白中英《計算機組成原理》第5版考研教材真題視頻——才聰學習網

2020-09-03 才聰學習交流



 教材精講[視頻講解]

第1章 計算機系統概論[視頻講解]

學習與考察目標

1．理解單處理器計算機系統中各部件的內部工作原理、組成結構以及相互連接方式，具有完整的計算機系統的整機概念。

2．理解計算機系統層次化結構概念，熟悉硬體與軟體之間的界面，掌握指令集體系結構的基本知識和基本實現方法。

3．能夠綜合運用計算機組成的基本原理和基本方法，對有關計算機硬體系統中的理論和實際問題進行計算、分析，並能對一些基本部件進行簡單設計。

考綱要求

1．計算機發展歷程

2．計算機系統層次結構

（1）計算機硬體的基本組成；

（2）計算機軟體的分類；

（3）計算機的工作過程。

3．計算機的性能指標

吞吐量、響應時間；CPU時鐘周期、主頻、CPI、CPU執行時間；MIPS、MFLOPS

1.1 計算機系統的分類

一、計算機系統的分類

如圖1-1所示。

圖1-1 計算機系統分類圖

二、計算機系統的基本組成

如圖1-2所示。

圖1-2 計算機系統組成圖

三、概述

計算機的分類：

機械計算機

電子模擬計算機：數值由連續的量來表示。

電子數字計算機：計算機中的數值由不連續的數字來表示。

專用機：經濟，有效，快速，適應性差

通用機：適應性強

巨型機 大型機   中型機    小型機   微型機 單片機

低 簡易性  高

高  體積，功耗，性能，價格    低

如圖1-3所示。

圖1-3

數字計算機與模擬計算機的主要區別如表1-1所示。

表1-1 數字計算機與模擬計算機的主要區別

考研真題精選

一、選擇題

1下列關於馮·諾依曼結構計算機基本思想的敘述中，錯誤的是（  ）。[2019年408統考]

A．程序的功能都通過中央處理器執行指令實現

B．指令和數據都用二進位表示，形式上無差別

C．指令按地址訪問，數據都在指令中直接給出

D．程序執行前，指令和數據需預先存放在存儲器中

【答案】C查看答案

【解析】根據馮·諾依曼體系結構的基本思想可知，所有的數據和指令序列都是以二進位形式存放在存儲器中，計算機根據周期來區分指令和數據，因此數據是從存儲器讀取而非在指令中給出，因此C項是錯誤的。

2下列有關處理器時鐘脈衝信號的敘述中，錯誤的是（  ）。[2019年408統考]

A．時鐘脈衝信號由機器脈衝源發出的脈衝信號經整形和分頻後形成

B．時鐘脈衝信號的寬度稱為時鐘周期，時鐘周期的倒數為機器主頻

C．時鐘周期以相鄰狀態單元間組合邏輯電路的最大延遲為基準確定

D．處理器總是在每來一個時鐘脈衝信號時就開始執行一條新的指令

【答案】D查看答案

【解析】計算機完成一條指令的時間稱為指令周期，而一條指令通常是由幾個時鐘周期組成的，因此計算機不可能每來一個時鐘脈衝就執行一個新指令，所以D項是錯誤的。

3某指令功能為R[r2]←R[r1]+M[R[r0]]，其兩個源操作數分別採用寄存器、寄存器間接尋址方式。對於下列給定部件，該指令在取數及執行過程中需要用到的是（  ）。[2019年408統考]

Ⅰ．通用寄存器組（GPRs）

Ⅱ．算術邏輯單元（ALU）

Ⅲ．存儲器（Memory）

Ⅳ．指令解碼器（ID）

A．僅Ⅰ、Ⅱ

B．僅Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

C．僅Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

D．僅Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ

【答案】B查看答案

【解析】一條指令的執行過程為取指令、分析指令、執行指令。題目中的指令用到了寄存器和寄存器間接尋址，因此該指令在取數過程中一定會被使用到，同時寄存器間接尋址在取數階段一定會使用存儲器，最後進行加操作時一定會用到算數邏輯單元，指令解碼器是屬於分析指令階段，在取數和執行指令階段之前，因此該指令在取數及執行過程中需要用到的是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。

4假定一臺計算機採用3通道存儲器總線，配套的內存條型號為DDR3-1333，即內存條所接插的存儲器總線的工作頻率為1333MHz、總線寬度為64位，則存儲器總線的總帶寬大約是（  ）[2019年408統考]

A．10.66GB/s

B．32GB/s

C．64GB/s

D．96GB/s

【答案】B查看答案

【解析】首先總線的寬度為64bit，即8位元組（Byte），則採用三通道的存儲器總線的總帶寬為

8×1333×3=31.992≈32GB/s

5下列關於磁碟存儲器的敘述中，錯誤的是（  ）。[2019年408統考]

A．磁碟的格式化容量比非格式化容量小

B．扇區中包含數據、地址和校驗等信息

C．磁碟存儲器的最小讀寫單位為一個字節

D．磁碟存儲器由磁碟控制器、磁碟驅動器和碟片組成

【答案】C查看答案

【解析】磁碟存儲器可以讀到的最小單位不是字節，而是一個比特（bit），C項是錯誤的。

6某設備以中斷方式與CPU進行數據交換，CPU主頻為1GHz，設備接口中的數據緩衝寄存器為32位，設備的數據傳輸率為50KB/s。若每次中斷開銷（包括中斷響應和中斷處理）為1000個時鐘周期，則CPU用於該設備輸入/輸出的時間佔整個CPU時間的百分比最多是（  ）。[2019年408統考]

A．1.25%

B．2.5%

C．5%

D．12.5%

【答案】A查看答案

【解析】假設該設備一直處於與CPU進行數據交換的狀態，而數據緩衝寄存器為32位，設備的傳輸率為50KB/s，即400000bit/s，則緩存器存滿需要32/400000=8×10-5秒，而每次中斷開銷為1000個時鐘周期，主頻為1GHz，則1000個時鐘周期為1×10-6秒，所以CPU用於設備輸入輸出時間即中斷處理時間為

[1×10-6/(8×10-5)]×100%=1.25%

7馮·諾依曼結構計算機中數據採用二進位編碼表示，其主要原因是（  ）。[2018年408統考]

Ⅰ．二進位的運算規則簡單

Ⅱ．製造兩個穩態的物理器件較容易

Ⅲ．便於用邏輯門電路實現算術運算

A．僅Ⅰ、Ⅱ

B．僅Ⅰ、Ⅲ

C．僅Ⅱ、Ⅲ

D．Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ

【答案】D查看答案

【解析】馮·諾依曼結構計算機中數據採用二進位編碼表示的原因有：①技術實現簡單，即製造兩個穩態的物理器件較容易；②適合邏輯運算，便於用邏輯門電路實現算術運算；③簡化運算規則，提高運算速度。因此Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ都是其採用二進位的原因。

8假定帶符號整數採用補碼表示，若int型變量x和y的機器數分別是FFFF FFDFH和0000 0041H，則x、y的值以及x-y的機器數分別是（  ）。[2018年408統考]

A．x=-65，y=41，x-y的機器數溢出

B．x=-33，y=65，x-y的機器數為FFFF FF9DH

C．x=-33，y=65，x-y的機器數為FFFF FF9EH

D．x=-65，y=41，x-y的機器數為FFFF FF96H


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