湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院《計(jì)算機(jī)組成原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院

《計(jì)算機(jī)組成原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、微機(jī)中的輸入輸出（I/O）接口在系統(tǒng)中起著重要的作用。假設(shè)我們要連接一個(gè)外部設(shè)備，該設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率較慢，并且與微機(jī)的工作時(shí)序不一致。在這種情況下，使用哪種I/O控制方式可能最為合適？（）A.程序查詢方式B.中斷方式C.DMA方式D.通道方式2、在微機(jī)的指令流水線技術(shù)中，假設(shè)要提高流水線的效率，減少流水線阻塞。以下哪種方法可能對(duì)解決數(shù)據(jù)相關(guān)和控制相關(guān)問(wèn)題最為有效？（）A.分支預(yù)測(cè)B.數(shù)據(jù)前推C.延遲分支D.以上方法的綜合運(yùn)用請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明每個(gè)解決方法在指令流水線中的工作原理和在提高流水線效率方面的效果3、微機(jī)系統(tǒng)中的輸入輸出（I/O）接口技術(shù)對(duì)于系統(tǒng)的性能和擴(kuò)展性有著重要影響。假設(shè)要連接多個(gè)外部設(shè)備，如打印機(jī)、掃描儀和移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備等，同時(shí)要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高效性。以下哪種I/O接口標(biāo)準(zhǔn)在這種情況下能夠提供更好的性能和兼容性？（）A.USB2.0B.IEEE1394C.SATAD.PS/24、在微機(jī)的數(shù)模（D/A）和模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換中，精度和轉(zhuǎn)換速度是重要的指標(biāo)。假設(shè)要為一個(gè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換電路，要求高精度和快速轉(zhuǎn)換。以下哪種A/D轉(zhuǎn)換芯片能夠滿足要求？（）A.逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器B.雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器C.并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器D.以上都不行5、微機(jī)的匯編語(yǔ)言編程在底層控制和優(yōu)化中具有重要地位。假設(shè)要編寫(xiě)一段高效的匯編程序來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的功能，以下關(guān)于匯編語(yǔ)言特點(diǎn)和編程技巧的描述，正確的是：（）A.匯編語(yǔ)言直接操作硬件資源，程序執(zhí)行效率高，但可讀性差B.合理使用寄存器可以提高匯編程序的執(zhí)行速度，但會(huì)增加代碼的復(fù)雜性C.匯編語(yǔ)言不支持結(jié)構(gòu)化編程，程序結(jié)構(gòu)混亂，難以維護(hù)D.編寫(xiě)匯編程序時(shí)，無(wú)需考慮指令的執(zhí)行周期和流水線特性6、微機(jī)的存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)多任務(wù)微機(jī)系統(tǒng)，需要防止不同任務(wù)之間非法訪問(wèn)對(duì)方的存儲(chǔ)區(qū)域。以下哪種存儲(chǔ)保護(hù)方法最為有效？（）A.硬件存儲(chǔ)保護(hù)B.軟件存儲(chǔ)保護(hù)C.不進(jìn)行存儲(chǔ)保護(hù)D.依靠用戶自律7、微機(jī)中的DMA（直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)）控制器可以提高數(shù)據(jù)傳輸效率。假設(shè)一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)正在進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)傳輸。以下關(guān)于DMA控制器的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.DMA控制器可以在不需要CPU干預(yù)的情況下，直接在存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)B.DMA傳輸可以采用單字節(jié)傳輸、數(shù)據(jù)塊傳輸和請(qǐng)求傳輸?shù)确绞紺.DMA控制器在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)占用CPU的總線控制權(quán)，導(dǎo)致CPU暫時(shí)無(wú)法執(zhí)行其他任務(wù)D.DMA控制器可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)DMA傳輸請(qǐng)求，提高系統(tǒng)的并行處理能力8、微機(jī)系統(tǒng)中的DMA（直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)）控制器用于高速數(shù)據(jù)傳輸。