1、计算机专业基础综合历年真题试卷汇编 8 及答案与解析一、单项选择题1-40 小题，每小题 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。1 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2 下列有关总线定时的叙述中，错误的是_。（A）异步通信方式中，全互锁协议最慢（B）异步通信方式中，非互锁协议的可靠性最差（C）同步通信方式中，同步时钟信号可由各设备提供（D）半同步通信方式中，握手信号的采样由同步时钟控制3 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
2、率为 10MHz，则总线带宽是_。（A）10MBs（B） 20MBs（C） 40MBs（D）80MBs4 某同步总线的时钟频率为 100MHz，宽度为 32 位，地址数据线复用，每传输一个地址或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）20ns（B） 40ns（C） 50ns（D）80ns5 某同步总线采用数据线和地址线复用方式，其中地址数据线有 32 根，总线时钟频率为 66MHz，每个时钟周期传送两次数据(上升沿和下降沿各传送一次数据 )，该总线的最大数据传输率(总线带宽)是_。（A）132MBs（B）
3、 264MBs（C） 528MBs（D）1056MBs6 一次总线事务中，主设备只需给出一个首地址，从设备就能从首地址开始的若干连续单元读出或写入多个数据。这种总线事务方式称为_。（A）并行传输（B）串行传输（C）突发传输（D）同步传输7 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-Express8 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插拔（B）可通过级联方式连接多台外设（C）是一种通信总线，
4、连接不同外设（D）同时可传输 2 位数据，数据传输率高9 下列选项中，用于设备和设备控制器(IO 接口 )之间互连的接口标准是_。（A）PCI（B） USB（C） AGP（D）PCI-Expxess10 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16001200，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）245Mbs（B） 979Mbs（C） 1958Mbs（D）7834Mbs11 下列选项中，用于提高 RAID 可靠性的措施有_。磁盘镜像条带化奇偶校验增加 Cache 机制（A）仅、（B）仅 、（C）
5、仅 、和（D）仅、和12 某磁盘的转速为 10000 转份，平均寻道时间是 6ms，磁盘传输速率是20MBs，磁盘控制器延迟为 02ms ，读取一个 4KB 的扇区所需的平均时间约为_。（A）9ms（B） 94ms（C） 12ms（D）124ms12 若磁盘转速为 7200 转分，平均寻道时间为 8ms，每个磁道包含 1000 个扇区，则访问一个扇区的平均存取时间大约是_。（A）81ms（B） 122ms（C） 163ms（D）205ms13 下列选项中，在 IO 总线的数据线上传输的信息包括_。I O 接口中的命令字IO 接口中的状态字中断类型号（A）仅、（B）仅 、（C）仅 、（D）、14
6、 下列有关 IO 接口的叙述中，错误的是_。（A）状态端口和控制端口可以合用同一个寄存器（B） IO 接口中 CPU 可访问的寄存器称为 IO 端口（C）采用独立编址方式时，IO 端口地址和主存地址可能相同（D）采用统一编址方式时，CPU 不能用访存指令访问 IO 端口15 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 IO，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 FO 的时间占整个 CPU 时间的百分比至少是_。（A）002（B） 005（C） 020（D）05
7、016 在采用中断 IO 方式控制打印输出的情况下，CPU 和打印控制接口中的 IO端口之间交换的信息不可能是_。（A）打印字符（B）主存地址（C）设备状态（D）控制命令17 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 0（C）浮点运算下溢（D）访存缺页18 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_。关中断保存通用寄存器的内容形成中断服务程序入口地址并送 PC（A）仅、（B）仅 、（C）仅 、（D）、19 单级中断系统中，中断服务程序内的执行顺序是_。保护现场开中断关中断保存断点中断事件处理恢复现场中断返回（A）（B） （C） （D）20 某计算
