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标题: 2023 版 13015《计算机系统原理》模拟试卷四-参考答案 [打印本页]
作者: chinasll 时间: 2025-9-29 17:17
标题: 2023 版 13015《计算机系统原理》模拟试卷四-参考答案
2023 版 13015《计算机系统原理》模拟试卷四-参考答案一、单项选择题（每题 2 分，共 30 分）1. 计算机硬件系统中，运算器的核心部件是（ ）
A. 算术逻辑单元（ALU） B. 累加器 C. 数据寄存器 D. 状态寄存器
答案：A。算术逻辑单元（ALU）负责执行各种算术和逻辑运算，是运算器的核心部件；累加器用于暂存运算结果，数据寄存器用于存放操作数，状态寄存器用于保存运算结果的状态信息。
2. 以下关于 ASCII 码的说法，正确的是（ ）
A. ASCII 码是一种汉字编码 B. ASCII 码用 16 位二进制表示一个字符
C. ASCII 码主要用于表示英文字符、数字和一些常用符号 D. ASCII 码是一种图像编码
答案：C。ASCII 码用 7 位二进制表示一个字符，主要用于表示英文字符、数字和一些常用符号，不是汉字编码和图像编码。
3. 计算机系统中，用于存储系统配置信息的是（ ）
A. 硬盘 B. 内存 C. CMOS D. Cache
答案：C。CMOS 是一种可读写的 RAM 芯片，用于存储系统配置信息，如日期、时间、硬盘参数等，计算机开机时会读取这些信息进行初始化设置。
4. 若某计算机的时钟频率为 2GHz，其时钟周期为（ ）
A. 0.5ns B. 1ns C. 2ns D. 4ns
答案：A。时钟周期是时钟频率的倒数，2GHz 即 2×10⁹Hz，其倒数为 1÷(2×10⁹)=0.5×10⁻⁹s = 0.5ns。
5. 以下哪种存储设备的数据存储原理与其他不同（ ）
A. 机械硬盘 B. 固态硬盘 C. 磁带 D. 软盘
答案：B。机械硬盘、磁带、软盘都是利用磁性原理存储数据，而固态硬盘是利用闪存芯片中的电信号来存储数据。
6. 计算机系统中，中断处理的优先级由高到低通常为（ ）
A. 硬件故障中断、外部中断、I/O 中断、程序性中断
B. 硬件故障中断、程序性中断、I/O 中断、外部中断
C. 外部中断、硬件故障中断、I/O 中断、程序性中断
D. 程序性中断、硬件故障中断、I/O 中断、外部中断
答案：A。硬件故障中断通常优先级最高，因为它可能影响计算机的正常运行；外部中断其次；I/O 中断表示 I/O 设备的请求；程序性中断如溢出、除数为零等，优先级相对较低。
7. 以下关于计算机系统性能指标的说法，正确的是（ ）
A. 吞吐率是指计算机在单位时间内执行的指令数
B. 响应时间是指从用户发出请求到系统给出响应的时间
C. 带宽是指内存的存储容量
D. 可靠性是指计算机的运算速度
答案：B。吞吐率是指单位时间内系统处理的任务量；带宽通常指数据传输速率；可靠性是指计算机系统在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力，而不是运算速度。
8. 计算机执行指令时，操作数的来源不包括（ ）
A. 指令本身 B. 寄存器 C. 内存 D. 硬盘
答案：D。操作数可以直接包含在指令中（立即数），也可以来自寄存器或内存。硬盘中的数据需先调入内存才能作为操作数被指令使用。
9. 以下关于计算机系统中 Cache 的说法，错误的是（ ）
A. Cache 的命中率越高，计算机系统性能越好
B. Cache 的容量越大，命中率一定越高
C. Cache 的存在是为了弥补 CPU 和内存之间的速度差距
D. Cache 通常采用高速的 SRAM 芯片实现
