计算机组成原理-考研试题(硕士研究生入学考试 2010年计算机层次结构)

单项选择（2010年硕士研究生入学考试）

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

A、存储器地址寄存器（MAR）

B、程序计数器（PC）

C、存储器数据寄存器（MDR）

D、指令寄存器（IR）

答案解析

B

【解析】

根据计算机体系结构与透明性的概念，PC对汇编语言程序员是可见的，因为程序员需要依据PC的值计算相对转移的偏移量。

MAR、MDR和IR属于计算机组成的范畴，对汇编语言程序员是透明的，即不可见的。

讨论

计算机组成原理

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

下列存储器中，汇编语言程序员可见的是【】。

计算机层次结构

某计算机处理器主频为50MHz，采用定时查询方式控制设备A的I/O，查询程序运行一次所用的机器周期至少为500个。在设备A工作期间，为了保证数据不丢失。每秒需对其查询至少200次，则CPU用于设备A的I/O的时间占整个CPU时间的百分比至少是【】。

下列关于中断I/O方式和DMA方式比较的论述中，错误的是【】。

某计算机的CPU主频为500MHz，CPI为5（即执行每条指令平均需要5个时钟周期）。假定某外设的数据传输率为0.5MB/s，采用中断方式与主机进行数据传送，以32位为传送单位，对应的中断服务程序包含18条指令，中断服务的其他开销相当于2条指令的执行时间。请回答下列问题，要求写出计算过程。（1）在中断方式下，CPU用于外该设I/O的时间占CPU时间的百分比是多少？（2）当外设的数据传输率达到5MB/s时，改为DMA方式传送数据。假定每次DMA传送块的大小为5000B，且DMA预处理和后处理的总开销为500个时钟周期，则CPU用于该外设I/O的时间占CPU时间的百分比是多少（假设DMA和CPU之间没有访存冲突）？

响应外部中断的过程中，中断隐指令完成的操作，除保护断点外，还包括【】。Ⅰ. 关中断Ⅱ. 保存通用寄存器的内容Ⅲ. 形成中断服务程序入口地址并送PC

中断处理和子程序调用都需要压栈以保护现场，中民处理一定会保存而子程序调用不需要保存其内容的是【】。

某计算机的指令流水线由四个功能段组成。已知指令流经各功能段的时间(忽略各功能段之间的缓存时间) 分别为 90ns、80ns、70ns 和 60ns，则该计算机的CPU时钟周期至少是【】。

下列选项中，能引起外部中断的事件是【】

下列各类存储器中，不采用随机存储方式的是【】。

关于闪存（Flash Memory）的叙述中，错误的是【】。

用若干个2K×4位芯片组成一个8K×8位存储器，则地址0B1FH所在芯片的最小地址是【】。

计算机系统概论

通常，以科学计算为主的计算机，对【】要求较高。

在字长为16位、32位、64位或128位的计算机中，字长为【】位的计算机数据运算精度最高。

【】是计算机进行运算和数据处理的基本信息单位。

通常，用于大量数据处理为主的计算机对【】要求较高。

冯·诺依曼结构的特点是________________。

主频为16MHz的微处理机，平均每条指令的执行时间为两个机器周期，每个机器周期由两个时钟脉冲组成，则存储器为“零等待”时，机器运行速度为______MIPS若两个机器周期有一个访问存储器周期，需要插入两个时钟的等待时间，则机器运行速度为_______MIPS。

某工作站采用时钟频率为15MHz、处理速率为10MIPS的处理机来执行一个已知混合程序。假定每次存储器存取为1周期延迟，试问：① 此计算机的有效CPI是多少?② 假定将处理机的时钟提高到30MHz，但存储器子系统速率不变，这样，每次存储器存取需要两个时钟周期。如果30%的指令每条只需要一次存储器存取，而另外的 5%每条需要两次存储存取，还假定已知混合程序的指令数不变，并与原工作站兼容，试求改进后的处理机性能。

用一台40MHz的处理机执行标准测试程序，它包含的混合指令数和响应所需要的时钟周期为：算术逻辑指令：CPI为1，占比60%高速缓存命中的加载与存储：CPI为2，占比18%转移指令：CPI为4，占比12%调整缓存缺失的存储访问：CPI为8，占比10%。求有效CPI、MIPS速率和程序的执行时间。

假设我们有一个需要运行100秒的标准程序，其中有90秒是CPU时间，剩下的是I/O占用的时间。如果在以后的5年中，CPU 速度每年可以提高 50%且 I/0时间保持不变，那么5年后我们的程序要耗费多少时间。

假定我们正在考虑两种条件转移指令的设计方法，这两种方法如下：CPU A：先通过一条比较指令设置条件码A，再用一条分支指令检测条件码；CPU B：比较操作包含在分支指令中。在两种CPU中，条件转移指令都需要两个时钟周期，所有其他指令都需要一个时钟周期。在CPU A中，全部指令的20%是条件转移指令，因为每次条件转移都需要一次比较，所以比较指令约占所有指令的20%。如果CPU A的时钟频率是 CPU B的1.25倍，问哪一种CPU更快？如果CPU A的时钟频率只是CPU B的1.1倍，结果又是多少？