2019年计算机学科专业基础综合考研真题答案及解析

本文提供2019年计算机学科专业基础综合考研真题答案及解析，以下为具体内容

1、2018年初，国外安全研究机构公布了Meltdown（熔断）和Spectre（幽灵）两组CPU漏洞，影响几乎所有的Intel和AMD的CPU，以及主流的ARM CPU。利用该漏洞，低权限代码可以访问内核的内容，导致用户隐私信息泄露。该漏洞利用了高性能CPU的（）机制。

A、存储管理单元MMU、虚拟存储管理

B、分支预测、推测执行、高速缓存

C、宏融合、微融合技术

D、数据重定向、寄存器重命名

3、在串行进位的行波进位加法器中，影响加法器运算速度的关键因素是（）。

A、门电路的延迟

B、时钟信号的频率

C、进位信号传递延迟

D、各位加法器的速度不同

4、某计算机需要连续执行大量乘法任务，定点乘法运算单元有下述多种实现方法，其中速度最快的是（）。

A、布斯（Booth）法

B、阵列乘法器

C、进位保留乘法器（Wallace树）

D、流水线进位保留乘法器

5、相联存储器可实现按内容访问、快速查找。在计算机系统中，无需使用相联存储器实现的是（）。

A、全相联Cache的目录表

B、内存（主存）

C、变换旁视缓冲器（TLB）

D、分支历史表（分支预测缓存）

6、关于高速缓冲存储器（Cache），下列说法正确的是（）。

A、由操作系统完成大部分管理工作

B、可以扩大程序员可用的主存容量

C、可以提高主存的平均访问速度

D、与主存之间以字节为单位进行数据调度

7、不属于构成虚拟存储器的必要组件，或不参与虚拟存储管理的是（）。

A、主存储器+联机工作的外部存储器

B、CPU内部的存储管理单元（MMU）

C、操作系统

D、应用软件

8、磁盘的平均寻道时间、平均等待时间通常为（）。

A、几个纳秒

B、几个微秒

C、几个亳秒

D、几秒

1、试题答案：B

试题解析：

Meltdown和Spectre是2018年初公布的两组CPU漏洞，它们影响了几乎所有的Intel和AMD的CPU，以及主流的ARM CPU。这些漏洞利用了现代高性能CPU中的一些关键机制，使得低权限的恶意代码能够访问本应该被保护起来的内核数据，从而导致用户隐私信息的泄露。具体来说，这些漏洞利用了分支预测、推测执行和高速缓存等机制。分支预测是一种CPU的优化技术，用于预测程序中的条件分支的结果，以提高执行效率。推测执行是指CPU在预测分支结果后提前执行可能的分支指令，以减少潜在的执行延迟。高速缓存是位于CPU和主内存之间的快速存储器，用于加快数据的读取和存储。Meltdown漏洞利用了分支预测和推测执行的机制，通过在恶意代码中构造特定的指令序列，使得CPU在未经权限检查的情况下访问内核数据。Spectre漏洞则利用了分支预测和高速缓存的机制，通过恶意代码中的访问模式，使得CPU在进行分支预测时将敏感数据加载到高速缓存中，从而可以通过侧信道攻击泄露这些数据。故本题选B。

3、试题答案：C

试题解析：

在串行进位的行波进位加法器中，关键因素是进位信号的传递延迟。行波进位加法器是一种级联的加法器结构，每一位的进位信号会从低位传递到高位，决定下一位的运算结果。因此，如果进位信号的传递延迟较长，会导致每一位的运算等待进位信号的到达，从而影响整个加法器的运算速度。故本题选C。

4、试题答案：D

试题解析：

流水线进位保留乘法器是一种将乘法操作分解为多个阶段，并在每个阶段之间通过流水线进行并行处理的乘法器实现方法。这种设计可以充分利用硬件资源并减少操作延迟，从而提高乘法任务的执行速度，使其成为速度最快的选择。故本题选D。

5、试题答案：B

试题解析：

在计算机系统中，内存（主存）不需要使用相联存储器来实现。主存是计算机系统中存储程序和数据的主要区域，通常使用基于地址的访问方式，根据内存地址直接进行访问，而不需要按内容来进行查找。因此，内存不需要使用相联存储器来实现。相联存储器更多地用于缓存、缓冲区和表格等需要按内容查找和访问的功能。故本题选B。

6、试题答案：C

试题解析：

高速缓存存储器的管理工作主要由硬件负责，包括缓存块的替换、读取和写入策略等，而不是由操作系统来完成。故排除选项A；
高速缓存存储器的容量相对主存来说较小，它不能直接扩大程序员可用的主存容量。Cache的设计目标是通过存储最常访问的数据和指令，以提高对这些数据的访问速度，而不是扩大主存的容量。故排除选项B；
Cache和主存之间的数据调度是以缓存块（Cache line）为单位进行的，而不是以字节为单位。故排除选项D；
Cache是位于CPU和主存之间的一层快速存储器。它用于临时存储CPU最常访问的数据和指令，以提高对这些数据的访问速度。Cache通过保存近期使用的数据副本，可以在CPU需要时快速提供数据，减少对主存的访问次数和延迟。故本题选C。

7、试题答案：D

试题解析：

虚拟存储器是计算机系统的存储管理技术，涉及多个组件的协同工作。必要的组件包括主存储器、辅助存储器（如硬盘）、CPU内部的存储管理单元（MMU）以及操作系统。应用软件是在计算机系统中运行的各种应用程序，例如文字处理器、游戏、图像处理软件等。虽然应用软件可以利用虚拟存储器的特性，但它本身并不直接参与虚拟存储器的管理和操作。虚拟存储器的管理是由操作系统和相关硬件组件（如MMU）来完成的。故本题选D。

8、试题答案：C

试题解析：

磁盘的平均寻道时间和平均等待时间通常以亳秒（毫微秒）为单位。这些时间指标反映了磁头在磁盘上进行寻道操作和等待所需的时间。平均寻道时间是指磁头从当前磁道移动到目标磁道所需的平均时间，它包括了寻道过程中磁头的移动时间和定位时间。平均等待时间是指等待请求数据旋转到磁头下方的目标扇区的平均时间。它受到磁盘旋转速度的影响。磁盘的寻道时间和等待时间受到多种因素的影响，包括磁盘转速、磁头移动速度、磁道密度和扇区大小等。一般来说，磁盘的平均寻道时间和平均等待时间在几个亳秒的范围内，而不是几个纳秒或几个微秒级别。故本题选C。