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1、软考计算机原理自测试题及答案缩印版电子计算机的基本结构冯.诺依曼计算机模型 1、计算机由运算器、存储器、输入/输出设备和控制器组成，并以运算器为中心连接在一起。2、存储器由一组一维排列、线性编址的存储单元组成，每个存储单元的位数是相等且固定的，存储单元按地址访问。3.“程序”是由一条一条的指令有序排列而成，而指令由操作码和地址码两部分组成。操作码规定了该指令的操作类型，地址码指示存储操作数和运算结果的存储单元地址，操作数的数据类型由操作码类规定。 4、指令和数据均采用二进制数表示，并以二进制数形式进行运算 。5、程序（指令）与数据是同等地不加区分地存储在同一个存储器中 。 6、设置“程序计数器
2、PC”来指示下一条将要执行的指令的地址。每执行完一条指令，程序计数器就自动加1，指向下一条指令的存储单元。存储程序的思想计算机的用途和硬件完全分离：硬件结构采用定性逻辑，提供某些固定不变的功能，通过编制不同的程序来满足不同用户对计算机的应用需求。把指令汇总在一起形成一个程序，并将其存储在计算机中。通过逐条指令执行来完成问题的求解。计算机的体系结构指程序员所看到的机器的属性，即机器的概念性结构和功能表现。这些属性主要是指令系统、数据表示、中断系统、寄存器组织等。处理器的基本组成包括：寄存器、运算器和控制器处理器的内部有大量的寄存器：通用寄存器、基址寄存器、变址寄存器、程序计数器、指令寄存器、状态
3、控制字寄存器以及用户透明的MAR、MDR处理器的所有工作都是在控制单元CU的指挥下完成的。处理数据的功能单元叫算术逻辑单元ALU，它的功能是对数据进行各种算术运算或逻辑运算。处理器的工作过程 处理器的主要工作就是周而复始地执行指令，所以它的基本功能包括取指令、分析指令、取数据、处理数据、写回结果。（1）取指令。处理器根据PC给出的主存地址访问主存储器，取出一个标准字长的指令，将其送入处理器内部专门存放当前指令的指令寄存器 IR，然后PC加1。（2）分析指令。处理器将指令寄存器IR中的操作码部分取出送入指令译码器（Decoder）进行译码。根据译码结果判断出指令的功能（即指令将要执行什么操作）、
4、操作数的寻址方式以及操作数的数据类型，形成源操作数或目的操作数的物理地址。（3）取数据。根据源操作数的物理地址访问主存储器，取出源操作数。源操作数将被送入处理器内部的数据寄存器，如累加器ACC。（4）处理数据。处理器将源操作数送入运算器，并根据指令译码结果启动运算器的相应操作对数据进行处理。处理结果存回通用数据寄存器或缓冲寄存器。（5）写回结果。如果指令要求将结果写回寄存器或主存储器，那么处理器将根据目的操作数的地址，将目的操作数写入寄存器或主存储器。机器周期、时钟周期、主存周期、指令周期 处理器每取出并执行一条指令所需的全部时间叫指令周期。 时钟周期是计算机的基准时钟（一个节拍）。 机器周期
5、是所有指令执行过程中的一个基准时间。选取处理器访问一次主存的时间(也称主存周期)作为机器周期。 指令（操作码和操作数） 指令是处理器完成的最小功能单位。所有指令的集合称为指令集。指令也是计算机体系结构中最重要的属性。 指令包括操作码和操作数。 操作码规定了指令所具有的功能。 操作数是指令所要处理的数据。常以数据所在存储单元的地址形式给出。也称 “指令地址码”。 指令格式的特征。 每一条指令的机器码（二进制数的编码具有唯一性）微指令：把在同一CPU周期内并行执行的微操作控制信息，存储在控制存储器里，称为一条微指令（Microinstruction）。它是微命令的组合，微指令存储在控制器中的控制存
6、储器中。一条机器指令对应一个微程序，微程序由若干条微指令序列组成。从指令与微指令，程序与微程序，地址与微地址的一一对应关系来看，前者与内存储器有关，后者与控制存储器有关。寻址方式：l 立即数寻址l 直接寻址l 间接寻址 l 堆栈寻址 l 寄存器寻址 l 寄存器间接寻址 l 基址寻址 l 变址寻址 所谓寻址方式（Addressing）指的是指令按照何种方式寻找或访问到所需的操作数或信息。 寻址方式分为指令寻址和数据寻址。 指令寻址是为了找到下一条指令； 数据寻址是为了找到本条指令所需的操作数。 对于指令寻址：顺序寻址和跳跃寻址。 数据寻址（采用不同寻址方式的目的是缩短指令字长，扩大寻址空间，提高
7、编程灵活性 ） 转移指令和子程序调用的区别 转移指令和子程序的调用都是程序控制类指令，都可以改变程序执行的顺序。 转移指令分条件跳转和无条件跳转。改变程序执行的顺序，改写程序计数器PC的值，跳到另外的地方去执行另一段程序。不需要对程序的断点进行保护，跳转之后，不会回到原来的地方继续执行。子程序调用的时候，首先把当前程序的断点保存到系统堆栈中，（断点处指令的CS：IP）然后由子程序名获得子程序的入口地址，把子程序的入口地址写入PC，从而去执行子程序中的指令。 子程序内部最后的一条指令是子程序的返回指令 RET。 其作用就是从堆栈中恢复断点的值，以便程序能从断点处继续执行。低地址的单元存放低位字节
