清华大学2001年计算机组成原理试题

计算机组成原理试题及答案全套第一部分：选择题1.下列关于计算机内存的说法，错误的是：A.内存是计算机的主要存储器件之一B.内存是临时存储器件，供程序运行时使用C.内存容量越大，计算机的性能越强D.内存分为主存和辅存，主存速度较快，但容量相对较小答案：C2.下列关于CPU的说法，错误的是：A.CPU是计算机的核心部件，负责执行指令和控制计算机的运行B.CPU由运算器、控制器和寄存器组成C.CPU的速度越快，计算机的运行速度越快D.CPU的主频越高，计算机的运行速度越慢答案：D3.下列关于指令周期的说法，错误的是：A.指令周期是CPU执行一条指令所需的时间B.指令周期包括取指令、译码、执行、访存四个阶段C.指令周期的长度取决于CPU的主频D.指令周期越短，CPU的执行效率越高答案：D4.下列关于存储器层次结构的说法，错误的是：A.存储器层次结构分为寄存器、高速缓存、主存和辅存B.存储器层次结构越高，存取速度越快，容量越小C.高速缓存是位于CPU和主存之间的高速存储器D.存储器层次结构的设计目标是在速度、容量和成本之间取得平衡答案：B5.下列哪项措施可以提高计算机系统的安全性？A.设置强密码B.定期更新操作系统和应用程序补丁C.安装杀毒软件和防火墙D.以上都是答案：D6.下列关于计算机硬盘的说法，错误的是：A.硬盘是一种磁存储设备，用于长期存储数据B.硬盘的读写速度相对较慢，但容量较大C.硬盘的存储介质是固态闪存芯片D.硬盘采用磁道、扇区和柱面的方式来寻址数据答案：C第二部分：填空题1.计算机系统由________、软件和人员三部分组成。

答案：硬件2.CPU的两个主要功能是执行________和控制计算机的运行。

答案：指令3.存储器层次结构的设计目标是在速度、________和成本之间取得平衡。

答案：容量4.计算机的存储器分为________和辅存两部分。

答案：主存5.操作系统的主要功能包括________管理、文件管理和用户接口等。

《计算机组成原理》习题参考答案习题一一、判断题⒈（√）⒉（√）⒊（√）⒋（×）⒌（×）⒍（×）⒎（√）⒏（×）⒐（√）⒑（√）二、单选题⒈⑴C ⑵B ⒉ C ⒊D 4. B 5. D6. C7. B8. C9. A 10. B三、填空题⒈⑴进行数据变换和算术、逻辑运算⑵为计算机的工作提供统一的时钟，按照程序，不断的取指令、分析指令，把指令中的操作码译码成相应的操作命令，并进行时序分配，变成相应的控制信号，驱动计算机的各部件按照节拍有序地完成程序规定的操作内容⒉⑴系统软件⑵应用软件⑶系统软件⑷控制和管理计算机的所有资源⒊⑴数字⑵模拟⑶处理的是数字量⑷处理的是模拟量⒋⑴字长⑵长⒌⑴计算机的地址总线的根数⑵=2地址总线根数⒍⑴内存储器⑵外存储器⒎计算机系统的运算速度指标，即每秒钟执行多少百万条指令⒏⑴曙光4000A ⑵10万⑶美国、日本）⒐⑴CPU ⑵CPU ⑶主机）⒑⑴机器语言⑵翻译程序）⒒计算机的运算速度与下列因素决定：⑴、⑵、⑶和⑷。

⒓某微处理器的地址总线有16条，则该微处理器所能直接访问的存储空间为⑴字节；若该存储空间的起始地址是0000H，那么最高地址应为⑵。

习题二一、判断题⒈（×）⒉（√）⒊（√）⒋（√）⒌（×）⒍（×）⒎（×）⒏（×）⒐（√）⒑（√）二、单选题⒈D ⒉C ⒊(1) D (2) A (3) C (4)B (5) B (6) A⒋ B ⒌ (1) A (2) D ⒍ (1) C (2) F (3) B (4) C (5) A⒎在计算机中，由于受有限字长的限制，用机器代码表示数时会产生误差，该误差称为(1) ；若取圆周率π=3.…的近似值为π*=3.1416，则它有 (2) 有效数字。