8、机有五级中断 L4L 0，中断屏蔽字为 M4M3M2M1M0，M i=1(0i4)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 L4L 0L 2L 1L 3，则L1 的中断处理程序中设置的中断屏蔽字是_ 。（A）11110（B） 01101（C） 00011（D）0101021 若某设备中断请求的响应和处理时间为 100ns，每 400ns 发出一次中断请求，中断响应所允许的最长延迟时间为 50ns，则在该设备持续工作过程中， CPU 用于该设备的 IO 时间占整个 CPU 时间的百分比至少是 _。（A）125（B） 25（C） 375（D）50二、综合应用题41-47 小题，
9、共 70 分。21 某 16 位计算机中，带符号整数用补码表示，数据 Cache 和指令 Cache 分离。表5-1 给出了指令系统中部分指令格式，其中 Rs 和 Rd 表示寄存器，mem 表示存储单元地址，(x)表示寄存器 x 或存储单元 x 的内容。该计算机采用 5 段流水方式执行指令，各流水段分别是取指(IF)、译码牍寄存器(ID)、执行计算有效地址 (EX)、访问存储器(M)和结果写回寄存器 (WB)，流水线采用“按序发射，按序完成” 方式，没有采用转发技术处理数据相关，并且同一寄存器的读和写操作不能在同一个时钟周期内进行。请回答下列问题：22 若 int 型变量 x 的值为-513，
10、存放在寄存器 R1 中，则执行“SHR R1”后，R1 中的内容是多少?(用十六进制表示 )23 若在某个时间段中，有连续的 4 条指令进入流水线，在其执行过程中没有发生任何阻塞，则执行这 4 条指令所需的时钟周期数为多少?24 若高级语言程序中某赋值语句为 x=a+b，x、a 和 b 均为 int 型变量，它们的存储单元地址分别表示为x、a和b。该语句对应的指令序列及其在指令流中的执行过程如下图所示。则这 4 条指令执行过程中 I3 的 ID 段和 I4 的 IF 段被阻塞的原因各是什么?25 若高级语言程序中某赋值语句为 x=x*2+a，x 和 a 均为 unsigned int 类型变量
11、，它们的存储单元地址分别表示为x、a，则执行这条语句至少需要多少个时钟周期?要求模仿上图画出这条语句对应的指令序列及其在流水线中的执行过程示意图。26 某计算机的 CPU 主频为 500MHz，CPI 为 5(即执行每条指令平均需 5 个时钟周期)。假定某外设的数据传输率为 05MBs，采用中断方式与主机进行数据传送，以 32 位为传输单位，对应的中断服务程序包含 18 条指令，中断服务的其他开销相当于 2 条指令的执行时间。请回答下列问题，要求给出计算过程。在中断方式下，CPU 用于该外设 IO 的时间占整个 CPU 时间的百分比是多少?27 某计算机的 CPU 主频为 500MHz，CPI
12、 为 5(即执行每条指令平均需 5 个时钟周期)。假定某外设的数据传输率为 05MBs，采用中断方式与主机进行数据传送，以 32 位为传输单位，对应的中断服务程序包含 18 条指令，中断服务的其他开销相当于 2 条指令的执行时间。当该外设的数据传输率达到 5MBs 时，改用 DMA 方式传送数据。假定每次DMA 传送块大小为 5000B，且 DMA 预处理和后处理的总开销为 500 个时钟周期，则 CPU 用于该外设 IO 的时间占整个 CPU 时间的百分比是多少?(假设 DMA 与CPU 之间没有访存冲突)计算机专业基础综合历年真题试卷汇编 8 答案与解析一、单项选择题1-40 小题，每小题
13、 2 分，共 80 分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。1 【正确答案】 C【试题解析】 在取指令时，指令便是在数据线上传输的。操作数显然在数据线上传输。中断类型号用以指出中断向量的地址，CPU 响应中断请求后，将中断应答信号(INTR)发回到数据总线上，CPU 从数据总线上读取中断类型号后，查找中断向量表，找到相应的中断处理程序入口。而握手(应答)信号属于通信联络控制信号，应在通信总线上传输。【知识模块】 计算机组成原理2 【正确答案】 C【试题解析】 在同步通信方式中，系统采用一个统一的时钟信号，而不是由各设备提供，否则没法实现统一的时钟。【知识模块】 计算机组成
