湖北大學(xué)知行學(xué)院《計(jì)算機(jī)組成原理與體系結(jié)構(gòu)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁湖北大學(xué)知行學(xué)院《計(jì)算機(jī)組成原理與體系結(jié)構(gòu)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題2分，共40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、在微機(jī)系統(tǒng)中，存儲(chǔ)器是重要的組成部分。假設(shè)一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)需要擴(kuò)展大量的外部存儲(chǔ)器，以滿足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理的需求。以下關(guān)于存儲(chǔ)器擴(kuò)展方式和特點(diǎn)的描述，正確的是：（）A.位擴(kuò)展可以增加存儲(chǔ)器的字長，適用于需要處理大數(shù)據(jù)量的情況B.字?jǐn)U展能夠增加存儲(chǔ)器的容量，但會(huì)降低存儲(chǔ)器的訪問速度C.同時(shí)進(jìn)行位擴(kuò)展和字?jǐn)U展可以靈活地滿足不同的存儲(chǔ)需求，但電路設(shè)計(jì)復(fù)雜D.存儲(chǔ)器擴(kuò)展對微機(jī)系統(tǒng)的性能沒有影響，只取決于存儲(chǔ)器芯片的數(shù)量2、在微機(jī)的匯編語言中，標(biāo)志寄存器（FLAGS）中的標(biāo)志位反映了指令執(zhí)行的結(jié)果和狀態(tài)。假設(shè)我們執(zhí)行了一條算術(shù)運(yùn)算指令，以下哪個(gè)標(biāo)志位可以用來判斷是否產(chǎn)生了進(jìn)位？（）A.CF（進(jìn)位標(biāo)志）B.ZF（零標(biāo)志）C.SF（符號標(biāo)志）D.OF（溢出標(biāo)志）3、微機(jī)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性對于許多關(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，對系統(tǒng)可靠性沒有影響C.不進(jìn)行系統(tǒng)的故障檢測和診斷，依靠硬件的自身穩(wěn)定性來保證系統(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)化無關(guān)4、微機(jī)系統(tǒng)的BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)）在系統(tǒng)啟動(dòng)過程中起著重要作用。假設(shè)系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)故障，需要診斷BIOS的問題。以下哪種方法可能是最有效的BIOS故障診斷途徑？（）A.檢查BIOS設(shè)置B.刷新BIOS版本C.更換BIOS芯片D.使用硬件診斷工具請?jiān)敿?xì)說明每個(gè)方法在診斷BIOS故障時(shí)的作用和適用情況5、在微機(jī)的指令流水線技術(shù)中，以下關(guān)于指令流水線的優(yōu)點(diǎn)和限制，描述不準(zhǔn)確的是（）A.指令流水線能夠提高CPU的指令執(zhí)行效率，減少指令執(zhí)行的平均周期B.它可以同時(shí)處理多條指令的不同階段，實(shí)現(xiàn)并行執(zhí)行C.指令流水線的性能不受指令相關(guān)性和分支預(yù)測錯(cuò)誤的影響D.復(fù)雜的指令集和硬件結(jié)構(gòu)可能會(huì)增加指令流水線的實(shí)現(xiàn)難度和成本6、在微機(jī)的硬件擴(kuò)展方面，添加新的設(shè)備需要考慮兼容性和資源分配。假設(shè)要為微機(jī)添加一塊新的顯卡，以下關(guān)于硬件擴(kuò)展的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.需要確保顯卡與主板的接口兼容，以及電源能夠提供足夠的功率B.操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)識別新添加的硬件設(shè)備，并安裝相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序C.在BIOS中進(jìn)行正確的設(shè)置可以優(yōu)化硬件擴(kuò)展設(shè)備的性能D.硬件擴(kuò)展不會(huì)對微機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性產(chǎn)生任何影響7、微機(jī)中的并行通信和串行通信各有特點(diǎn)。假設(shè)要在兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以下關(guān)于并行通信和串行通信的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.并行通信一次傳輸多個(gè)比特，速度快，但需要多條數(shù)據(jù)線，適用于短距離傳輸B.串行通信一次傳輸一個(gè)比特，速度慢，但只需一條數(shù)據(jù)線，成本低，適合長距離傳輸C.并行通信的信號同步比串行通信簡單，不容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)位D.在高速數(shù)據(jù)傳輸中，串行通信的性能逐漸超越并行通信，成為主流的通信方式8、在微機(jī)的硬件升級過程中，需要考慮兼容性和性能提升。假設(shè)要升級微機(jī)的內(nèi)存，以下關(guān)于內(nèi)存選擇的要點(diǎn)，哪一項(xiàng)是最關(guān)鍵的？（）A.選擇與主板兼容的內(nèi)存類型和頻率B.