答案：B。Cache 命中率与多种因素有关，虽然 Cache 容量增大一般会提高命中率，但不是绝对的，还与程序的访问模式等有关。
10. 计算机系统中，用于实现不同进制数之间转换的部件是（ ）
A. 控制器 B. 运算器 C. 存储器 D. 输入输出设备
答案：B。运算器可以通过特定的算法和逻辑电路实现不同进制数之间的转换，如二进制与十进制、八进制、十六进制之间的转换。
11. 操作系统中，进程从运行状态转换为阻塞状态的原因是（ ）
A. 时间片用完 B. 被调度程序选中 C. 等待某一事件发生 D. 等待的事件发生
答案：C。进程因等待某一事件（如 I/O 操作完成、资源获取等）而无法继续执行时，会从运行状态转换为阻塞状态；时间片用完会使进程从运行状态转换为就绪状态；被调度程序选中是从就绪状态转换为运行状态；等待的事件发生会使进程从阻塞状态转换为就绪状态。
12. 以下关于虚拟内存的实现技术，说法错误的是（ ）
A. 页表是请求分页存储管理中实现地址转换的关键数据结构
B. 段表是请求分段存储管理中实现地址转换的关键数据结构
C. 虚拟内存的实现不需要硬件支持，仅靠操作系统软件即可
D. 缺页中断是请求分页存储管理中，当访问的页面不在内存时产生的中断
答案：C。虚拟内存的实现需要硬件（如地址转换机制、页表寄存器等）和操作系统软件的配合，缺一不可。
13. 计算机系统中，数据总线的宽度与（ ）有关。
A. 内存容量 B. 硬盘容量 C. CPU 的字长 D. 显示器分辨率
答案：C。数据总线的宽度决定了一次能传输的数据位数，通常与 CPU 的字长相同，以便 CPU 能高效地与内存和其他设备进行数据交换。
14. 以下关于计算机系统中 I/O 设备的说法，正确的是（ ）
A. 打印机是输入设备 B. 键盘是输出设备
C. 磁盘既是输入设备又是输出设备 D. 显示器是输入设备
答案：C。打印机和显示器是输出设备，用于输出计算机处理的结果；键盘是输入设备，用于向计算机输入数据和指令；磁盘可以读取数据（输入），也可以写入数据（输出）。
15. 计算机系统中，用于管理计算机硬件资源和软件资源的是（ ）
A. 应用软件 B. 操作系统 C. 数据库管理系统 D. 工具软件
答案：B。操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理计算机的硬件资源（如 CPU、内存、I/O 设备等）和软件资源（如程序、数据等），为其他软件提供运行环境。
二、填空题（每题 2 分，共 20 分）1. 计算机中，二进制数 1011 转换为十进制数是______。
答案：11。计算方法为 1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰ = 8 + 0 + 2 + 1 = 11。
2. 计算机系统中，用于存储当前指令地址的寄存器是______。
答案：程序计数器（PC）
3. 内存中，动态随机存取存储器（DRAM）需要______来保持数据。
答案：定期刷新
4. 计算机系统中，将高级语言源程序翻译为机器语言目标程序的过程称为______。
答案：编译
5. 进程调度算法中，______算法优先调度优先级高的进程。
答案：优先级调度
6. 计算机系统中，数据传输的控制方式中，______方式是由 CPU 通过程序不断查询 I/O 设备的状态，以确定是否可以进行数据传输。
答案：程序查询
7. 磁盘的存储容量由______、磁道数和扇区容量决定。
答案：盘面数
8. 计算机系统中，中断处理过程包括中断请求、中断响应、______和中断返回。
答案：中断处理
9. 存储管理中，为了提高内存利用率，减少内存碎片，常采用______技术。
答案：分页或分段（或虚拟存储）