14、原理3 【正确答案】 B【试题解析】 总线带宽是指单位时间内总线上传输数据的位数，通常用每秒钟传送信息的字节数来衡量，单位 Bs。由题意可知，在 1 个总线周期(=2 个时钟周期)内传输了 4 字节信息，时钟周期=110MHz=01s，故总线带宽为4B(20 1s)=4B(0 2l10-6s)=20MBs。【知识模块】 计算机组成原理4 【正确答案】 C【试题解析】 总线频率为 100MHz，则时钟周期为 10ns。总线位宽与存储字长都是 32 位，故每一个时钟周期可传送一个 32 位存储字。猝发式发送可以连续传送地址连续的数据，故总的传送时间为：传送地址 10ns，传送 128 位数据 40
15、ns，共需50ns。【知识模块】 计算机组成原理5 【正确答案】 C【试题解析】 数据线有 32 根，也就是一次可以传送 32bit8=4B 的数据，66MHz 意味着有 66M 个时钟周期，而每个时钟周期传送两次数据，可知总线每秒传送的最大数据量为 66M24B=528MB，所以总线的最大数据传输率为528MBs，选 C。【知识模块】 计算机组成原理6 【正确答案】 C【试题解析】 猝发(突发)传输是在一个总线周期中，可以传输多个存储地址连续的数据，即一次传输一个地址和一批地址连续的数据，并行传输是在传输中有多个数据位同时在设备之间进行的传输，串行传输是指数据的二进制代码在一条物理信道上以位
16、为单位按时间顺序逐位传输的方式，同步传输是指传输过程由统一的时钟控制，选 C。【知识模块】 计算机组成原理7 【正确答案】 D【试题解析】 典型的总线标准有：ISA、EISA 、VESA、PCI、PCI-Express、AGP、USB、RS-232C 等。A 中的 CRT 是纯平显示器；B 中的 CPI 是每条指令的时钟周期数；C 中的 RAM 是半导体随机存储器、MIPS 是每秒执行多少百万条指令数。【知识模块】 计算机组成原理8 【正确答案】 D【试题解析】 USB(通用串行总线)的特点有：即插即用： 热插拔；有很强的连接能力，采用菊花链形式将众多外设连接起来；有很好的可扩充性，一个USB
17、 控制器可扩充高达 127 个外部 USB 设备；高速传输，速度可达480Mbps。所以 A、B、C 都符合 USB 总线的特点。对于 D，USB 是串行总线，不能同时传输 2 位数据。【知识模块】 计算机组成原理9 【正确答案】 B【试题解析】 USB 是一种连接外部设备的 IO 总线标准，属于设备总线，是设备和设备控制器之间的接口。而 PCI、AGP、PCI-E 作为计算机系统的局部总线标准，通常用来连接主存、网卡、视频卡等。【知识模块】 计算机组成原理10 【正确答案】 D【试题解析】 刷新所需带宽=分辨率色深 帧频=1600120024bit85Hz=39168Mbs，显存总带宽的 5
18、0用来刷屏，于是需要的显存总带宽为 39168Mbs05=78336Mbs834Mbs 。【知识模块】 计算机组成原理11 【正确答案】 B【试题解析】 RAID0 方案是无冗余和无校验的磁盘阵列，而 RAID15 方案均是加入了冗余(镜像) 或校验的磁盘阵列。条带化技术就是一种自动地将 IO 的负载均衡到多个物理磁盘上的技术，条带化技术就是将一块连续的数据分成很多小部分并把它们分别存储到不同磁盘上去。这就能使多个进程同时访问数据的多个不同部分而不会造成磁盘冲突，而且在需要对这种数据进行顺序访问的时候可以获得最大程度上的 IO 并行能力，从而获得非常好的性能。故能够提高 RAID 可靠性的措施
19、主要是对磁盘进行镜像处理和奇偶校验，其余选项不符合条件。【知识模块】 计算机组成原理12 【正确答案】 B【试题解析】 磁盘转速是 10000 转分，转一圈的时间为 6ms，因此平均查询扇区的时间为 3ms，平均寻道时间为 6ms，读取 4KB 扇区信息的时间为4KB (20MBs)=02m8，磁盘控制器延迟为 02ms，总时间为3+6+0 2+02=94ms。【知识模块】 计算机组成原理12 【试题解析】 存取时间=寻道时间+ 延迟时间+传输时间。存取一个扇区的平均延迟时间为旋转半周的时间，即为(607200)2=417ms，传输时间为(607200) 100(001ms，因此访问一个扇区的
20、平均存取时间为417+0 01+8=1218ms，保留一位小数则为 122ms。【知识模块】 计算机组成原理13 【正确答案】 D【试题解析】 I0 接口与 CPU 之间的 IO 总线有数据线、控制线和地址线。控制线和地址线都是单向传输的，从 CPU 传送给 IO 接口，而 IO 接口中的命令字、状态字以及中断类型号均是由 IO 接口发往 CPU 的，故只能通过 IO 总线的数据线传输。【知识模块】 计算机组成原理14 【正确答案】 D【试题解析】 采用统一编址时，CPU 访存和访问 IO 端口用的是一样的指令，所以访存指令可以访问 IO 端口，D 选项错误，其他三个选项均为正确陈述，选D。【