購買大容量的內(nèi)存，以滿足未來的需求C.選擇價(jià)格便宜的內(nèi)存，降低升級成本D.只關(guān)注內(nèi)存的品牌，不考慮其他因素9、在微機(jī)原理中，關(guān)于微處理器的結(jié)構(gòu)和功能是重要的基礎(chǔ)知識。假設(shè)一個(gè)微處理器需要同時(shí)處理多個(gè)復(fù)雜的任務(wù)，以下關(guān)于其結(jié)構(gòu)和功能的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.微處理器通常包含算術(shù)邏輯單元（ALU），用于執(zhí)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算B.控制單元負(fù)責(zé)指揮和協(xié)調(diào)處理器內(nèi)各個(gè)部件的工作，以確保指令的正確執(zhí)行C.寄存器組用于暫存數(shù)據(jù)和指令，提高處理器的運(yùn)行效率，但寄存器數(shù)量對性能影響不大D.高速緩存（Cache）可以減少處理器訪問主存的次數(shù)，顯著提高數(shù)據(jù)讀取速度10、微機(jī)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)程序是連接硬件和操作系統(tǒng)的橋梁。假設(shè)一個(gè)新安裝的硬件設(shè)備無法正常工作，以下關(guān)于驅(qū)動(dòng)程序的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.驅(qū)動(dòng)程序?yàn)椴僮飨到y(tǒng)提供了操作硬件的接口和指令B.可以通過設(shè)備管理器查看硬件設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序狀態(tài)，并進(jìn)行更新和安裝C.從非官方渠道獲取的驅(qū)動(dòng)程序可能存在兼容性和安全性問題D.只要硬件設(shè)備能夠被操作系統(tǒng)識別，就不需要安裝驅(qū)動(dòng)程序11、對于微機(jī)系統(tǒng)中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，假設(shè)需要對一個(gè)模擬信號進(jìn)行高精度的數(shù)字化采集，并將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出。A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)和選型對于系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性至關(guān)重要。以下哪種A/D和D/A轉(zhuǎn)換器可能滿足高精度的要求？（）A.逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器和電壓輸出型D/A轉(zhuǎn)換器B.雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器和電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器C.并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器和乘法型D/A轉(zhuǎn)換器D.以上類型都可以，性能沒有差異12、微機(jī)系統(tǒng)中的并行接口和串行接口各有特點(diǎn)和應(yīng)用場景。假設(shè)我們要連接一個(gè)需要高速并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐獠吭O(shè)備，以下哪種接口可能更適合？（）A.并口（LPT）B.串口（COM）C.IEEE1394接口D.藍(lán)牙接口13、對于微機(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)測和響應(yīng)。RTOS的任務(wù)調(diào)度和資源分配策略對于系統(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)先級搶占式調(diào)度，高優(yōu)先級任務(wù)可立即搶占低優(yōu)先級任務(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)先級和時(shí)間要求14、微機(jī)系統(tǒng)的時(shí)鐘信號對于系統(tǒng)的同步和性能起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)正在穩(wěn)定運(yùn)行。以下關(guān)于時(shí)鐘信號的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.時(shí)鐘信號的頻率決定了CPU的工作節(jié)拍，頻率越高，CPU執(zhí)行指令的速度越快B.時(shí)鐘周期是時(shí)鐘信號的最小時(shí)間單位，指令的執(zhí)行通常需要多個(gè)時(shí)鐘周期C.不同部件可以根據(jù)需要使用不同頻率的時(shí)鐘信號，以優(yōu)化系統(tǒng)性能D.時(shí)鐘信號的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性對微機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行沒有影響，只要有信號就行15、在微機(jī)的串行通信中，假設(shè)需要在長距離、高噪聲環(huán)境下實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。以下哪種串行通信協(xié)議和調(diào)制方式的組合可能提供最佳的通信質(zhì)量？