西安交通大學(xué)城市學(xué)院《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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、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2、關(guān)于微機(jī)系統(tǒng)中的匯編語(yǔ)言編程，假設(shè)需要編寫(xiě)一個(gè)高效、緊湊的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的硬件控制功能。匯編語(yǔ)言的指令選擇和編程技巧對(duì)于程序的性能和代碼的可讀性有著重要影響。以下哪種匯編語(yǔ)言編程方法可能更有助于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.使用大量的宏指令來(lái)簡(jiǎn)化代碼結(jié)構(gòu)B.優(yōu)化指令的執(zhí)行順序，減少流水線阻塞C.采用循環(huán)展開(kāi)技術(shù)，提高程序的執(zhí)行速度D.盡量使用復(fù)雜的尋址方式，以節(jié)省指令數(shù)量3、在微機(jī)的存儲(chǔ)保護(hù)機(jī)制中，假設(shè)要防止一個(gè)應(yīng)用程序訪問(wèn)其他程序的內(nèi)存空間，保障系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。以下哪種存儲(chǔ)保護(hù)方法可能最為可靠？（）A.基址寄存器和界限寄存器B.分頁(yè)存儲(chǔ)管理C.分段存儲(chǔ)管理D.以上方法的結(jié)合請(qǐng)?jiān)敿?xì)解釋每個(gè)存儲(chǔ)保護(hù)方法的工作原理和在防止內(nèi)存訪問(wèn)越界方面的效果4、在微機(jī)原理及應(yīng)用中，關(guān)于微處理器的指令系統(tǒng)，假設(shè)需要執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理任務(wù)，涉及到大量的數(shù)值運(yùn)算和邏輯操作。指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化對(duì)于程序的執(zhí)行效率和代碼的簡(jiǎn)潔性有著重要影響。以下哪種指令集架構(gòu)在這種情況下可能表現(xiàn)更出色？（）A.CISC（復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)）架構(gòu)，指令豐富且功能強(qiáng)大B.RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）架構(gòu)，指令簡(jiǎn)單但執(zhí)行效率高C.VLIW（超長(zhǎng)指令字）架構(gòu)，通過(guò)并行執(zhí)行多條指令提高性能D.EPIC（顯性并行指令計(jì)算）架構(gòu)，依靠編譯器顯式指定并行性5、對(duì)于微機(jī)系統(tǒng)中的Cache（高速緩存），假設(shè)需要提高系統(tǒng)對(duì)頻繁訪問(wèn)數(shù)據(jù)的讀取速度。Cache的替換策略和組織結(jié)構(gòu)對(duì)于其性能有著重要影響。以下哪種Cache替換策略可能在大多數(shù)情況下能夠提高命中率？（）A.隨機(jī)替換策略，隨機(jī)選擇一個(gè)Cache行進(jìn)行替換B.先進(jìn)先出（FIFO）替換策略，先進(jìn)入Cache的行先被替換C.最近最少使用（LRU）替換策略，替換最近最少使用的Cache行D.最不經(jīng)常使用（LFU）替換策略，替換使用頻率最低的Cache行6、在微機(jī)的數(shù)字信號(hào)處理應(yīng)用中，假設(shè)需要對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)濾波和降噪處理。以下哪種數(shù)字信號(hào)處理算法和硬件實(shí)現(xiàn)方式的組合可能最適合滿足實(shí)時(shí)處理的要求？（）A.FIR濾波器和專用數(shù)字信號(hào)處理芯片B.IIR濾波器和通用微處理器C.小波變換和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）D.卡爾曼濾波和圖形處理單元（GPU）請(qǐng)?jiān)敿?xì)介紹每個(gè)選項(xiàng)中算法的特點(diǎn)、硬件的性能以及在音頻信號(hào)實(shí)時(shí)處理中的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)7、微機(jī)系統(tǒng)的接口技術(shù)用于連接CPU和外部設(shè)備。假設(shè)要設(shè)計(jì)一個(gè)新的微機(jī)系統(tǒng)接口。以下關(guān)于接口技術(shù)的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.接口需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、速度匹配和信號(hào)電平轉(zhuǎn)換等功能，以保證CPU和外部設(shè)備的正常通信B.