华中科技大学计算机组成原理慕课答案-第六章-中央处理器（一）

单选

1　一定不属于冯•诺依曼机体系结构必要组成部分的是（）（单选）
A. CPU
B. RAM
C. ROM
√D. Cache

计算机中的ROM主要是用来存储一些系统信息，或者启动程序BIOS程序，这些程序都是非常重要的，只可以读一般不能修改，断电也不会消失 。
Cache只是加速用的，可以没有。

2　指令寄存器的位数取决于______。（单选）
√A. 指令字长
B. 机器字长
C. 存储字长
D. 存储器的容量

3　下列寄存器中，对汇编语言程序员不透明的是（ ）（单选）
A. 存储器地址寄存器(MAR)
B. 存储器数据寄存器(MDR)
√C. 条件状态寄存器
D. 程序计数器(PC)

条件状态寄存器需要汇编程序员自己控制，所以是可见的、可操作的、不透明的。

4　PC存放的是下一条指令的地址，故PC的位数与（ ）的位数相同
A. 程序状态字寄存器PSWR
B. 指令寄存器IR
√C. 主存地址寄存器MAR
D. 指令译码器ID

5　某计算机字长32位，在执行指令的顺序寻址时，PC的增量值为（ ）（单选）
√A. 4
B. 1
C. 2
D. 8

一个字节的字长为8。32/8=4。

6　某计算机指令集中包含有RR型运算指令、访存指令Load、Store、分支指令Branch和跳转指令Jump。若采用单周期数据通路实现该指令系统，若指令存储器和数据存储器的时延都是3ns;ALU时延为2ns;寄存器文件读写时延都是1ns。在不考虑多路复用器、控制单元、PC、符号扩展单元和传输线路等延迟的情况下，该计算机时钟周期至少为（ ）。（单选）
A. 8ns
√B. 10ns
C. 9ns
D. 6ns

一个时钟周期内，CPU必须能够完成一个基本操作。

参考：
综上，至少10ns。

7　下列不属于控制器功能的是（ ） （单选）
A. 指令的顺序控制
B. 异常控制
C. 操作控制
√D. 算术与逻辑运算

8　不会影响指令执行流程的是 ( ) （单选）
A. CPU内总线结构
B. 指令的功能
C. 操作数的寻址方式
√D. ALU的进位方式

A. 会影响最大存储容量、指令系统、吞吐量。比如在双总线系统中,CPU对存储总线和系统总线必须有不同的指令系统,这是因为操作码规定了要使用哪一条总线,所以在双总线系统中,访存操作和输入/输出操作各有不同的指令。
另一方面,在单总线系统中,访问主存和1/O传送可使用相同的操作码,或者说使用相同的指令,但它们使用不同的地址。
C. 对比立即数寻址和寄存器寻址，寄存器寻址需要访问寄存器，影响了指令的执行流程。
D. 比如ALU并行进位和串行进位，会影响速度，但是没影响执行流程。

9　以下给出的事件中，无须异常处理程序进行处理的是（ ）。（单选）
A. 存储访问地址越界
B. 除数为0
C. 缺页故障
√D. 访问cache缺失

cache缺失是正常现象。

10　当CPU内部cache发生缺失时，CPU如何处理（ ) (单选)
A. 进行异常处理
B. 进程调度
√C. 等待数据载入
D. 执行其他指令

需要等待数据从主存中读入。

11　冯•诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU依据（ ）来区分它们(单选)
A. 指令和数据的地址形式不同
√B. 指令和数据的访问时间不同
C. 指令和数据的表示形式不同
D. 指令和数据的寻址方式不同

在时间上，取指周期从内存中取出的是指令，而执行周期从内存取出或往内存中写入的是数据，在空间上，从内存中取出指令送控制器，而执行周期从内存从取的数据送运算器、往内存写入的数据也是来自于运算器。

12　在控制器的控制方式中，机器周期内的时钟周期个数可以不相同，这种控制方式属于______。（单选）
A. 联合控制
B. 同步控制
√C. 异步控制
D. 分散控制

同步控制是指任何一条指令或指令中任何一个微操作的执行都是事先确定的，并且都受同一基准时标的时序信号所控制的方式。
异步控制无基准时标信号，微操作的时序是由专门的应答线路控制，即控制单元发出执行某一微操作的控制信号后，等待执行部件完成了该操作后发回“回答”或“结束”信号，再开始新的微操作。
联合控制是同步控制和异步控制相结合的方式，即大多数操作（如CPU内部各操作）在同步时序信号的控制下进行，少数时间难以确定的微操作（如涉及I/O操作）采用异步控制。
参考：https://blog.csdn.net/weixin_40408952/article/details/105636661

13　通常情况下，不包含在中央处理器(CPU)芯片中的部件是（） （单选）
A. 控制器
√B. DRAM
C. 寄存器
D. ALU

多选

1　下列有关控制器各部件功能的描述中，正确的的是（ ） （多选）
√A. 控制单元是其核心部件，用于对指令操作码译码并生成控制信号
√B. PC称为程序计数器，用于存放将要执行的指令的地址
√C. 通过将PC按当前指令长度增量，可实现指令的按序执行
D. IR称为指令寄存器，用来存放当前指令的操作码

IR存放当前指令，指令包括操作码和地址码。

2　下列有关取指令操作部件的叙述中，正确的是（ ）（多选）
√A. 单周期数据通路中PC寄存器写使能信号一直有效
B. 单周期数据通路中数据和指令都存放在同一存储器中
√C. 取指令操作的延时主要由存储器的取数时间决定
√D. 取指令操作可以和下条指令地址的计算操作同时进行

3　下列有关指令周期的叙述中，正确的是（ ）。（多选）
√A. 单周期CPU中的指令周期就是一个时钟周期
B. 乘法指令和加法指令的指令周期总是一样长
√C. 指令周期的第一个阶段一定是取指令阶段
√D. 一个指令周期可由若干个机器周期或时钟周期组成

时钟周期：CPU完成一个最基本的操作的最小时间单位，等于节拍脉冲和震荡周期。
机器周期：CPU周期，从CPU中读出一条指令的最短时间。
指令周期：取指令并执行一条指令所需要的时间。

4　关于程序计数器PC的叙述，正确的是（ ) (多选)
√A. 执行调用指令后，PC的值一定是被调用过程的入口地址
B. 指令顺序执行时，PC的值总是自动加1
√C. 执行无条件转移指令后,其值变成转移目标地址
D. 程序执行过程中其值不会减小

B. 不一定是加1。

5　设PC、AR、IRA、DR、Ri等分别表示CPU中的程序计数器、地址寄存器、指令寄存器中的形式地址字段、数据缓冲寄存器和通用寄存器。从寻址方式的角度考虑，以下可能存在的操作是（ ）（多选）
√A. Ri ← (DR）
√B. DR ← (IRA)
√C. AR ← (Ri）
√D. AR ← (PC)