（）A.RS-232協(xié)議和幅移鍵控（ASK）B.RS-485協(xié)議和頻移鍵控（FSK）C.USB協(xié)議和相移鍵控（PSK）D.藍(lán)牙協(xié)議和正交幅度調(diào)制（QAM）請分別解釋每個(gè)協(xié)議和調(diào)制方式的特點(diǎn)、抗干擾能力以及在長距離高噪聲環(huán)境中的適用性16、在微機(jī)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)應(yīng)用中，假設(shè)需要確保關(guān)鍵任務(wù)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成響應(yīng)。以下哪種任務(wù)調(diào)度算法和資源分配策略的組合可能最有效地滿足實(shí)時(shí)性要求？（）A.優(yōu)先級調(diào)度和搶占式資源分配B.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度和公平資源分配C.最短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度和靜態(tài)資源分配D.隨機(jī)調(diào)度和動(dòng)態(tài)資源分配請?jiān)敿?xì)解釋每個(gè)任務(wù)調(diào)度算法和資源分配策略在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中的原理和對滿足實(shí)時(shí)性要求的影響17、微機(jī)中的DMA（直接內(nèi)存訪問）技術(shù)能夠提高數(shù)據(jù)傳輸效率。關(guān)于DMA的工作過程，以下敘述不正確的是（）A.DMA控制器接管總線控制權(quán)，直接在內(nèi)存和外設(shè)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸B.在DMA傳輸過程中，CPU可以同時(shí)進(jìn)行其他操作，提高了系統(tǒng)的并行性C.DMA傳輸結(jié)束后，會(huì)通過中斷通知CPU進(jìn)行后續(xù)處理D.DMA技術(shù)只能用于數(shù)據(jù)的輸入，不能用于數(shù)據(jù)的輸出18、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19、微機(jī)系統(tǒng)的電源管理對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能都很重要。假設(shè)一個(gè)移動(dòng)微機(jī)設(shè)備需要在不同的工作模式下保持良好的性能和續(xù)航能力。在電源管理策略的制定中，以下哪項(xiàng)是最關(guān)鍵的？（）A.根據(jù)設(shè)備的工作負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整電源供應(yīng)B.優(yōu)化硬件組件的電源消耗，降低待機(jī)功耗C.提供多種電源模式供用戶選擇，滿足不同需求D.只關(guān)注電源的輸出功率，不考慮節(jié)能20、在微機(jī)的總線結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的寬度和性能決定了系統(tǒng)的整體數(shù)據(jù)傳輸能力。假設(shè)要升級一個(gè)微機(jī)系統(tǒng)，以支持更高的數(shù)據(jù)吞吐量和更復(fù)雜的設(shè)備連接。以下哪種總線升級方案最為有效？（）A.增加數(shù)據(jù)總線和地址總線的寬度B.提高控制總線的時(shí)鐘頻率C.減少總線的負(fù)載電容D.更換為串行總線二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡述微機(jī)中計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的工作原理。2、（本題5分）微機(jī)系統(tǒng)的性能評估指標(biāo)有哪些？3、（本題5分）簡述CMOS設(shè)置的主要內(nèi)容和作用。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)原理的智能家居安防系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對家庭環(huán)境的監(jiān)測和報(bào)警，如火災(zāi)報(bào)警、煤氣泄漏報(bào)警、入侵報(bào)警等。同時(shí)，用戶可以通過手機(jī)等終端遠(yuǎn)程監(jiān)控家庭安全。2、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)微機(jī)原理下的智能電表遠(yuǎn)程抄表與監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程讀取電表數(shù)據(jù)、故障診斷和參數(shù)設(shè)置，說明系統(tǒng)的通信方式和軟件功能。3、（本題5分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于微機(jī)原理的電子羅盤系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確測量方向，并在顯示屏上顯示方向信息。同時(shí)，還可以與衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更精確的導(dǎo)航功能。同時(shí)，還可以與地圖軟件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃和導(dǎo)航。同時(shí)，還可以與戶外運(yùn)動(dòng)設(shè)備結(jié)合，實(shí)現(xiàn)戶外運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航和定位。4、（本題5分）基于8086