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2026年04月高等教育自学考试《13015计算机系统原理》试题

13015计算机系统原理 / 历年真题　共 30 题　更新于 2026-09-27

一、单选题

下列每小题的选项中，只有一项是最符合题意的正确答案，多选、错选或不选均不得分。

1.
属于计算机I/O设备的是
  • A.CPU
  • B.算术逻辑部件
  • C.内存
  • D.显示器

参考答案D

解析I/O设备即输入输出设备，用于计算机与外界进行信息交互。A选项CPU是计算机的核心处理器；B选项算术逻辑部件是CPU的一部分；C选项内存用于暂时存储数据。而D选项显示器是将计算机处理结果输出显示的设备，属于I/O设备。答案：D
2.
CPU中用来进行算术逻辑运算的部件是
  • A.ALU
  • B.加法器
  • C.移位器
  • D.多路选择器

参考答案A

解析ALU即算术逻辑单元，是CPU中进行算术逻辑运算的部件。加法器只是进行加法运算，移位器用于移位操作，多路选择器用于数据选择，它们都不能全面代表进行算术逻辑运算的部件。答案：A
3.
十进制192对应的二进制是
  • A.10100000B
  • B.11000000B
  • C.11100000B
  • D.11010000B

参考答案B

解析将十进制数192转换为二进制，用除2取余法，192÷2 = 96余0，96÷2 = 48余0，48÷2 = 24余0，24÷2 = 12余0，12÷2 = 6余0，6÷2 = 3余0，3÷2 = 1余1，1÷2 = 0余1，从下往上取余数得11000000B。答案：B
4.
目前计算机中使用最广泛的西文字符集及其编码是
  • A.ASCII码
  • B.国标码
  • C.外码
  • D.BCD码

参考答案A

解析ASCII码是计算机中使用最广泛的西文字符集及其编码。国标码用于汉字编码；外码是输入汉字的编码；BCD码是用二进制编码表示十进制数。答案选A。
5.
反汇编程序是一种语言转换程序,它的功能是
  • A.将汇编指令翻译成机器指令
  • B.将机器指令翻译成汇编指令
  • C.将高级语言程序翻译成汇编指令
  • D.将高级语言程序翻译成机器指令

参考答案B

解析反汇编是与汇编相反的过程，汇编是把汇编指令转为机器指令，那反汇编就是把机器指令转为汇编指令。答案选B。
6.
实现汇编语言代码转换为机器语言代码的是
  • A.预处理
  • B.编译
  • C.汇编
  • D.链接

参考答案C

解析汇编的作用就是将汇编语言代码转换为机器语言代码。预处理主要是处理源文件中的预处理指令；编译是将高级语言代码转换为汇编语言代码；链接是将多个目标文件和库文件组合成可执行文件。答案：C
7.
用一个唯一的正整数标识一个进程,简写为
  • A.UID
  • B.CID
  • C.PID
  • D.NID

参考答案C

解析PID是进程标识符，用于唯一标识一个进程。UID是用户标识符，CID、NID与进程标识无关。答案：C
8.
cache和主存之间的信息交换单位是
  • A.块
  • B.段
  • C.页
  • D.槽

参考答案A

解析cache与主存信息交换以块为单位，块是二者数据传输的基本单位。答案：A
9.
下列设备中,属于输出设备的是
  • A.扫描仪
  • B.数字化仪
  • C.控制杆
  • D.绘图仪

参考答案D

解析输出设备是将计算机处理的结果以人们能接受的形式输出，绘图仪可将计算机中的图形信息绘制出来，属于输出设备；而扫描仪、数字化仪、控制杆主要是用于向计算机输入信息，属于输入设备。答案：D
10.
下列不属于内核空间I/O软件部分的是
  • A.与设备无关的I/O软件
  • B.设备驱动程序
  • C.中断服务程序
  • D.运行时系统

参考答案D

解析内核空间I/O软件包括与设备无关的I/O软件、设备驱动程序、中断服务程序。运行时系统一般是用户空间程序运行的支持环境，不属于内核空间I/O软件部分。答案选D。

二、填空题

主观题不参与评分，请参考答案自行评分。

11.
指挥计算机如何操作的指令序列称为______,指令操作的对象是______。

参考答案程序,数据

12.
补码运算系统是一种模运算系统,可用加法实现______运算,且符号位可以和______一起参加运算。

参考答案减法,数值位

13.
指令所处理的基本数据类型分为______和______两种。

参考答案数值数据,非数值数据（答案顺序可对调）

14.
C语言中循环结构有三种:______语句、do~while语句和______语句。

参考答案for,while（答案顺序可对调）

15.
"static short A[4];"语句是指定义一个具有4个元素的short数据类型数组A,其______首地址就是______第一个元素的地址。

参考答案静态存储型,A[0]

