6.00） （1）.若不考慮用于Cache 一致性維護和替換算法的

17、控制位，則數據Cache的總容量為多少？（分數：2.00）正確答案：（正確答案：每個 Cache行對應一個標記項，如下圖所示。 I I不考慮用干Cache 一致性維護和替換算法的控制位。 地址總長度為28位（2 28 =256M）,塊內地址6位（2 6 =64） , Cache塊號3位（2 3 =8）,I故Tag的位數為28-6-3=19位，還需使用一個有效位，故題中數據Cache行的結構如下圖所示。II數據Cache共有8行，因此數據 Cache的總容量為 8X（64+20/ 8）B=532B。）解析：.數組元素a031和a11各自所在的主存塊對應的 Cache行號分別是多少（Cache行號

18、從0開始）？（分數：2.00）數組按正確答案：（正確答案：數組a在主存的存放位置及其與 Cache之間的映射關系如下圖所示。行優(yōu)先方式存放，首地址為320,數組元素占4個字節(jié)。a031所在的主存塊對應的 Cache行號為（320+31 X4）/ 64=6; a11 所在的主存塊對應的 CaChe行號為（320+256X4+1X4）/ 64%8=5。） 解析：.程序A和B的數據訪問命中率各是多少？哪個程序的執(zhí)行時間更短？（分數：2.00）正確答案：（正確答案：數組a的大小為256X256X4B=2 18 B,占用2 18 /64=2 12個主存塊，按行優(yōu)先存放，程序A逐行訪問數組a,共需訪問的次

19、數為 2 16次，未命中次數為2 12次（即每個字塊的第一個數未命中），因此程序A的命中率為（2 16 -2 12 ） /2 16 X 100% =93. 75%。）解析：解析：考查 Cache的組成，主存與 Cache的映射關系，Cache的命中率。某32位計算機，CPU&頻為800MHz Cache命中時的CPI為4, Cache塊大小為32字節(jié)；主存采用8體交叉存儲方式，每個體的存儲字長為32位、存儲周期為40ns；存儲器總線寬度為32位，總線時鐘頻率為200MHz 支持突發(fā)傳送總線事務。每次讀突發(fā)傳送總線事務的過程包括：送首地址和命令、存儲器準備數據、傳送數據。每次突發(fā)傳送 32字節(jié)，

20、傳送地址或32位數據均需要一個總線時鐘周期。請回答下列問題，要求給出理由或計算過程。（分數： 8.00）.CPU和總線的時鐘周期各為多少 ？總線的帶寬（即最大數據傳輸率）為多少？（分數：2.00）正確答案：（正確答案：CPU勺時鐘周期是主頻的倒數，即1/800MHz=1 25nso總線的時鐘周期是總線頻率的倒數，即1/200MHz=5ns 總線寬度為 32位，故總線帶寬為 4BX200MHz=800MB s或4B/5ns=800MB/s。）解析：.Cache缺失時，需要用幾個讀突發(fā)傳送總線事務來完成一個主存塊的讀?。浚ǚ謹担?.00）正確答案：（正確答案：Cache塊大小是32B,因此Cach

21、e缺失時需要一個讀突發(fā)傳送總線事務讀取一個主 存塊。）解析：.存儲器總線完成一次讀突發(fā)傳送總線事務所需的時間是多少？（分數：2.00）正確答案：（正確答案：一次讀突發(fā)傳送總線事務包括一次地址傳送和32B數據傳送：用1個總線時鐘周期傳輸地址；每隔40ns/8=5ns啟動一個體工作（各進行1次存取），第一個體讀數據花費 40ns,之后數據存 取與數據傳輸重疊；用 8個總線時鐘周期傳輸數據。讀突發(fā)傳送總線事務時間：5ns+40ns+8X 5ns=85ns。）解析：.若程序BP執(zhí)行過程中，共執(zhí)行了 100條指令，平均每條指令需進行1.2次訪存，Cache缺失率為5%, 不考慮替換等開銷，則 BP的CP

