第16练 第2章 单片机的组成《计算机原理》(电工版第五版) 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了《计算机原理》(电工版第五版)一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的进一步提升奠定坚实基础。 本卷是《计算机原理》(电工版第五版)一课一练的第2章的第16练，内容涵盖第2章计算机系统的组成的2.1.3 单片机的组成。 《计算机原理》(电工版第五版)一课一练 第16练 第2章 计算机系统的组成 2.1.3 单片机的组成 1、 单项选择题（本题共5小题） 1、冯·诺依曼结构和哈佛结构的根本区别在于（ ） A. 是否使用CPU B. 程序存储器和数据存储器是否分开 C. 是否使用二进制 D. 是否有输入输出设备 2、哈佛结构的总线特点可以概括为（ ） A. 只有一条系统总线 B. 两条独立的总线：数据总线和指令传输总线 C. 三条总线：地址、数据、控制 D. 串行总线结构 3、哈佛结构中，程序和数据总线宽度关系是（ ） A. 两者宽度必须一致 B. 数据总线宽于程序总线 C. 可以采用不同的宽度 D. 程序总线宽于数据总线 4、指令流水线结构可以实现单周期指令的主要原因是（ ） A. 取指和执行在时间上重叠 B. 指令长度固定不变 C. CPU频率更高 D. 使用单独的高速缓存 5、下列选项中，关于指令流水线的说法正确的是（ ） A. 所有指令都需要两个时钟周期 B. 分支指令需要两个周期，其他通常为一个周期 C. 流水线使CPU效率降低 D. 流水线只能用于哈佛结构 2、 判断题（本题共5题） 1、单片机只有哈佛结构一种体系结构。（ ） 2、哈佛结构中，CPU无法同时访问程序存储器和数据存储器。（ ） 3、在单周期指令执行中，取指和执行是串行进行的，即先取指令再执行。（ ） 3、 简答题（本题共2小题） 1、请简述哈佛结构与冯·诺依曼结构的主要区别，并说明哈佛结构有哪些优点。 2、在单片机的指令流水线中，为什么大多数指令可以在一个时钟周期内完成？哪些情况需要两个时钟周期？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了《计算机原理》(电工版第五版)一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的进一步提升奠定坚实基础。 本卷是《计算机原理》(电工版第五版)一课一练的第2章的第16练，内容涵盖第2章计算机系统的组成的2.1.3 单片机的组成。 《计算机原理》(电工版第五版)一课一练 第16练 第2章 计算机系统的组成 2.1.3 单片机的组成 1、 单项选择题（本题共5小题） 1、冯·诺依曼结构和哈佛结构的根本区别在于（ ） A. 是否使用CPU B. 程序存储器和数据存储器是否分开 C. 是否使用二进制 D. 是否有输入输出设备 【答案】B 【解析】冯·诺依曼结构将程序和数据存放在同一个存储器中，共用一条总线；哈佛结构将程序存储器和数据存储器分开，各有独立的总线。 2、哈佛结构的总线特点可以概括为（ ） A. 只有一条系统总线 B. 两条独立的总线：数据总线和指令传输总线 C. 三条总线：地址、数据、控制 D. 串行总线结构 【答案】B 【解析】哈佛结构有两条总线：数据总线（用于CPU与数据存储器传输数据）和指令传输总线（用于CPU读取程序指令）。 3、哈佛结构中，程序和数据总线宽度关系是（ ） A. 两者宽度必须一致 B. 数据总线宽于程序总线 C. 可以采用不同的宽度 D. 程序总线宽于数据总线 【答案】C 【解析】哈佛结构的一个重要特点是程序和数据总线可以采用不同的宽度，例如数据总线为8位，而指令总线可以是12、14或16位。 4、指令流水线结构可以实现单周期指令的主要原因是（ ） A. 取指和执行在时间上重叠 B. 指令长度固定不变 C. CPU频率更高 D. 使用单独的高速缓存 【答案】A 【解析】哈佛结构允许CPU同时访问程序和数据存储器，取指和执行流水线重叠——执行当前指令的同时取下一条。 5、下列选项中，关于指令流水线的说法正确的是（ ） A. 所有指令都需要两个时钟周期 B. 分支指令需要两个周期，其他通常为一个周期 C. 流水线使CPU效率降低 D. 流水线只能用于哈佛结构 【答案】B 【解析】指令流水线中一般实现单周期指令。但遇到改变PC值的分支指令时，已预取的指令无效需重新取指，需要两个周期。 2、 判断题（本题共5题） 1、单片机只有哈佛结构一种体系结构。（ ） 【答案】× 【解析】单片机的体系结构有冯·诺依曼结构和哈佛结构两种。例如8051属于哈佛结构，某些ARM芯片采用冯·诺依曼结构。 2、哈佛结构中，CPU无法同时访问程序存储器和数据存储器。（ ） 【答案】× 【解析】哈佛结构的程序和数据存储器各有独立总线，CPU可同时访问——一条总线取指令，另一条存取数据。 3、在单周期指令执行中，取指和执行是串行进行的，即先取指令再执行。（ ） 【答案】× 【解析】由于指令流水线结构，取指和执行是重叠的。执行当前指令的同时，下一条指令已被取出准备好。 3、 简答题（本题共2小题） 1、请简述哈佛结构与冯·诺依曼结构的主要区别，并说明哈佛结构有哪些优点。 【答案】 优点：①取指令和存取数据可同时进行，效率高；②程序总线和数据总线宽度可不同，灵活性强；③可实现指令流水线。冯·诺依曼结构：程序和数据共用同一个存储器和同一条总线，无法同时访问。 哈佛结构：程序存储器和数据存储器分开，各自有独立的总线，可以同时访问。 2、在单片机的指令流水线中，为什么大多数指令可以在一个时钟周期内完成？哪些情况需要两个时钟周期？ 【答案】 需要两个周期的情况：遇到分支指令（如JMP、CALL）改变PC值时，流水线中已预取的下一条指令无效，需重新取指。哈佛结构的两条独立总线使CPU可在执行当前指令的同时预先取下一条指令，实现取指和执行重叠。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $