计算机组成原理试卷及参考答案

试卷：

一、选择题（每题2分，共20分）

1.下列哪种存储器速度最快？

A.磁盘 B.光盘 C.固态硬盘 D.软盘

2.以下哪个不是CPU的主要功能？

A.控制 B.运算 C.存储 D.输入输出

3.下列哪种指令不是CPU支持的指令？

A.算术指令 B.逻辑指令 C.转移指令 D.图形指令

4.以下哪种总线的带宽最大？

A.系统总线 B.数据总线 C.地址总线 D.扩展总线

5.下列哪种寻址方式可以直接访问内存中的数据？

A.寄存器寻址 B.立即寻址 C.间接寻址 D.直接寻址

6.下列哪种存储器可以随机访问？

A.磁盘 B.光盘 C.固态硬盘 D.随机存储器

7.以下哪种组合逻辑门输出与输入之间存在时序关系？

A.与门 B.或门 C.非门 D.时钟门

8.下列哪种输入输出设备不使用中断？

A.打印机 B.显示器 C.键盘 D.鼠标

9.以下哪种存储器需要定期刷新？

A.静态随机存储器 B.动态随机存储器 C.只读存储器 D.快闪存储器

10.下列哪种指令可以将数据从寄存器传送到内存？

A.存储指令 B.加载指令 C.移动指令 D.比较指令

二、填空题（每题2分，共10分）

1.CPU中的控制器和运算器之间通过________连接。

2.在计算机内部，所有数据都是以________方式表示的。

3.在微型计算机中，________总线用于连接CPU、内存和IO设备。

4.________控制器是指令执行的主要部件。

5.________存储器是可以被CPU直接访问的存储器。

三、简答题（每题10分，共30分）

1.请简要描述CPU的主要组成部分及其功能。

2.请简要介绍计算机硬件中常见的几种存储器，并说明其特点。

3.请简要介绍计算机输入输出的基本原理，并说明中断的作用。

四、计算题（每题20分，共40分）

1.假设一个CPU的时钟频率为2GHz，每个时钟周期可以执行一条指令，每条指令需要占用4个时钟周期。请计算该CPU的每秒执行指令数和每秒执行的MFLOPS。

2.假设一个计算机的主存容量为1GB（1G=102410241024），每个存储单元的大小为4字节。请计算该计算机的主存地址总线和数据总线的位数。

参考答案：

一、选择题

1.C 2.C 3.D 4.A 5.D 6.D 7.D 8.B 9.B 10.A

二、填空题

1.总线 2.二进制 3.系统 4.控制 5.直接寻址

三、简答题

1.CPU的主要组成部分包括控制器、运算器、寄存器和时钟。控制器负责解析指令、控制程序执行流程；运算器负责完成算术和逻辑运算；寄存器用于暂存数据和指令；时钟用于控制CPU的执行节奏。

2.计算机中常见的存储器包括随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、快闪存储器、磁盘和光盘等。其中，RAM可以随机访问、读写速度快，但需要定期刷新；ROM只能读取、不可修改，常用于存储系统程序和数据；快闪存储器是一种非易失性存储器，用于存储操作系统和应用程序等；磁盘和光盘是一种大容量存储设备，用于长期存储数据。

计算机输入输出的基本原理是通过输入输出设备与计算机之间的接口进行数据传输。中断是一种机制，用于在输入输出操作完成后及时通知CPU，并暂停当前程序的执行，以便CPU处理输入输出操作。

四、计算题

1.每秒执行指令数=时钟频率/每条指令占用的时钟周期数=2GHz/4=500MIPS

每秒执行MFLOPS=每秒执行指令数每条指令的浮点运算次数=500MIPS2=1000MFLOPS

2.主存容量为1GB，每个存储单元的大小为4字节，因此主存共有1GB/4B=256M个存储单元。地址总线需要能够寻址这么多存储单元，因此其位数为log2(256M)=28位。数据总线的宽度为4字节，因此其位数为log2(4B)=2位。