郑州大学计算机组成原理试卷A版.pdf

简介：
该文档为郑州大学计算机专业《计算机组成原理》课程的试卷A版，包含了考试题目和要求，适用于学生复习与自测使用。 计算机组成原理是计算机科学与技术的基础课程之一，主要研究计算机硬件系统的构造及其工作原理。该学科涵盖了多个关键概念：包括但不限于计算机的结构、数据表示方法、运算器的设计、存储系统架构、指令集体系设计以及输入/输出(I/O)接口和中断机制等。 1. **完整计算机系统组成**： 计算机由硬件与软件两大部分构成，其中硬件部分包含中央处理器(CPU)，内存（RAM）及其他外部设备；而软件则包括操作系统及各类应用软件。 2. **定点数表示法**： 定点整数在16位字长中采用二进制补码形式时，最大正数值为\(2^{15}-1\)，最小负数值为\(-2^{15}\)。题中的选项D准确描述了这一范围。 3. **IEEE754浮点标准**： 依据该标准定义的浮点数存储格式包括符号位、指数部分和尾数部分。对于一个32比特长度的浮点数值，其具体布局为1个符号位+8个阶码位+23个有效数字位，最大规格化正实数可以表示成\( (1 - 2^{-23}) \times 2^{(127-1)}\)的形式。选项C正确指出了这一点。 4. **存储器组织**： 使用静态RAM芯片构建的扩展内存系统中，8K×8位的RAM组件可被用来构造一个容量为32K×16位的大规模存储体，这需要使用8片这样的模块来实现。这是因为为了达到所需的字长，必须将每一片的数据宽度加倍，并且总容量要增加4倍。 5. **高速缓存（Cache）的功能**： Cache通过提供一个快速访问区域解决了CPU和主内存之间速度差异的问题，从而提升了系统的整体性能。 6. **EEPROM存储器特性**： EEPROM是电可擦除的只读存储设备，在电子装置中可以被多次编程与读取。它常用于保存配置数据或用户信息等用途。 7. **虚拟内存机制**： 虚拟内存技术利用操作系统提供的地址映射功能，将物理RAM和硬盘空间整合起来使用，使得程序运行时能够访问比实际的物理内存更大的地址范围。 8. **寻址方式分类** 直接寻址：指令直接给出操作数所在位置； 立即寻址：数值作为指令的一部分出现； 隐含寻址：通过特定规则确定操作数地址； 间接寻址：使用存储器中的值来定位实际的操作数。 9. **CPU组件介绍** 当代处理器主要包括控制器、高速缓存（Cache）和算术逻辑单元(ALU)等关键部分。 10.**程序计数器(PC)**： 程序计数器用于保存下一条即将执行指令的地址，协助追踪代码流。 11. **统一编址策略** 在某些架构中，I/O设备和主存储空间共享同一套地址体系。例如在双总线系统内就不需要专门设计用于处理外部接口任务的特殊命令。 12.**磁盘传输速率计算** 计算器硬盘的数据传输率通常依据扇区大小、转速及每个旋转周期内的扇区数量来确定，题目中的答案应为每秒240KB。 13. **外围设备类型划分** 外围装置包括所有输入/输出(I/O)设备、外部存储介质和远程通讯工具等。 14.**读取速度比较** SRAM的读出速率通常高于DRAM，闪存以及EPROM，在传输同样数量的数据时尤其明显。 15. **微程序存放位置** 为了保证长期不变性，微代码通常被保存在只读存储器(ROM)内。 16.**DMA交替访问方法** 当I/O设备的请求周期短于内存存取时间时，可以利用直接内存访问(DMA)技术来实现更高效的资源分配。 17.**CRT屏幕刷新机制** 根据分辨率和颜色深度的不同，用于刷新CRT显示器的画面缓冲器需要不同的字节宽度。例如对于256色显示模式而言，每个像素点占用8比特空间。 18. **I/O组织方式特点** 在中断驱动的环境中，数据传输完全由CPU通过执行特定程序来控制。 19.**中断响应优先级调整机制** 通常可以通过设置中断屏蔽位的方式来改变不同类型的外部事件被处理时的顺序和级别。 20.**低速I/O通道选择原则** 对于那些速率较低的数据源或接收器，使用字