假設(shè)需要在微機(jī)與外部高速設(shè)備之間進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的快速傳輸，以下哪種DMA傳輸模式可能最能滿足需求？（）A.單字節(jié)傳輸模式B.數(shù)據(jù)塊傳輸模式C.請(qǐng)求傳輸模式D.級(jí)聯(lián)傳輸模式請(qǐng)分別介紹每個(gè)DMA傳輸模式的特點(diǎn)和適用場(chǎng)景，以及在大量數(shù)據(jù)快速傳輸中的性能9、在微機(jī)的硬件故障診斷和維護(hù)中，需要掌握各種測(cè)試工具和方法。假設(shè)微機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)頻繁死機(jī)和數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的現(xiàn)象，為了快速定位故障部件。以下哪種故障診斷方法最為有效？（）A.替換法，逐個(gè)更換可能故障的部件B.觀察法，查看硬件外觀是否有損壞C.軟件診斷工具，運(yùn)行系統(tǒng)檢測(cè)程序D.憑經(jīng)驗(yàn)猜測(cè)故障部件10、微機(jī)系統(tǒng)中的ROM（只讀存儲(chǔ)器）在系統(tǒng)啟動(dòng)和基本功能實(shí)現(xiàn)中起著重要作用。假設(shè)我們要設(shè)計(jì)一個(gè)固化了關(guān)鍵程序和數(shù)據(jù)的ROM芯片，以下哪種ROM類型在成本和靈活性方面能夠取得較好的平衡？（）A.PROM（可編程只讀存儲(chǔ)器）B.EPROM（可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器）C.EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器）D.FlashROM（閃存）11、在微機(jī)的通信接口中，如串口、并口和USB接口等，各自具有特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。假設(shè)要連接一個(gè)高速外部存儲(chǔ)設(shè)備，以下關(guān)于接口選擇的考慮，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.優(yōu)先選擇USB3.0接口，其傳輸速度快B.考慮使用并口，因?yàn)槠錃v史悠久，兼容性好C.串口傳輸速度較慢，一般不適合高速存儲(chǔ)設(shè)備D.評(píng)估設(shè)備的需求和接口的性能，選擇最合適的接口12、微機(jī)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性對(duì)于許多關(guān)鍵應(yīng)用至關(guān)重要。假設(shè)一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)在惡劣的工作環(huán)境中運(yùn)行，以下關(guān)于提高系統(tǒng)可靠性的措施和方法的描述，正確的是：（）A.采用冗余設(shè)計(jì)，如雙電源、備份存儲(chǔ)等，可以提高系統(tǒng)的可靠性B.優(yōu)化系統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)，降低工作溫度，對(duì)系統(tǒng)可靠性沒(méi)有影響C.不進(jìn)行系統(tǒng)的故障檢測(cè)和診斷，依靠硬件的自身穩(wěn)定性來(lái)保證系統(tǒng)運(yùn)行D.系統(tǒng)的可靠性只與硬件質(zhì)量有關(guān)，與軟件的設(shè)計(jì)和優(yōu)化無(wú)關(guān)13、微機(jī)系統(tǒng)中的鍵盤(pán)接口是常見(jiàn)的輸入設(shè)備接口。假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)具有低延遲、高可靠性的鍵盤(pán)接口電路。以下哪種接口技術(shù)和電路設(shè)計(jì)方案可能是最優(yōu)的選擇？（）A.PS/2接口和相應(yīng)的接口電路B.USB接口和專用接口芯片C.藍(lán)牙無(wú)線接口和低功耗設(shè)計(jì)D.自定義并行接口和邏輯門(mén)電路請(qǐng)分別闡述每個(gè)選項(xiàng)的特點(diǎn)、性能優(yōu)勢(shì)以及在低延遲高可靠性鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)中的可行性14、微機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)包括高速緩存、主存和輔存。假設(shè)一個(gè)應(yīng)用程序頻繁訪問(wèn)特定的一小部分?jǐn)?shù)據(jù)，為了提高訪問(wèn)速度，以下哪種高速緩存替換策略可能最為有效？