(1) A.相对误差 B.绝对误差 C.截断误差 D.测量误差(2) A.2位 B.3位 C.4位 D.5位⒏ (1) B (2) A (3) D (4)C (5) B⒐ (1) (2) ； (3) (4) (5) 。

计算机组成原理考试题及答案
1.计算机组成原理
计算机组成原理是计算机科学中的基础，它是用来理解、设计与构建
计算机硬件、软件系统及应用软件的基础知识。

它涉及到了计算机的
各个方面，包括硬件系统、操作系统、应用软件、网络系统等，一般
的计算机组成原理涵盖微机系统结构、存储技术、总线结构、指令设
计等内容。

2.计算机组成原理的应用
1）指令集设计：计算机组成原理涉及到指令集的设计，即构建一套机
器指令结构，用来支持某个特定的硬件系统。

这里涉及到了众多的原
理和技术，从MIPS指令语言到RISC，以及如何利用指令实现特定业
务逻辑、改变指令结构而不改变逻辑功能，等等。

2）流水线系统设计：流水线是一种改善机器执行能力的技术，它将指
令流中的每条指令都划分成几个阶段，每个阶段完成指令的单一功能，在流水线中，每个指令的各个部分在相隔的延迟之后不断的输出。

计
算机组成原理包括了流水线的设计技术，以及对流水线受阻的解决方案，如分支指令的处理，缓冲技术的应用，以及如何确定受阻指令的
顺序。

3）存储技术：存储技术也是计算机组成原理的重要组成部分，主要涉及到物理存储设备、逻辑存储布局、缓存技术以及虚拟内存管理等内容，它为数据存储和访问提供了统一的框架，使得计算机的性能有所提高。

3.计算机组成原理的考试题及答案
1）流水线系统中，当受阻指令产生后，采用什么技术进行处理？
A.流水线重排
B.缓冲技术
C.虚拟内存管理
D.分支指令处理
答案：D。

2001年数据结构与程序设计试题内容:一、试给出下列有关并查集(mfsets)的操作序列的运算结果：union(1,2) , union(3,4) , union(3,5) , union(1,7) , union(3,6) , union(8,9) , union(1,8) , union(3,10) , union(3,11) , union(3,12) , union(3,13) , union(14,15) , union(16,0) , u nion(14,16) , union(1,3) , union(1,14)。

