湖北大学知行学院《计算机组成原理与体系结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页湖北大学知行学院《计算机组成原理与体系结构》

2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题2分，共40分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在微机系统中，存储器是重要的组成部分。假设一个微机系统需要扩展大量的外部存储器，以满足数据存储和处理的需求。以下关于存储器扩展方式和特点的描述，正确的是：（）A.位扩展可以增加存储器的字长，适用于需要处理大数据量的情况B.字扩展能够增加存储器的容量，但会降低存储器的访问速度C.同时进行位扩展和字扩展可以灵活地满足不同的存储需求，但电路设计复杂D.存储器扩展对微机系统的性能没有影响，只取决于存储器芯片的数量2、在微机的汇编语言中，标志寄存器（FLAGS）中的标志位反映了指令执行的结果和状态。假设我们执行了一条算术运算指令，以下哪个标志位可以用来判断是否产生了进位？（）A.CF（进位标志）B.ZF（零标志）C.SF（符号标志）D.OF（溢出标志）3、微机系统的可靠性和稳定性对于许多关键应用至关重要。假设一个微机系统在恶劣的工作环境中运行，以下关于提高系统可靠性的措施和方法的描述，正确的是：（）A.采用冗余设计，如双电源、备份存储等，可以提高系统的可靠性B.优化系统的散热设计，降低工作温度，对系统可靠性没有影响C.不进行系统的故障检测和诊断，依靠硬件的自身稳定性来保证系统运行D.系统的可靠性只与硬件质量有关，与软件的设计和优化无关4、微机系统的BIOS（基本输入输出系统）在系统启动过程中起着重要作用。假设系统在启动时出现故障，需要诊断BIOS的问题。以下哪种方法可能是最有效的BIOS故障诊断途径？（）A.检查BIOS设置B.刷新BIOS版本C.更换BIOS芯片D.使用硬件诊断工具请详细说明每个方法在诊断BIOS故障时的作用和适用情况5、在微机的指令流水线技术中，以下关于指令流水线的优点和限制，描述不准确的是（）A.指令流水线能够提高CPU的指令执行效率，减少指令执行的平均周期B.它可以同时处理多条指令的不同阶段，实现并行执行C.指令流水线的性能不受指令相关性和分支预测错误的影响D.复杂的指令集和硬件结构可能会增加指令流水线的实现难度和成本6、在微机的硬件扩展方面，添加新的设备需要考虑兼容性和资源分配。假设要为微机添加一块新的显卡，以下关于硬件扩展的描述，哪一项是不正确的？（）A.需要确保显卡与主板的接口兼容，以及电源能够提供足够的功率B.操作系统会自动识别新添加的硬件设备，并安装相应的驱动程序C.在BIOS中进行正确的设置可以优化硬件扩展设备的性能D.硬件扩展不会对微机系统的稳定性和可靠性产生任何影响7、微机中的并行通信和串行通信各有特点。假设要在两个距离较远的设备之间进行数据传输。以下关于并行通信和串行通信的描述，哪一项是不正确的？（）A.并行通信一次传输多个比特，速度快，但需要多条数据线，适用于短距离传输B.串行通信一次传输一个比特，速度慢，但只需一条数据线，成本低，适合长距离传输C.并行通信的信号同步比串行通信简单，不容易出现数据错位D.在高速数据传输中，串行通信的性能逐渐超越并行通信，成为主流的通信方式8、在微机的硬件升级过程中，需要考虑兼容性和性能提升。假设要升级微机的内存，以下关于内存选择的要点，哪一项是最关键的？（）A.选择与主板兼容的内存类型和频率B.购买大容量的内存，以满足未来的需求C.选择价格便宜的内存，降低升级成本D.只关注内存的品牌，不考虑其他因素9、在微机原理中，关于微处理器的结构和功能是重要的基础知识。假设一个微处理器需要同时处理多个复杂的任务，以下关于其结构和功能的描述，哪一项是不准确的？