《计算机组成原理》模拟试题及答案解析

"这是一份2006级《计算机组成原理》的考试试卷及答案，包含填空题、选择题，涉及计算机硬件基础、CPU结构、存储系统、寻址方式、中断处理、I/O接口等多个方面的知识。" 本文将详细阐述试卷中提及的计算机组成原理相关知识点。 首先，CPU是计算机的核心部分，由控制器和运算器组成，它们共同负责执行指令和处理数据。而主机则包括CPU以及内存，是计算机系统的主要硬件部分。 CACHE作为高速缓存，其作用在于减少CPU访问主存的时间，提高系统性能。CACHE与内存之间的地址映射方式有直接映射、全相联映射和组相联映射三种。直接映射是最简单的方式，全相联映射允许任何主存块映射到任何缓存块，而组相联映射则是这两者的折中。 在计算机内部，汉字信息通常以机内码（如GBK或UTF-8编码）形式存储和处理，输出时则转化为字形码，用于显示或打印汉字。数据寻址方式包括立即数寻址、直接寻址和寄存器间接寻址等。立即数寻址中，操作数直接包含在指令中，执行时只需要访问内存一次；而寄存器间接寻址需要通过寄存器来获取内存地址，因此执行时可能需要多次访问内存。 CPU的主要功能包括指令控制、操作控制、时间控制和数据处理。在流水线CPU设计中，主要问题有数据相关（前向传播和后向传播）、控制相关（分支预测和异常处理），通过预取、暂停和恢复等技术来解决这些问题，确保指令执行的连续性和效率。 微程序控制器中，微指令由操作字段和控制字段组成，P字段通常用于指示下一条微指令的地址，一条机器指令可能由多条微指令序列执行。I/O接口根据数据传输宽度可分为串行和并行两类。 中断处理是CPU响应外部事件的一种机制，中断发生时，需要保存现场，即保存程序计数器（PC）和状态寄存器（PSW）的内容，这些信息通常保存在内存的特定区域或者CPU内部的寄存器中。字符显示器的字库存储点阵字形，VRAM（视频随机访问存储器）则用于存放屏幕显示的像素数据。 选择题部分涉及到的定点8位字长的表示范围是-128到127（A选项），双端口存储器采用两套独立的读写电路以实现高速读写（B选项），EPROM是可编程的只读存储器（C选项），32位字长的4MB存储容量若用半字编址，寻址范围是2M（C选项），CPU增加Cache是为了解决速度匹配问题（C选项），寻址方式速度由快至慢是：立即、直接、间接（C选项），CPU主要包括控制器、运算器和cache（B选项），而关于[X]补的题目，当XI为1且X2X3X4至少有一个为1时，X>-1/2成立（A选项）。 中断请求可能出现的时刻包括CPU执行完一条指令后、在指令执行期间，但不包括在执行敏感指令（如写内存、执行中断禁止指令）期间。中断处理过程通常包括中断屏蔽、保存现场、执行中断服务程序和恢复现场等步骤。