（）A.隨機(jī)替換B.先進(jìn)先出（FIFO）替換C.最近最少使用（LRU）替換D.最不經(jīng)常使用（LFU）替換請(qǐng)?jiān)敿?xì)說(shuō)明每個(gè)高速緩存替換策略的工作方式，以及在頻繁訪問(wèn)特定數(shù)據(jù)場(chǎng)景中的效果15、8086系統(tǒng)中，若SS=1000H，SP=0100H，此時(shí)堆棧棧頂?shù)奈锢淼刂肥牵ǎ〢.10100HB.0F900HC.10000HD.0100H16、在微機(jī)的顯示系統(tǒng)中，分辨率和色彩深度是重要的參數(shù)。假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)用于圖形設(shè)計(jì)的微機(jī)系統(tǒng)，對(duì)顯示效果要求很高。以下關(guān)于顯示參數(shù)的選擇，哪一項(xiàng)是最為重要的？（）A.選擇高分辨率，以呈現(xiàn)更清晰的細(xì)節(jié)B.優(yōu)先考慮高色彩深度，提供更豐富的色彩表現(xiàn)C.平衡分辨率和色彩深度，根據(jù)實(shí)際需求和硬件性能綜合決定D.只關(guān)注顯示設(shè)備的價(jià)格，而不考慮其參數(shù)17、對(duì)于微機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）應(yīng)用，假設(shè)需要在嚴(yán)格的時(shí)間限制內(nèi)完成特定的任務(wù)，如工業(yè)控制中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和響應(yīng)。RTOS的任務(wù)調(diào)度和資源分配策略對(duì)于系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性有著關(guān)鍵影響。以下哪種RTOS特性可能最能滿足實(shí)時(shí)性要求？（）A.優(yōu)先級(jí)搶占式調(diào)度，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)可立即搶占低優(yōu)先級(jí)任務(wù)B.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度，每個(gè)任務(wù)分配固定的時(shí)間片執(zhí)行C.靜態(tài)任務(wù)分配，任務(wù)的資源需求在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)確定D.隨機(jī)任務(wù)調(diào)度，不考慮任務(wù)的優(yōu)先級(jí)和時(shí)間要求18、微機(jī)系統(tǒng)的散熱問(wèn)題對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命有重要影響。假設(shè)一個(gè)高性能的微機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量熱量，以下關(guān)于散熱方案的選擇，哪一項(xiàng)是最有效的？（）A.安裝風(fēng)冷散熱器，通過(guò)風(fēng)扇進(jìn)行散熱B.選擇水冷散熱器，提高散熱效率C.優(yōu)化機(jī)箱風(fēng)道設(shè)計(jì)，促進(jìn)空氣流通D.以上三種散熱方案結(jié)合使用，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)化19、在微機(jī)的存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)中，緩存（Cache）的作用是提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度。假設(shè)要優(yōu)化一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)的緩存性能，以下關(guān)于緩存策略的調(diào)整，哪一項(xiàng)是最重要的？（）A.增加緩存的容量，以存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)B.改進(jìn)緩存的替換算法，提高命中率C.調(diào)整緩存與主存之間的數(shù)據(jù)交換粒度D.關(guān)閉緩存功能，依靠主存進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)20、微機(jī)系統(tǒng)的電源管理對(duì)于節(jié)能和系統(tǒng)穩(wěn)定性有重要意義。假設(shè)一個(gè)移動(dòng)微機(jī)設(shè)備需要在不同工作模式下平衡性能和電池壽命。以下哪種電源管理策略可能在這種情況下實(shí)現(xiàn)最佳的效果？（）A.動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）B.睡眠模式和待機(jī)模式切換C.關(guān)閉未使用的硬件設(shè)備D.以上策略的綜合運(yùn)用請(qǐng)?jiān)敿?xì)解釋每個(gè)電源管理策略的作用機(jī)制，以及在移動(dòng)微機(jī)設(shè)備中的節(jié)能效果和對(duì)系統(tǒng)性能的影響21、微機(jī)中的串行通信和并行通信各有特點(diǎn)。