（union是合并运算，在以前的书中命名为merge）要求(1) 对于union(i,j)，以i作为j的双亲；（5分）(2) 按i和j为根的树的高度实现union(i,j)，高度大者为高度小者的双亲；（5分）(3) 按i和j为根的树的结点个数实现union(i,j)，结点个数大者为结点个数小者的双亲；（5分）二、设在4地（A,B,C,D）之间架设有6座桥,如图所示:要求从某一地出发,经过每座桥恰巧一次,最后仍回到原地(1) 试就以上图形说明:此问题有解的条件是什么? (5分)(2) 设图中的顶点数为n,试用C或Pascal描述与求解此问题有关的数据结构并编写一个算法,找出满足要求的一条回路. (10分)三、针对以下情况确定非递归的归并排序的运行时间(数据比较次数与移动次数):(1) 输入的n个数据全部有序; (5分)(2) 输入的n个数据全部逆向有序; (5分)(3) 随机地输入n个数据. (5分)四、简单回答有关AVL树的问题.(1) 在有N个结点的AVL树中,为结点增加一个存放结点高度的数据成员,那么每一个结点需要增加多少个字位(bit)? (5分)(2) 若每一个结点中的高度计数器有8bit,那么这样的AVL树可以有多少层?最少有多少个关键码? (5分)五、设一个散列表包含hashSize=13个表项,.其下标从0到12,采用线性探查法解决冲突. 请按以下要求,将下列关键码散列到表中.10 100 32 45 58 126 3 29 200 400 0(1) 散列函数采用除留余数法,用%hashSize(取余运算)将各关键码映像到表中. 请指出每一个产生冲突的关键码可能产生多少次冲突. (7分)(2) 散列函数采用先将关键码各位数字折叠相加, 再用%hashSize将相加的结果映像到表中的办法. 请指出每一个产生冲突的关键码可能产生多少次冲突. (8分)六、设一棵二叉树的结点定义为struct BinTreeNode{ElemType data;BinTreeNode *leftChild, *rightChild;}现采用输入广义表表示建立二叉树. 具体规定如下:(1) 树的根结点作为由子树构成的表的表名放在表的最前面;(2) 每个结点的左子树和右子树用逗号隔开. 若仅有右子树没有左子树, 逗号不能省略.(3) 在整个广义表表示输入的结尾加上一个特殊的符号(例如”#”)表示输入结果.例如,对于如右图所示的二叉树, 其广义表表示为A(B(D,E(G,)),C(,F))A/ \B C/ \ \D E F/G此算法的基本思路是:依次从保存广义表的字符串ls中输入每个字符. 若遇到的是字母(假定以字母作为结点的值), 则表示是结点的值, 应为它建立一个新的结点, 并把该结点作为左子女(当k=1)或有子女(当k= 2)链接到其双亲结点上. 若遇到的是左括号”(“, 则表明子表的开始,将k置为1;若遇到的是右括号”)”,则表明子表结果. 若遇到的是逗号”,”, 则表示以左子女为根的子树处理完毕,应接着处理以右子女为根的子树, 将k置为2.在算法中使用了一个栈s, 在进入子表之前,将根结点指针进栈, 以便括号内的子女链接之用. 在子表处理结束时退栈. 相关的栈操作如下:MakeEmpty(s) 置空栈Push(s,p) 元素p进栈Pop(s) 进栈Top(s) 存取栈顶元素的函数下面给出了建立二叉树的算法, 其中有5个语句缺失. 请阅读此算法并把缺失的语句补上. (每空3分)Void CreateBinTree(BinTreeNode *&BT, char ls){Stack<BinTreeNode*>s; MakeEmpty(s);BT=NULL; //置二叉树BinTreeNode *p;int k;istream ins(ls); //把串ls定义为输入字符串流对象insChar ch;ins>>ch; //从ins顺序读入一个字符While(ch!=”#”){ //逐个字符处理,直到遇到'#'为止Switch(ch){case’(‘: _______(1)_______k=1;break;case’)’: pop(s);break;case’,‘: _______(2)_______break;default: p=new BinTreeNode;_______(3)_______p->leftChild=NULL;p->rightChild=NULL;if(BT==NULL)_______(4)_______else if (k==1) top(s)->leftChild=p;else top(s)->rightChild=p;}_______(5)_______}}七、下面是一个用C编写的快速排序算法. 为了避免最坏情况,取基准记录pivot采用从left,right和mi d=[(left+right)/2]中取中间值, 并交换到right位置的办法. 数组a存放待排序的一组记录, 数据类型为Type, left和right是呆排序子区间的最左端点和最右端点.Void quicksort(Type a&#;,int left,int right){Type temp;If(left<right){Type pivot=median3(a,left,right);Int I=left, j=right-1;For( ; ; ){While(i<j && a[i]<pivot) i++;While(i<j && pivot<a[j]) j--;if(i<j){temp=a[i]; a[j]=a[i]; a[i]=temp;I++; j--;}else break;}if(a[i]>pivot){temp=a[i]: a[i]=a[right]; a[right]=temp;}quicksort(a,left,i-1); //递归排序左子区间quicksort(a,i+1,right); //递归排序右子区间}}(1) 用C 或Pascal 实现三者取中子程序 median3(a,left,right); (5分)(2) 改写 quicksort 算法, 不用栈消去第二个递归调用 quicksort(a,i+1,right); (5分)(3) 继续改写 quicksort 算法, 用栈消去剩下的递归调用. (5分)编译原理及操作系统试题内容:编译原理部分1.(5%) 给出下述NFA M 的五元组表示, 并将其确定化2 (5%) 构造一个不具有ε-转移的NFA M ’ , 使得L(M ’)=L(M)3 (10%) 证明文法G[A]是LR(1)文法.G[A]: A->BA|εB->aB|b4 (5%) 证明合并不存在冲突(移进/归约、归约/归约)的LR(1)项目集的同心集不会产生新的移进/归约冲突.5.(5%) 对目标代码运行时的存储空间采用基于过程活动记录的栈式分配方案, 举例说明象PASCAL 这样的语言如何实现对非局部变量的访问.6(15%) 文法G[R]: R->R+R | R ·R | R*| (R) | a | b | ε(1)证明文法G[R] 生成字母表Σ={a, b} 上的所有正规表达式(用+代替”|”, 连接符·没有省略)(2)证明此文法是二义的(3)根据正规式的三个运算符(+,·, *) (或, 连接, 闭包) 的优先性和结合性约定重新构造一个等价的LL(1) 文法7(5%) 找出下列流图中的回边和回边组成的循环.编译中利用流图完成什么工作?操作系统部分一、名次解释（10分）多道程序、多重处理、进程、线程、虚存二、画出NT操作系统的线程状态转移图（10分）三、UNIX系统与Linux系统等中都提供pipe文件功能，简述pipe() 的工作原理。