8、，高地址的单元存放高位字节小端规则低地址的单元存放高位字节，高地址的单元存放低位字节大端规则存储器的主要指标 存储器的容量、访问速度、成本 容量越大越好、访问速度越快越好、成本越低越好！ 存储器的组织形式：存储单元数目存储字长 如210 x 8 该存储器有 10位地址总线，共有1024个存储单元，每个存储单元存储8位。ROM、RAM ROM只读存储器，掉电后信息可以保留。一般用作系统程序存储。 RAM随机存储器，一般用作用户程序存储。主存和辅存 能够被处理器直接访问的存储器称为主存储器； 不能被处理器直接访问的存储器称为辅助存储器。存储器访问的局部性原理 时间局部性是指将要访问的信息就是现在正
9、在访问的信息。空间局部性是指将要用到的信息就在正使用的信息旁边。层次结构的存储系统 计算机存储系统的层次结构中，最重要的两个层次是采用高速缓冲存储器的“Cache-主存”层次，以及基于虚拟存储器的“主存-辅存”层次。引入Cache的目的是为了解决访问主存速度不够快的问题。高度缓存Cache位于CPU和主存储器之间。主存与Cache映射的三种方式： 直接映射、相联映射、组相联映射存储器寻址范围 某处理器字长32位，其存储容量为16MB，若按双字编址，它的寻址范围是多少？ 解： 处理器字长为32位，双字编址，则每个寻址单元存储的二进制数据的位数为64位。 总的存储容量为16MB，则寻址范围为 16
10、MB/64=2M第一部分：-一、填空题： 1、原码一位乘法中，符号位与数值位（分开计算 ），运算结果的符号位等于（相乘两数符号位的异或值）。2、码值80H：若表示真值0，则为（移 ）码；若表示真值128，则为（补 ）码。3、微指令格式分为（水平 ）型微指令和（垂直 ）型微指令，其中，前者的并行操作能力比后者强。4、在多级存储体系中，Cache存储器的主要功能是（匹配CPU和主存之间的速度 ）。5、在下列常用术语后面，写出相应的中文名称：VLSI(超大规模集成电路 ), RISC(精简指令系统计算机 ), DMA(直接存储器存取（访问） ), DRAM(动态随机读写存储器 )。6、为了实现CPU
11、对主存储器的读写访问，它们之间的连线按功能划分应当包括（地址总线 ），（数据总线 ）（读写控制线 ）。7、从计算机系统结构的发展和演变看，近代计算机是以（存储器 ）为中心的系统结构。8、设X= 0.1011，则X补为10101 。9、汉字的输入码，机内码，字形码 是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。10、数控机床是计算机在自动控制 方面的应用，邮局把信件自动分拣是在计算机人工智能 方面的应用。 11、计算机软件一般分为系统软件 和应用软件 两大类。12、RISC的中文含义是精简指令系统计算机 ；CISC的中文含义是复杂指令系统计算机 。13、对动态存储器的刷新有两种方式，它
12、们是集中式刷新和分布式刷新 。14、机器字长16位，表示浮点数时，阶码6位（阶符1位），尾数10位（数符1位），则浮点补码表示时，最大浮点数是（129）231 ，绝对值最小的非0的正数是241 。15、在存储系统的Cache与主存层次结构中，常会发生数据替换问题，此时我们较常使用的替换算法有先进先出算法（FIFO） 和近期最少使用算法（LRU） 等。16、一条指令实际上包括两种信息即操作码 和地址码 。17、按照总线仲裁电路的位置不同，可分为集中式 仲裁和分布式 仲裁。二、单项选择题： 1、寄存器间接寻址方式中，操作数处于（主存）中。2、CPU是指（运算器和控制器）。3、若一台计算机的字长为2
13、个字节，则表明该机器在CPU中能够作为一个整体加以处理的二进制代码为16位。4、在浮点数编码表示中，（基数 ）在机器数中不出现，是隐含的。5、控制器的功能是（从主存取出指令，完成指令操作码译码，并产生有关的操作控制信号，以解释执行该指令。）。6、虚拟存储器可以实现（扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度）。7、32个汉字的机内码需要（64字节）。8、相联存储器是按（内容指定方式）进行寻址的存储器。9、状态寄存器用来存放（算术逻辑运算指令及测试指令的结果状态）。10、在机器数（补码和移码）中，零的表示形式是唯一的。11、计算机的存储器采用分级方式是为了（解决容量、价格、速度三者之间的矛盾）。12、有关Cache的说法正确的是（CPU内外都可以设置Cache）。13、在定点二进制运算中，减法运算一般通过（补码运算的二进制加法器）来实现。14、堆栈常用于（保护程序现场）。15、计算机系统的层次结构从内到外依次为（硬件系统、系统软件、应用软件）。16、一个指令周期通常由（若干个机器周期）组成。17、在计算机系统中，表征系统运行状态的部件是（程