假設(shè)需要在長(zhǎng)距離上傳輸大量數(shù)據(jù)，并且對(duì)傳輸速度要求不是特別高。在這種情況下，以下哪種通信方式可能更適合？（）A.串行通信B.并行通信C.兩者都可以，沒(méi)有區(qū)別D.無(wú)法確定，取決于具體的設(shè)備22、微機(jī)系統(tǒng)中的DMA（直接內(nèi)存訪問(wèn)）技術(shù)可以提高數(shù)據(jù)傳輸效率。假設(shè)要在一個(gè)數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用中使用DMA，以下關(guān)于DMA配置和使用的要點(diǎn)，哪一項(xiàng)是最關(guān)鍵的？（）A.正確設(shè)置DMA通道和傳輸參數(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性B.選擇合適的DMA傳輸模式，如單次傳輸或連續(xù)傳輸C.優(yōu)化DMA與CPU的協(xié)同工作，避免資源沖突D.盡量少使用DMA，以免增加系統(tǒng)復(fù)雜性23、在微機(jī)的總線系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線各司其職。假設(shè)一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)正在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和控制操作。以下關(guān)于總線系統(tǒng)的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.數(shù)據(jù)總線用于在CPU、存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)，其寬度決定了一次能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量B.地址總線用于傳輸存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備的地址信息，其寬度決定了系統(tǒng)的尋址能力C.控制總線用于傳輸控制信號(hào)，如讀寫(xiě)信號(hào)、中斷請(qǐng)求信號(hào)等，以協(xié)調(diào)系統(tǒng)各部件的工作D.總線的工作頻率越高，數(shù)據(jù)傳輸速度就越慢，系統(tǒng)性能也就越差24、8086CPU中的乘法指令MUL執(zhí)行后，若乘積的高半部分不為零，則（）A.CF=0,OF=0B.CF=0,OF=1C.CF=1,OF=0D.CF=1,OF=125、在微機(jī)的匯編語(yǔ)言編程中，指令的執(zhí)行效率和代碼的優(yōu)化是重要的考慮因素。假設(shè)我們要編寫(xiě)一個(gè)時(shí)間關(guān)鍵的程序段，需要盡可能減少指令執(zhí)行周期。以下哪種編程技巧可能對(duì)提高執(zhí)行效率最有幫助？（）A.合理使用寄存器B.減少函數(shù)調(diào)用C.優(yōu)化循環(huán)結(jié)構(gòu)D.以上都是二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）匯編語(yǔ)言中的標(biāo)號(hào)有什么作用？2、（本題5分）嵌入式系統(tǒng)的軟件架構(gòu)通常包括哪些層次？3、（本題5分）簡(jiǎn)述微機(jī)系統(tǒng)的兼容性問(wèn)題及解決方法。4、（本題5分）比較硬布線控制器和微程序控制器的優(yōu)缺點(diǎn)。三、設(shè)計(jì)題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于微機(jī)原理的氣體傳感器數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)采集氣體傳感器的數(shù)據(jù)，并在顯示屏上顯示。同時(shí)，具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和報(bào)警功能。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于微機(jī)原理的電子血壓計(jì)故障預(yù)警系統(tǒng)。在電子血壓計(jì)出現(xiàn)故障前，發(fā)出預(yù)警提示用戶進(jìn)行維護(hù)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于微機(jī)原理的醫(yī)療設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)醫(yī)療設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，如心電圖機(jī)、血壓計(jì)、血糖儀等。同時(shí)，具備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析功能。4、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于微機(jī)原理的數(shù)字