本课程期末考试涵盖了计算机系统的核心组成部分及其工作原理,包括数据表示、指令系统、中央处理器设计、存储体系结构及输入输出设备等关键知识点。
计算机组成原理是计算机科学的基础领域之一,涵盖了有关计算机硬件各组成部分及其相互作用的知识。以下是对给定试题内容的详细解释:
1. 存储器系统包括用于存储数据与指令的各种组件,如RAM(随机访问存储器)、ROM(只读存储器)和主内存、缓存以及外部储存设备等。选项D全面涵盖了不同层次的存储结构。
2. 在定点小数表示法中,最大正小数值可通过1减去最小非零正值来计算。对于一个32位字长且有1个符号位的情况,其余作为尾数部分的最大值为(1 - 2^(-31)),因此选项B正确。
3. 74181 ALU(算术逻辑单元)是一种早期的四比特ALU装置,能够执行总共十六种不同的算术和逻辑运算。所以C是正确的答案。
4. 存储单元通常指的是可以存储一个机器字的所有元件集合,因此选项B为正确选择。
5. 相联存储器通过内容寻址实现数据访问,意味着它根据数据的内容而不是位置来定位信息。故此题的正确答案应选C。
6. 在变址寻址方式中,操作数的有效地址由形式地址加上位于一个特殊寄存器中的值得到,这对应于选项C所述的情形。
7. CPU周期内可以同时执行的操作称为相容性微操作;而不能并行处理的是相斥性微操作。所以A是正确答案。
8. 计算机采用总线结构有助于减少所需的信息传输线路数量,并提高系统的集成度,因此选择C最为恰当。
9. 具有处理器的设备通常被称为智能化装置,能够独立地进行数据处理和响应输入信号等任务,选项A准确描述了这一特征。
10. 中断系统性能可通过每秒能处理多少次中断请求来衡量。如果一次完整的中断需要X秒时间,并且主程序在Y秒内可以缓冲N个数据,则系统的最大跟踪频率为N(NX+Y),这对应于题目的选项A。
11. 硅谷位于美国加利福尼亚州,是微电子工业的发源地之一,在小型计算机和微处理器制造领域尤其突出。因此C项正确描述了硅谷的地位。
12. 当浮点数采用补码表示时,规格化形式的一个显著特征就是其尾部小数部分的第一位不会为零。所以选项C准确反映了这一特性。
13. 对于一个使用两进制补码的十六比特字长整型数据而言,它的取值范围是从-2^15到2^15 - 1(即从负的32768至正的32767),答案为A选项。
14. 存储容量标记为64K×16位表示有总共64K个地址,每个地址对应的是一个十六比特的数据单元。因此,相应的地址线和数据线分别需要16根线路,正确答案是D选项。
15. 交叉存储器是一种可以同时执行多个独立读写操作的模块化并行结构设计,所以A项准确描述了这种类型内存的特点。
16. 寄存器直接寻址指的是使用寄存器中的值作为指令的操作数。因此C为正确答案。
17. 具有m个阶段流水线处理能力的CPU与具备相同数量独立部件并行工作的处理器相比,两者在吞吐量方面是相等的,所以A选项准确描述了这一关系。
18. 在PCI总线架构中,HOST接口连接着主控CPU和内存,并非直接链接到多个处理器。因此对于该题目的陈述来说选择A项并不正确。
以上是对试题内容的具体解析,涵盖了存储系统、算术逻辑单元(ALU)、寻址方式、总线结构以及中断处理等关键知识点。这些概念构成了计算机硬件设计的基础知识体系,对理解整个计算系统的运作机理至关重要。