习题和解析第一部分《计算机原理组成》中各章习题的解析及补充题的解析。

第1章计算机系统概论1．1习题解析一、选择题1．在下列四句话中，最能准确反映计算机主要功能的是。

A．计算机可以存储大量信息B．计算机能代替人的脑力劳动C．计算机是一种信息处理机D．计算机可实现高速运算解：答案为C。

2．1946年2月，在美国诞生了世界上第一台电子数字计算机，它的名字叫（1），1949年研制成功的世界上第一台存储程序式的计算机称为（2）。

（1）A．EDV AC B．EDSAC C．ENIAC D．UNIVAC-Ⅰ（2）A．EDV AC B．EDSAC C．ENIAC D．UNIVAC-Ⅰ解：答案为⑴ C，⑵A。

3．计算机硬件能直接执行的只能是。

A．符号语言 B．机器语言C．汇编语言 D．机器语言和汇编语言解：答案为B。

4．运算器的核心部件是。

A．数据总线 B．数据选择器 C．累加寄存器 D．算术逻辑运算部件解：答案为D。

5．存储器主要用来。

A．存放程序 B．存放数据 C．存放微程序 D．存放程序和数据解：答案为D。

6．目前我们所说的个人台式商用机属于。

A．巨型机 B．中型机C．小型机 D．微型机解：答案为D。

7．至今为止，计算机中所含所有信息仍以二进制方式表示，其原因是。

A．节约元件 B．运算速度快C．物理器件性能决定 D．信息处理方便解：答案为C。

8．对计算机软、硬件资源进行管理，是的功能。

A．操作系统 B．数据库管理系统C．语言处理程序 D．用户程序解：答案为A。

9．企事业单位用计算机计算、管理职工工资，这属于计算机的应用领域。

A．科学计算 B．数据处理C．过程控制 D．辅助设计解：答案为B。

10．微型计算机的发展以技术为标志。

A．操作系统 B．微处理器C．硬盘 D．软件解：答案为B。

二、填空题1．操作系统是一种（1），用于（2），是（3）的接口。

（1）A．系统程序 B．应用程序 C．用户程序 D．中间件（2）A．编码转换 B．操作计算机 C．管理和控制计算机的资源D．把高级语言程序翻译成机器语言程序（3）A．软件与硬件 B．主机与外设 C．用户与计算机 D．高级语言与机器语言机解：答案为⑴A⑵ C ⑶ C。