16.
通常把数据通路中专门进行数据运算的部件称为______元件或______元件。

参考答案执行,功能（答案顺序可对调）

17.
CPU执行一条指令的大致过程,分成取指令、______、计算源操作数地址并取操作数、执行数据操作、计算______并存结果、计算下条指令地址这几个步骤。

参考答案指令译码,目的操作数地址

18.
目前使用的存储元件主要有______器件、______材料和光介质。

参考答案半导体,磁性

19.
虚拟地址空间分为两大部分:______内核区和______存储空间,分别简称为内核空间和用户空间。

参考答案操作系统,用户虚拟

20.
中断服务程序包含三个阶段:准备阶段、______阶段和______阶段。

参考答案处理,恢复（答案顺序可对调）

三、名词解释题

主观题不参与评分，请参考答案自行评分。

21.
机器数

参考答案通常将数值数据在计算机内部编码表示的数称为机器数。机器数中只有0和1两种符号,或机器数一定是一个0/1序列。

22.
易失性存储器

参考答案在电源关闭时信息自动丢失,如主存和高速缓存都属于易失性存储器。

四、简答题

主观题不参与评分，请参考答案自行评分。

23.
简述计算机系统基本性能指标和CPU的性能指标。

参考答案计算机系统的基本性能指标包括响应时间和吞吐率。（2分,1分/个）CPU的基本性能指标包括时钟周期时钟频率或主频CPI。（3分,1分/个）

24.
简述原码乘法运算过程。

参考答案用原码实现乘法运算时,符号位与数值位分开计算,因此,原码乘法运算分为两步。<br />①确定乘积的符号位。由两个乘数的符号异或得到。<br />②计算乘积的数值位。乘积的数值部分为两个乘数的数值部分之积。<br />（意思正确,可适当给分）

25.
简述程序直接控制I/O方式的基本思想。

参考答案程序直接控制I/O方式的基本工作原理是直接通过查询程序来控制主机和外设的数据交换。该方式在查询程序中通过I/O指令读出外设或其设备控制器的状态后,根据状态来控制外设和主机的数据交换。<br />（意思正确,可适当给分）

26.
简述静态链接和动态链接的差别。

参考答案静态链接方式因库函数代码被合并在可执行文件中,因而会造成盘空间和主存空间的浪费;另外,静态链接方式更新困难、使用不便。动态链接方式采用共享库的动态链接方式,它具有共享性和动态性,共享性可以节省主存资源和硬盘空间,动态性保证每次加载或执行程序时所链接的共享库总是最新的。<br />（意思正确,可适当给分）

五、计算题

主观题不参与评分，请参考答案自行评分。

27.
假设某计算机的主存地址空间大小为64MB,按字节编址。其cache数据区容量为4KB,采用4路组相联映射、LRU替换算法和回写（write back）策略,块大小为64B。
请回答如下问题:（要求列出计算过程）
（1）主存地址字段如何划分?要求说明每个字段的含义、位数和在主存地址中的位置。
（2）该cache的总容量有多少位?

参考答案（1）cache的行数为4KB/64B=64,因为采用4路组相联所以每组有4行共16组,主存地址空间大小为64MB,按字节编址,所以主存地址有26位,其中低6位为块内地址,中间4位为组号（组索引）,高16位为标记。<br /><img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/2064240316738834432.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;"><br />（2）因为采用回写策略,所以cache每行中要有1位修改位（Dirty Bit）;因为每组有4行,所以每行有2位LRU位。此外,每行还有16位标记、1位有效位和64B数据,共有64行,故总容量为64×（16+1+1+2+64×8）=34048位。

28.
假定某编译器对某段高级语言程序编译生成两种不同的指令序列S1和S2,在时钟频率为500MHz的机器M上运行,目标指令序列中用到的指令类型有A、B、C和D四类。四类指令在M上的CPI和两个指令序列所用的各类指令条数如题28表所示。
题目图片
请回答如下问题:（要求列出计算过程）
（1）S1和S2各有多少条指令?
（2）S1和S2的CPI各为多少?
（3）S1和S2所含的时钟周期数各为多少?
（4）S1和S2的执行时间各为多少?

参考答案（1）序列S1的指令条数为5+2+2+1=10,序列S2的指令条数为1+1+1+5=8。<br />（2）序列S1的CPI为（5×1+2×2+2×3+1×4）/10=1.9,序列S2的CPI为（1×1+1×2+1×3+5×4）/8=3.25。<br />（3）序列S1所含的时钟周期数为1.9×10=19,序列S2所含的时钟周期数为3.25×8=26。<br />（4）序列S1的执行时间为19/（500×10<sup>6</sup>）s= 38ns。序列S2的执行时间为26/（500×10<sup>6</sup>）s=52ns

六、分析设计题

主观题不参与评分，请参考答案自行评分。

29.
设处理器按500MHz的主频执行,磁盘控制器中有一个16字节的数据缓存器,磁盘传输速率为4MB/s,在磁盘传输数据过程中,要求没有任何数据被错过,并假定CPU访存和DMA访存没有冲突。若用中断方式,每次传送的开销（包括用于中断响应和处理的时间）是500个时钟周期。如果硬盘仅用5%的时间进行传送。
请分析处理器用在硬盘I/O操作上所花的时间百分比（主机占用率）。

参考答案中断传送:硬盘每次中断,以16字节为单位进行传送,为保证没有任何数据被错过,应达到每秒4MB/16B=250k次中断的速度;<br />每秒钟用于中断的时钟周期数为250k×500 = 125×10<sup>6</sup>；<br />在一次数据传输中,处理器花费在 I/O 上的时间的百分比为:<br />125×10<sup>6</sup>/（500×10<sup>6</sup>）=25%<br />假定硬盘仅用其中 5%的时间来传送数据,则处理器花费在 I/O 方面的百分比为25%×5%=1.25%。

30.
假设一个C语言程序有两个源文件:main.c和swap.c,其内容如题30图所示。对于编译生成的可重定位目标文件main.o和swap.o,请回答下列问题:
（1）main.o符号表中哪些是全局符号和外部符号?
（2）swap.o符号表中哪些是全局符号和外部符号?
题目图片

参考答案（1）main.o符号表中全局符号有buf和main;外部符号：swap<br />（2）swap.o符号表中全局符号有bufp0、bufpl、swap,外部符号有buf。