计算机学科专业基础2025 真题档案

在 32 位计算机上执行下列 C 语言代码，则 ui 的真值为（ ）。

short si = -32767;
unsigned int ui = si;

A. 2¹⁵+1
B. 2¹⁵
C. 2³²-2¹⁵-1
D. 2³²-2¹⁵+1

已知 float 型变量用 IEEE754 单精度浮点数格式表示。 若 float 型变量 x 的机器数为 4730 0000H；则 x 的值为（）。

A. 0.375×2¹⁴
B. 1.375×2¹⁴
C. 0.375×2¹⁵
D. 1.375×2¹⁵

假设 8 位字长的计算机中，两个带符号整数 x 和 y 的补码表示分别为[x]补=A3H，[y]补 =75H，则通过补码加减运算器得到的 x-y 的值及 OF 标志分别为（）。

A. 24，0
B. 24，1
C. 46，0
D. 46，1

某 32 位计算机按字节编址，采用小端方式存放数据，编译器按边界对齐方式为下列 C 语言结构体数组变量 employee 分配存储空间。

struct record {
    int id;
    char name[10];
    int salary;
} employee[200];

数组 employee 的起始地址为 0000 A0B0H，employee[1].id 的机器数为 1234 5678H，则 56H 的地址是（ ）。

A. 0000 A0C3H
B. 0000 A0C4H
C. 0000 A0C5H
D. 0000 A0C6H

下列选项中，由指令集体系结构（ISA）规定的是（ ）。

A. 是否采用阵列乘法器
B. 是否采用微程序控制器
C. 是否采用定长指令字格式
D. 是否采用单总线数据通路

下列关于 RISC 的叙述中，错误的是（）。

A. 多采用硬连线方式实现控制器
B. 通常采用 Load/Store 型指令设计风格
C. 难以采用流水线数据通路实现微架构
D. 多采用寄存器传递过程调用时的参数

下列关于 CPI 和 CPU 时钟周期的叙述中，错误的是（）。

A. 不同类型指令的 CPI 可能不一样
B. 程序的 CPI 与 Cache 缺失率无关
C. 单周期 CPU 的时钟周期以最耗时指令所用的时间为准
D. 流水线 CPU 的时钟周期以最长流水段所用时间为准

下列关于 CPU 中的数据通路和控制器的叙述中，错误的是（）。

A. 通用寄存器组中应该包含程序计数器
B. 控制器中一定包含指令操作码的译码电路
C. 单周期 CPU 中的控制器比多周期 CPU 中的更简单
D. 流水线 CPU 需解决数据相关和控制相关等冒险问题

某处理器总线采用同步、并行传输方式，每个总线时钟周期传送 4 次数据（quad-pumped 技术）。若该总线的工作频率为 1333 MHz（实际单位是 MT/s，表示每秒传送 1333 M 次），总线宽度为 64 位，则总线带宽约为（ ）。

A. 10.66GB/s
B. 42.66 GB/s
C. 85.31 GB/s
D. 341.25 GB/s

适合采用 DMA 的设备有（ ）。

I. 键盘
II. 网卡
III. 固态硬盘
IV. 针式打印机

A. I、II
B. II、III
C. II、IV
D. III、IV

下列选项中，会触发外部中断请求的事件是（）。

A. DMA 传送结束
B. 总线事务结束
C. 页故障的处理结束
D. 执行断点指令

现有 C 语言程序 P 的部分代码如下。假定运行程序 P 的计算机 M 字长为 32 位，按字节编址；数据 Cache 的数据区大小为 32 KB，采用 8 路组相联映射方式，主存块大小为 64 B，Cache 命中时间为 2 个时钟周期，缺失损失为 200 个时钟周期；采用页式虚拟存储管理方式，页大小为 4 KB；数组 d 的起始虚拟地址为 0180 0020H（VA31～VA0）。

int x, d[2048], i;
...
for (i = 0; i < 2048; i++)
    d[i] = d[i] / x;
...

请回答下列问题：

(1) 主存地址中 Cache 组号字段和块内地址字段分别占几位？虚拟地址中哪些位可作为 Cache 索引？
(2) d[100] 的虚拟地址是多少？d[100] 所在主存块对应的 Cache 组号是多少？
(3) 假设执行 for 语句时对应代码已在 Cache 中，变量 i 和 x 已装入寄存器，数组 d 已调入主存但不在 Cache 中，则 d[0] 在其所在主存块内的偏移量是多少（用十六进制表示）？for 语句执行过程中，访问数组 d 的 Cache 缺失率和数组元素的平均访问时间分别是多少（缺失率百分比保留两位）？
(4) 数组 d 分布在几个页中？若执行 for 语句时对应代码已经在主存，但数组 d 还未调入主存，则执行 for 语句过程中，访问数组 d 所引起的缺页次数是多少？

对于题 43 中的计算机 M 和程序 P，假定 P 的部分机器级代码如下，其中 R0～R4 为通用寄存器，SEXT 表示按符号扩展；M 中补码除法器的逻辑结构如图所示。

...
// x 在 R2 中，i 在 R4 中
// 数组 d 的首地址在 R3 中
mov  R1, (R3 + R4 * 4)    // R1 <- d[i]
scov R1                   // {R0, R1} <- SEXT(R1)
idiv R1, R3               // R1 <- ({R0, R1} / R2)
...

请回答下列问题，并说明理由：

(1) 若执行 idiv 指令的除运算时，d[i]=0x87654321，x=0xFF，则补码除法器中寄存器 R、Q 和 Y 的初始内容分别是什么（用十六进制表示）？图中哪个部件包含计数器？在补码除法器执行过程中，由 ALUop 所控制的 ALU 运算有哪几种？（4 分）
(2) 假设 idiv 指令执行过程中会检测并触发除法异常，则执行 idiv 指令时，哪些情况会发生除法异常（要求给出此时 d[i] 和 x 的十六进制机器数）？发生除法异常时，在异常响应过程中 CPU 需要完成哪些操作？（5 分）