22、U執(zhí)行時間是多少？（分數：2.00）正確答案：（正確答案：BP的CPIJ執(zhí)行時間包括Cache命中時的指令執(zhí)行時間和Cache缺失時帶來的額外開銷。命中時的指令執(zhí)行時間：100X4X1.25ns=500ns。指令執(zhí)行過程中 Cache缺失時的額外開銷：1. 2X100X 5% x 85ns=510ns=BP的 CPUM亍時間：500ns+51ns=1010ns。）解析： 某計算機存儲器按字節(jié)編址，虛擬 （邏輯）地址空間大小為16MB主存（物理）地址空間大小為1MB,頁面大 小為4KB; Cache采用直接映射方式，共 8行；主存與Cache之間交換的塊大小為 32B。系統(tǒng)運行到某一時刻時，頁表

23、的部分內容和 Cache的部分內容分別如圖（a）、圖（1）所示，圖中頁框號及標記字段的內容為十六進制形式。請回答下列問題:（分數:8.00 )（1）.虛擬地址共有幾位，哪幾位表示虛頁號？物理地址共有幾位，哪幾位表示頁框號（物理頁號）？（分數:2.00 )正確答案：（正確答案：存儲器按字節(jié)編址，虛擬地址空間大小為16MB=224 B,故虛擬地址為24位；頁面大小為4kB=2 12 B,故高12位為虛頁號。主存地址空間大小為 1MB=220 B,故物理地址為 20位；由于頁內 地址為12位，故高8位為頁框號。）解析：由于塊大（2）,使用物理地址訪問Cache時，物理地址應劃分成哪幾個字段 ？要求說

24、明每個字段的位數及在物理地址中 的位置。（分數：2,00）正確答案：（正確答案：由于Cache采用直接映射方式，所以物理地址各字段的劃分如下 小為32B,故字塊內地址占 5位；Cache共8行，故Cache字塊標記占3位；主存字塊標記占 20-5-3=12位。）解析:（3）,虛擬地址001C60H所在的頁面是否在主存中 ？若在主存中，則該虛擬地址對應的物理地址是什么？訪問該地址時是否Cache命中？要求說明理由。（分數：2,00） 正確答案：（正確答案：虛擬地址 001C60H的前12位為虛頁號，即001H,查看001H處的頁表項，其對應 的有效位為1,故虛擬地址001C60H所在的頁面在主存

25、中。頁表 001H處的頁卞I號為04H,與頁內偏移（虛擬 地址后12位）拼接成物理地址為 04C60H物理地址04C60H=0000 0100 1100 0110 0000B ,主存塊只能映射 到Cache的第3行（即第011B行），由于該行的有效位=1,標記（值為105H戶04CH物理地址高 12位），故 不命中。） 解析：（4）,假定為該機配置一個4路組相聯(lián)的TLB共可存放8個頁表項，若其當前內容（十六進制）如圖（c）所示，則此時虛擬地址024BACHW在的頁面是否存在主存中 ？要求說明理由。I （分數：2.00）正確答案：（正確答案：由于TLB采用4路組相聯(lián)，故TLB被分為8/4=2個組

26、，因此虛頁號中高11位為 TLB標記、最低 1 位為 TLB組號。虛擬地址 024BACH=00000010 0100 1011 1010 1100B,虛頁號為 0000 0010 0100B, TLB標記為0000 0010 010B（即012H）, TLB組號為0B,因此，該虛擬地址所對應物理頁面只可能 映射到TLB的第0組。組0中存在有效位=1、標記=012H的項，因此訪問TLB命中，即虛擬地址 024BACH 所在的頁面在主存中。） 解析：解析：考查虛擬存儲器、Cache、TLR某計算機字長為16位，主存地址空間大小為 128KB,按字編址。采用單字長指令格式，指令各字段定義如 曲叼I BlUUj下：1移指令采用相對尋址方式、相對偏移量用補碼表示，尋址方式定義如下：I請回答下列問題：（分數：6,00 ）（1）,該指令系統(tǒng)最多可有多少條指令 ？亥計算機最多有多少個通用寄存器？存儲器地址寄存器（MAR游口存儲器