21、知识模块】 计算机组成原理15 【正确答案】 C【试题解析】 每秒至少查询 200 次，每次查询至少 500 个时钟周期，总的时钟周期数为 200500=100000，因此 CPU 用于设备 A 的 IO 的时间占 CPU 时间比为10000050M=020。【知识模块】 计算机组成原理16 【正确答案】 B【试题解析】 在程序中断 IO 方式中，CPU 和打印机直接交换，打印字符直接传输到打印机的 IO 端口，不会涉及到主存地址。而 CPU 和打印机通过 IO 端口中状态口和控制口来实现交互。【知识模块】 计算机组成原理17 【正确答案】 A【试题解析】 外部中断指的是 CPU 执行指令以外
22、的事件产生的中断，通常是指来自 CPU 与内存以外的中断。A 中键盘输入属于外部事件，每次键盘输入 CPU都需要执行中断以读入输入数据，所以能引起外部中断。B 中除数为 0 属于异常，也就是内中断，发生在 CPU 内部。C 中浮点运算下溢将按机器零处理，不会产生中断。而 D 访存缺页属于 CPU 执行指令时产生的中断，也不属于外部中断。所以能产生外部中断的只能是输入设备键盘。【知识模块】 计算机组成原理18 【正确答案】 B【试题解析】 在响应外部中断的过程中，中断隐指令完成的操作包括：关中断；保护断点； 引出中断服务程序 (形成中断服务程序入口地址并送 PC)，所以只有、正确。中的保存通用寄
23、存器的内容是在进入中断服务程序后首先进行的操作。【知识模块】 计算机组成原理19 【正确答案】 A【试题解析】 在单级(或单重)中断系统中，不允许中断嵌套。中断处理过程为：关中断；保存断点； 识别中断源；保存现场； 中断事件处理；恢复现场；开中断； 中断返回。其中， 由硬件完成， 由中断服务程序完成，故选 A。【知识模块】 计算机组成原理20 【正确答案】 D【试题解析】 高优先级置 0 表示可被中断，比该中断优先级低(或相等)的置 1 表示不可被中断，L 1 只能屏蔽 L3 和其自身，故 M3 和 M1 置 1，中断屏蔽字M4M3M2M1M0=01010。【知识模块】 计算机组成原理21 【
24、正确答案】 B【试题解析】 每 400ns 发出一次中断请求，而响应和处理时间为 100ns，其中允许的延迟为干扰信息，因为在 50ns 内，无论怎么延迟，每 400ns 还是要花费100ns 处理中断的，所以该设备的 IO 时间占整个 CPU 时间的百分比为100ns400ns=25，选 B。【知识模块】 计算机组成原理二、综合应用题41-47 小题，共 70 分。【知识模块】 计算机组成原理22 【正确答案】 x 的机器码为x 补 =1111 1101 1111 1111B，即指令执行前(R1)=FDFFH，右移 1 位后位 1111 1110 1111 1111B，即指令执行后(R1)=
25、FEFFH。【知识模块】 计算机组成原理23 【正确答案】 每个时钟周期只能有一条指令进入流水线，从第 5 个时钟周期开始，每个时钟周期都会有一条指令执行完毕，故至少需要 4+(5-1)=8 个时钟周期。【知识模块】 计算机组成原理24 【正确答案】 I 3 的 ID 段被阻塞的原因：因为 I3 与 I1 和 I2 都存在数据相关，需等到 I1 和 I2 将结果写回寄存器后，I 3 才能读寄存器内容，所以 I3 的 ID 段被阻塞。I4 的 IF 段被阻塞的原因：因为 I4 的前一条指令 I3 在 ID 段被阻塞，所以 I4 的 IF 段被阻塞。【知识模块】 计算机组成原理25 【正确答案】
26、因 2*x 操作有左移和加法两种实现方法，故 x=x*2+a 对应的指令序列为 I1 LOAD R1，xI2 LOAD R2，aI3 SHL R1或者 ADDR1，R1I4 ADD R1，R2I5 STORE R2，x这 5 条指令在流水线中执行过程如下图所示。故执行 x=x*2+a 语句最少需要 17 个时钟周期。【知识模块】 计算机组成原理26 【正确答案】 中断方式下，CPU 每次用于数据传送的时钟周期数为518+52=100。为达到外设 05MB s 的数据传输率，外设每秒申请的中断次数为05MB4B=125000。1s 内用于中断的开销为 100125000=12500000=125M 个时钟周期。CPU 用于外设 IO 的时间占整个 CPU 时间的百分比为 125M 500M=2 5。【知识模块】 计算机组成原理27 【正确答案】 当外设数据传输率提高到 5MBs 时，改用 DMA 方式传送，每次 DMA 传送 5000B，1s 内需产生的 DMA 次数为 5MB500013=1000。【知识模块】 计算机组成原理