10. 计算机系统中，用于连接 CPU、内存和各种 I/O 设备的公共通信线路称为______。
答案：总线
三、简答题（每题 10 分，共 30 分）1. 简述计算机系统中控制器的工作原理。
参考答案：控制器是计算机的指挥中心，主要工作原理如下：
首先，控制器从内存中读取指令（2 分），程序计数器（PC）指示要读取的指令地址，每读取一条指令，PC 自动递增指向下一条指令地址（2 分）。然后，对读取的指令进行译码（2 分），分析指令的操作码和操作数地址，确定指令的功能和操作数来源。接着，根据译码结果，控制器产生一系列控制信号（2 分），控制运算器、存储器、I/O 设备等部件协同工作，完成指令的执行（2 分）。在执行过程中，还会根据指令的要求，对程序流程进行控制，如跳转、循环等操作。
2. 说明计算机系统中内存和外存的区别。
参考答案：
• 存储容量：内存容量相对较小，一般为几 GB 到几十 GB；外存容量非常大，如硬盘可达 TB 级别（2 分）。
• 存取速度：内存速度快，能与 CPU 快速进行数据交换；外存速度慢，访问时间长（3 分）。
• 存储特性：内存是易失性存储器，断电后数据丢失；外存是非易失性存储器，断电后数据不丢失（3 分）。
• 作用：内存用于存放正在运行的程序和数据，直接为 CPU 提供服务；外存用于长期存储大量程序和数据，作为内存的后备存储（2 分）。
1. 简述计算机系统中程序中断方式的工作过程。
参考答案：
• 中断请求：当 I/O 设备完成数据传输、发生硬件故障或出现其他需要 CPU 处理的事件时，向 CPU 发出中断请求信号（2 分）。
• 中断响应：CPU 在每条指令执行结束后，检查是否有中断请求。若有，且满足中断响应条件（如中断允许标志位为 1），则暂停当前程序执行，保存当前程序的状态信息（如程序计数器、程序状态字等）到堆栈中（3 分）。
• 中断处理：根据中断向量表找到对应的中断服务程序入口，转去执行中断服务程序，处理中断事件（如读取 I/O 设备的数据、处理硬件故障等）（3 分）。
• 中断返回：中断服务程序执行完毕后，从堆栈中恢复原程序的状态信息，返回原程序继续执行（2 分）。
四、论述题（20 分）论述计算机系统中数据表示与运算的相关知识，包括数据的编码方式、运算类型及运算部件。
参考答案：
1. 数据的编码方式：
◦ 数值型数据：整数常用原码、反码、补码表示。原码最高位为符号位，其余位表示数值大小；反码是正数与原码相同，负数是原码符号位不变，其余位取反；补码是正数与原码相同，负数是反码加 1 ，补码在运算中可简化加减法运算（4 分）。小数常用定点数和浮点数表示，定点数表示小数点位置固定，浮点数表示小数点位置可变，通过阶码和尾数表示数值（3 分）。
◦ 非数值型数据：字符通过 ASCII 码、Unicode 等编码表示，如 ASCII 码用 7 位二进制表示一个字符，用于表示英文字符、数字和常用符号；图像、声音等通过特定的编码算法转换为二进制数据存储和处理（3 分）。
2. 运算类型：
◦ 算术运算：包括加、减、乘、除等基本运算，在计算机中通过加法器等电路实现，利用补码进行加减法运算可简化电路设计（3 分）。
◦ 逻辑运算：如与、或、非、异或等，用于处理逻辑关系，常用于条件判断、数据筛选等（3 分）。
3. 运算部件：运算器是计算机中执行数据运算的部件，核心是算术逻辑单元（ALU） ，它能根据控制信号执行各种算术和逻辑运算。运算器还包括累加器、数据寄存器、状态寄存器等，累加器用于暂存运算结果，数据寄存器用于存放操作数，状态寄存器用于保存运算结果的状态信息，如是否溢出、是否为零等，这些寄存器协同 ALU 完成数据的运算（4 分）。
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