一.选择题（每空1分，共20分）1．将有关数据加以分类、统计、分析，以取得有利用价值的信息，我们称其为_____。

A. 数值计算B. 辅助设计C. 数据处理D. 实时控制2．目前的计算机，从原理上讲______。

A.指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放B.指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放C.指令和数据都以二进制形式存放D.指令和数据都以十进制形式存放3.根据国标规定，每个汉字在计算机内占用______存储。

A.一个字节B.二个字节C.三个字节D.四个字节4.下列数中最小的数为______。

A.（101001）2B.（52）8C.（2B）16D.（44）105.存储器是计算机系统的记忆设备，主要用于______。

A.存放程序B.存放软件C.存放微程序D.存放程序和数据6.设X= —0.1011，则[X]补为______。

A.1.1011B.1.0100C.1.0101D.1.10017. 下列数中最大的数是______。

A.（10010101）2B.（227）8C.（96）16D.（143）108.计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有“存储程序”的概念，最早提出这种概念的是______。

A.巴贝奇B.冯. 诺依曼C.帕斯卡D.贝尔9.在CPU中，跟踪后继指令地指的寄存器是______。

A.指令寄存器B.程序计数器C.地址寄存器D.状态条件寄存器10. Pentium-3是一种__A____。

A.64位处理器B.16位处理器C.准16位处理器D.32位处理器11. 三种集中式总线控制中，_A_____方式对电路故障最敏感。

A.链式查询B.计数器定时查询C.独立请求12. 外存储器与内存储器相比，外存储器____B__。

A.速度快，容量大，成本高B.速度慢，容量大，成本低C.速度快，容量小，成本高D.速度慢，容量大，成本高13. 一个256KB的存储器，其地址线和数据线总和为__C____。

2001年清华大学计算机原理考研试题试题内容：一、（10分）某RISC处理机各类指令使用频率和理想CPI（指令和数据访问Cache命中率为100％时的CPI）如下表所示。

而实际测得的指令访问Cache缺失率（miss rate）为5％，数据访问的Cache缺失率为10％，Cache的缺失损失（miss penalty）为40个时钟周期。

该机器在无Cache缺失（理想情况）时的CPI是多少？（3分）该机器在无Cache缺失（理想情况）时的速度比有Cache缺失时快多少倍？（7分）指令类型使用频率CPI idealALU操作43％ 1Loads 21％ 2Stores 12％ 2Branches 24％ 2二、（13分）一台模型机共有7条指令，主频25MHz，各指令的使用频率与CPI如下表所示。

该模型机有8位和16位两种指令字长，采用2-4扩展操作码。

8位字长指令为寄存器（R－R）二地址类型，16位字长指令为寄存器－存储器（R－M）二地址变址寻址类型（-128<=变址范围<=127）。

指令（字长）使用频度f CPII1（8位）35% 1I2（8位）25% 2I3（8位）20% 2I4（16位）10% 2I5（16位）5% 1I6（16位）3% 2I7（16位）2% 2计算该机的MIPS速率。

（4分）计算操作码的平均码长。

（3分）该机允许使用多少个可编址的通用寄存器，多少变址寄存器？（3分）设计该机的两种指令格式，标出各字段位数并给出操作编码。

（3分）三、（12分）假设在一个采用组织相联映像方式的Cache中，主存有B0～B7共8块组成，Cache有C0～C3共4块，组内块数为2块。

每块的大小为32个字节，采用FIFO块替换算法。

在一个程序执行过程中依次访问块地址流如下：B1，B4，B6，B3，B0，B4，B6，B2，B4，B5写出主存地址的格式，并标出各字段的长度（3分）写出Cache地址的格式，并标出各字段的长度（3分）画出主存与Cache之间各个块的映像对应关系（3分）列出程序执行过程中Cache的块地址流分布情况。

计算机组成原理试题及答案一、填空（12分）1.某浮点数基值为2，阶符1位，阶码3位，数符1位，尾数7位，阶码和尾数均用补码表示，尾数采用规格化形式，用十进制数写出它所能表示的最大正数，非0最小正数，最大负数，最小负数。