并行接口一次可以傳輸多個(gè)比特的數(shù)據(jù)，速度快，但傳輸距離較短C.串行接口一次傳輸一個(gè)比特的數(shù)據(jù)，速度慢，但傳輸距離遠(yuǎn)，適合長(zhǎng)距離通信D.所有的接口都可以直接連接到CPU的總線上，無(wú)需經(jīng)過(guò)其他中間電路8、微處理器的尋址方式?jīng)Q定了其對(duì)內(nèi)存和外設(shè)的訪問(wèn)能力。假設(shè)我們需要在一個(gè)較大的內(nèi)存空間中進(jìn)行靈活的數(shù)據(jù)操作，以下哪種尋址方式能夠提供更廣泛的尋址范圍和更靈活的地址計(jì)算？（）A.直接尋址B.寄存器間接尋址C.基址加變址尋址D.相對(duì)尋址9、在微機(jī)原理中，關(guān)于微處理器的指令系統(tǒng)，假設(shè)我們需要執(zhí)行一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理操作，涉及到大量的數(shù)值運(yùn)算和邏輯判斷。如果指令系統(tǒng)提供了豐富的算術(shù)邏輯運(yùn)算指令和靈活的尋址方式，會(huì)對(duì)程序的編寫(xiě)和執(zhí)行效率產(chǎn)生怎樣的影響？（）A.程序編寫(xiě)更簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率更高B.程序編寫(xiě)更復(fù)雜，執(zhí)行效率更低C.對(duì)程序編寫(xiě)和執(zhí)行效率沒(méi)有影響D.程序編寫(xiě)更簡(jiǎn)單，但執(zhí)行效率更低10、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)11、在微機(jī)系統(tǒng)中，CPU對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)操作時(shí)，需要給出的地址信息是（）A.物理地址B.邏輯地址C.有效地址D.段地址12、在微機(jī)的指令流水線技術(shù)中，多條指令可以在不同的階段同時(shí)執(zhí)行。假設(shè)流水線出現(xiàn)了阻塞，可能是由于什么原因?qū)е碌?？（）A.數(shù)據(jù)相關(guān)B.資源沖突C.控制相關(guān)D.以上都是13、微機(jī)系統(tǒng)中的并行接口和串行接口在數(shù)據(jù)傳輸方式上有很大的不同。假設(shè)要在一個(gè)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用中選擇接口類型，以下關(guān)于并行和串行接口特點(diǎn)的描述，正確的是：（）A.并行接口同時(shí)傳輸多位數(shù)據(jù)，速度快，但線路復(fù)雜，成本高B.串行接口逐位傳輸數(shù)據(jù)，速度慢，但適用于長(zhǎng)距離傳輸C.并行接口的傳輸距離比串行接口遠(yuǎn)D.串行接口的誤碼率一定比并行接口高14、微機(jī)系統(tǒng)的電源管理對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能都很重要。假設(shè)我們有一個(gè)移動(dòng)設(shè)備中的微機(jī)系統(tǒng)，需要在不同工作狀態(tài)下動(dòng)態(tài)調(diào)整電源供應(yīng)以延長(zhǎng)電池壽命。以下哪種電源管理技術(shù)能夠有效地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？（）A.APM（高級(jí)電源管理）B.ACPI（高級(jí)配置與電源接口）C.直接關(guān)閉不必要的設(shè)備電源D.降低CPU工作頻率15、8086系統(tǒng)中，一個(gè)存儲(chǔ)單元的地址為2000H:1000H，其物理地址是（）A.20000HB.21000HC.3000HD.12000H二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述CPU與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送的方式。2、（本題5分）簡(jiǎn)述多模塊程序設(shè)計(jì)的方法和注意事項(xiàng)。3、（本題5分）簡(jiǎn)要說(shuō)明微機(jī)系統(tǒng)中信息安全的重要性和主要措施。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）論述微機(jī)的軟件項(xiàng)目質(zhì)量管理與微機(jī)原理的關(guān)系。2、（本題5分）詳細(xì)分析8086匯編語(yǔ)言中宏指令的定義、調(diào)用和參數(shù)傳遞。3、（本題5分）論述8086指令系統(tǒng)中邏輯運(yùn)算指令的功能和應(yīng)用。4、（本題5分）分析8086指令系統(tǒng)中指令的執(zhí)行模式和特權(quán)級(jí)別。5、（本題5分）探討8086微機(jī)系統(tǒng)中通信接口芯片的功能和應(yīng)用。四、設(shè)計(jì)題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）設(shè)計(jì)一個(gè)微機(jī)原理下的簡(jiǎn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