计算机系统结构专升本试题详解

计算机系统结构专升本试题详解
一、多选题
1. 在现代计算机中，以下哪项不是属于CPU的功能？
A) 运算逻辑单元（ALU）
B) 控制单元（CU）
C) 主存储器（RAM）
D) 寄存器组
答案：C) 主存储器（RAM）
解析：CPU（Central Processing Unit）是计算机的核心部件，负责
处理计算机中的所有指令。

CPU包括运算逻辑单元（ALU）、控制单
元（CU）、寄存器组等部件，而主存储器并不属于CPU的功能范畴。

2. 下列关于指令周期（Instruction Cycle）和时钟周期（Clock Cycle）的说法中，哪一个是正确的？
A) 指令周期等于时钟周期
B) 指令周期大于时钟周期
C) 指令周期小于时钟周期
D) 指令周期和时钟周期没有直接的联系
答案：B) 指令周期大于时钟周期
解析：指令周期是执行一条指令所需要的所有操作所花费的时间，
包括获取指令、解码指令、执行指令等。

而时钟周期是CPU内部时钟
的一个周期所需要的时间。

由于指令周期中的各个操作可能分解为多
个时钟周期，所以指令周期往往大于时钟周期。

3. 下列关于存储器层次结构的说法中，哪一个是正确的？
A) 高速缓存是存储器层次结构中最小且最快的存储器
B) 主存储器的访问速度比高速缓存快
C) 高速缓存的容量比主存储器大
D) 高速缓存的成本比主存储器高
答案：A) 高速缓存是存储器层次结构中最小且最快的存储器
解析：存储器层次结构是计算机中不同速度和容量的存储器之间的
组织关系。

在存储器层次结构中，高速缓存（Cache）是最接近CPU
的一级缓存，容量较小但速度很快；主存储器（Main Memory）的容量较大，速度相对较慢；而高速缓存的容量比主存储器小，但速度更快。

二、判断题
1. 存储器单元地址是由存储器的存储容量决定的。

答案：错误
解析：存储器单元地址是由存储器的位数决定的，而不是存储容量。

存储器容量是指存储器可以存储的数据量，而存储器位数是指存储器
单元地址的位数。

2. 存储器的访问时间越短，性能越佳。

答案：正确
解析：存储器的访问时间是指从存储器接收到读写指令到指令执行完毕所需要的时间。

访问时间越短，说明存储器的响应速度越快，性能越佳。

三、简答题
1. 请简要说明冯·诺依曼计算机体系结构的特点。

答案：冯·诺依曼计算机体系结构的特点主要包括以下几点：
1) 存储程序：计算机可以按照存储在内存中的程序顺序执行指令，实现灵活的程序控制。

2) 存储器存储程序和数据：程序和数据可以存储在同一块内存中，程序可以按需加载到CPU进行执行。

3) 以二进制形式表示指令和数据：计算机中的指令和数据以二进制的形式表示和存储。

4) 指令和数据可以任意访问：计算机可以随机访问内存中的指令和数据，提供了灵活的读写操作。

5) 顺序执行指令：计算机按照存储在内存中的程序顺序依次执行指令，实现程序的逐条执行。

2. 简述冯·诺依曼瓶颈问题及其解决方法。

答案：冯·诺依曼瓶颈问题是指现代计算机中存储器和处理器之间数据传输速度不匹配导致的性能瓶颈。

解决方法主要包括以下几点：
1) 高速缓存：在CPU和主存储器之间增加高速缓存，提高了数据
访问的效率。

高速缓存可以暂时存储CPU频繁使用的数据，减少对主
存储器的访问次数。

2) 存储器层次结构：通过设计存储器层次结构，将高速缓存和主存
储器结合起来，充分发挥不同存储器的优势，提高整体的存储器性能。

3) 存储器预取技术：通过存储器预取技术，提前将可能使用到的数
据预先加载到高速缓存中，减少了从主存储器读取数据的等待时间。

4) 指令流水线技术：指令流水线技术可以将一条指令的执行分为多
个阶段，并行执行不同的指令，充分利用处理器的资源，提高处理器
的效率。

总结：
本文针对计算机系统结构专升本试题进行了详细的解答。

首先，对
于多选题中的CPU功能、指令周期和存储器层次结构的问题，分别进
行了解析和答案说明。

其次，对于判断题中的存储器单元地址和访问
时间问题，给出了正确的解答和解析。

最后，就简答题中的冯·诺依曼
计算机体系结构的特点和冯·诺依曼瓶颈问题及其解决方法进行了简要
说明。

通过本文的解答，读者可以对计算机系统结构的相关知识有更
深入的理解和掌握。