计算机组成期末试题——选择题解析

"本科计算机组成091001期末试题（A卷）" 这篇期末试题涵盖了计算机组成的基础知识，涉及计算机系统结构、软件分类、数值表示、存储系统、CPU设计、微程序控制以及总线仲裁等多个方面。下面将详细阐述这些知识点： 1. 计算机系统结构：题目指出，从器件角度看，计算机经历了四代变化，但系统结构上，大多数计算机仍然属于冯·诺依曼（B）型，这是指基于冯·诺依曼架构的计算机，其中数据和指令共享同一存储器，具有输入、输出、控制、存储和算术逻辑单元等基本组成部分。 2. 系统软件定义：系统软件包括操作系统（A）、数据库管理系统（B）和语言处理程序（D），而游戏软件（C）通常被视为应用软件，不属于系统软件范畴。 3. 机器数表示：在补码（B）中，零的表示形式是唯一的，正数和负数都有各自的唯一表示，且补码能够方便地进行加减运算，避免溢出问题。 4. 存储器地址线与数据线计算：计算机字长为32位，存储容量为16M×32位，其中16M代表地址空间。地址线的数量决定了可以寻址的存储单元数，这里为2^24=16M，所以地址线至少需要24条。数据线为32位，因此总和为24+32=56（D）。 5. Cache的作用：在多级存储体系中，Cache用于解决主存（D）与CPU速度不匹配的问题，它提供了一种高速缓冲，存储最近频繁访问的数据，以减少CPU等待数据的时间。 6. 寄存器寻址：使用寄存器中的值作为操作数的寻址方式称为寄存器直接（C）寻址，它通常用于提高指令执行速度。 7. CPU组件：当代CPU通常包含控制器（B）、运算器和cache，这些是CPU的核心部分，负责指令的解码、执行和数据处理。 8. 微程序控制器：在微程序控制器中，每一条机器指令由一段用微指令编成的微程序来解释执行（B），这样可以简化硬件设计，提高灵活性。 9. 流水线CPU：流水线CPU利用时间重叠（D）实现快速执行，它不是特定于RISC或多媒体CPU，而是时间并行技术的一种实现。 10. 总线仲裁：独立请求（B）方式响应时间最快，因为它允许每个设备独立地发送请求；而菊花链（A）方式对电路故障最敏感，因为一个设备的故障可能会阻塞整个链。 填空题部分未给出答案，但可以推测涉及的内容可能包括： 1. 运算器速度提升技术，如超前进位和快速乘除法。 2. 指令寻址方式，如立即寻址和直接寻址。 3. SRAM和DRAM的工作原理，SRAM依靠静态保持电荷来存储，DRAM则需定期刷新以保持信息。 4. 存储器层次结构的访问速度，通常为CPU内部寄存器→Cache→主存→磁盘→磁带。 以上是对试题中涉及知识点的详细解析，这些知识对于理解和操作计算机系统至关重要。