2.变址寻址和基址寻址的区别是：在基址寻址中，基址寄存器提供，指令提供；而在变址寻址中，变址寄存器提供，指令提供。

3.影响流水线性能的因素主要反映在和两个方面。

4.设机器数字长为16位（含1位符号位）。

若1次移位需10ns，一次加法需10ns，则补码除法需时间，补码BOOTH算法最多需要时间。

5.CPU从主存取出一条指令并执行该指令的时间叫，它通常包含若干个，而后者又包含若干个。

组成多级时序系统。

二、名词解释(8分)1.微程序控制2.存储器带宽3.RISC4.中断隐指令及功能三、简答（18分）1. 完整的总线传输周期包括哪几个阶段？简要叙述每个阶段的工作。

2. 设主存容量为1MB，Cache容量为16KB，每字块有16个字，每字32位。

(1)若Cache采用直接相联映像，求出主存地址字段中各段的位数。

(2)若Cache采用四路组相联映像，求出主存地址字段中各段的位数。

3. 某机有五个中断源，按中断响应的优先顺序由高到低为L0,L1,L2,L3,L4，现要求优先顺序改为L3,L2,L4,L0,L1，写出各中断源的屏蔽字。

4. 某机主存容量为4M ×16位，且存储字长等于指令字长，若该机的指令系统具备120种操作。

操作码位数固定，且具有直接、间接、立即、相对四种寻址方式。

（1）画出一地址指令格式并指出各字段的作用； （2）该指令直接寻址的最大范围； （3）一次间址的寻址范围； （4）相对寻址的寻址范围。

四、（6分）设阶码取3位，尾数取6位（均不包括符号位），按浮点补码运算规则计算 [25169⨯] + [24)1611(-⨯]五、画出DMA 方式接口电路的基本组成框图，并说明其工作过程（以输入设备为例）。

题号一二三四共计分数阅卷人一、单项选择题（每题 2分，共 30分）1 冯. 诺依曼计算机构造的核心思想是：_____ 。

A 二进制运算B有储存信息的功能 C 运算速度快 D 储存程序控制2 计算机硬件能够直接履行的只有_____。

A机器语言B汇编语言 C 机器语言和汇编语言 D 各样高级语言3 零的原码能够用哪个代码来表示：_____ 。

A 11111111B 10000000C 01111111D 11000004 某数在计算机顶用 8421码表示为0111 1000 1001，其真值为_____。

A 789B 789HC 19295当前在小型和微型计算机里最广泛采纳的字符编码是_____。

A BCD 码B 十六进制代码C AS CⅠⅠ码D海明码6当 -1 ＜ x＜0时，【x】原= ：______。

A 1-xB xC2+xD(2-2 -n ) - ︱x ︳7 履行一条一地点的加法指令需要接见主存______次。

A1 B 2 C 3D48 在寄存器间接寻址中，操作数应在______中。

A 寄存器B 货仓栈顶C 累加器D 主存单元9 在串行进位的并行加法器中，影响加法器运算速度的重点要素是：______。

A 门电路的级延缓B 元器件速度C 进位传达延缓D 各位加法器速度的不同10 运算器虽由很多零件构成，但核心零件是______。

A 算术逻辑运算单元B 多路开关C 数据总线D 累加寄存器11 在浮点数编码表示中______在机器中不出现，是隐含的。

A.阶码B.符号C尾数D基数12 以下对于 RISC的表达中，错误的选项是：______。

A RISC 广泛采纳微程序控制器B RISC 大部分指令在一个时钟周期内达成C RISC 的内部通用寄存器数目相对CISC少D RISC 的指令数、寻址方式和指令格式种类相对CISC少13计算机主频的周期是指______。

A 指令周期B时钟周期 C CPU 周期 D 存取周期14 冯. 诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式寄存在储存器中，CPU 划分它们的依照是______。