（）A.微处理器通常包含算术逻辑单元（ALU），用于执行算术和逻辑运算B.控制单元负责指挥和协调处理器内各个部件的工作，以确保指令的正确执行C.寄存器组用于暂存数据和指令，提高处理器的运行效率，但寄存器数量对性能影响不大D.高速缓存（Cache）可以减少处理器访问主存的次数，显著提高数据读取速度10、微机系统中的驱动程序是连接硬件和操作系统的桥梁。假设一个新安装的硬件设备无法正常工作，以下关于驱动程序的描述，哪一项是不准确的？（）A.驱动程序为操作系统提供了操作硬件的接口和指令B.可以通过设备管理器查看硬件设备的驱动程序状态，并进行更新和安装C.从非官方渠道获取的驱动程序可能存在兼容性和安全性问题D.只要硬件设备能够被操作系统识别，就不需要安装驱动程序11、对于微机系统中的A/D和D/A转换，假设需要对一个模拟信号进行高精度的数字化采集，并将数字信号转换为模拟信号输出。A/D和D/A转换器的性能指标和选型对于系统的精度和稳定性至关重要。以下哪种A/D和D/A转换器可能满足高精度的要求？（）A.逐次逼近型A/D转换器和电压输出型D/A转换器B.双积分型A/D转换器和电流输出型D/A转换器C.并行比较型A/D转换器和乘法型D/A转换器D.以上类型都可以，性能没有差异12、微机系统中的并行接口和串行接口各有特点和应用场景。假设我们要连接一个需要高速并行数据传输的外部设备，以下哪种接口可能更适合？（）A.并口（LPT）B.串口（COM）C.IEEE1394接口D.蓝牙接口13、对于微机系统中的实时操作系统（RTOS）应用，假设需要在严格的时间限制内完成特定的任务，如工业控制中的实时监测和响应。RTOS的任务调度和资源分配策略对于系统的实时性有着关键影响。以下哪种RTOS特性可能最能满足实时性要求？（）A.优先级抢占式调度，高优先级任务可立即抢占低优先级任务B.时间片轮转调度，每个任务分配固定的时间片执行C.静态任务分配，任务的资源需求在系统启动时确定D.随机任务调度，不考虑任务的优先级和时间要求14、微机系统的时钟信号对于系统的同步和性能起着关键作用。假设一个微机系统正在稳定运行。以下关于时钟信号的描述，哪一项是不正确的？（）A.时钟信号的频率决定了CPU的工作节拍，频率越高，CPU执行指令的速度越快B.时钟周期是时钟信号的最小时间单位，指令的执行通常需要多个时钟周期C.不同部件可以根据需要使用不同频率的时钟信号，以优化系统性能D.时钟信号的稳定性和准确性对微机系统的运行没有影响，只要有信号就行15、在微机的串行通信中，假设需要在长距离、高噪声环境下实现可靠的数据传输。以下哪种串行通信协议和调制方式的组合可能提供最佳的通信质量？（）A.RS-232协议和幅移键控（ASK）B.RS-485协议和频移键控（FSK）C.USB协议和相移键控（PSK）D.蓝牙协议和正交幅度调制（QAM）请分别解释每个协议和调制方式的特点、抗干扰能力以及在长距离高噪声环境中的适用性16、在微机的实时操作系统应用中，假设需要确保关键任务在规定的时间内完成响应。以下哪种任务调度算法和资源分配策略的组合可能最有效地满足实时性要求？（）A.优先级调度和抢占式资源分配B.时间片轮转调度和公平资源分配C.最短作业优先调度和静态资源分配D.随机调度和动态资源分配请详细解释每个任务调度算法和资源分配策略在实时操作系统中的原理和对满足实时性要求的影响17、微机中的DMA（直接内存访问）技术能够提高数据传输效率。关于DMA的工作过程，以下叙述不正确的是（）A.DMA控制器接管总线控制权，直接在内存和外设之间进行数据传输B.在DMA传输过程中，CPU可以同时进行其他操作，提高了系统的并行性C.DMA传输结束后，会通过中断通知CPU进行后续处理D.DMA技术只能用于数据的输入，不能用于数据的输出18、在微机的数模（D/A）和模数（A/D）转换中，精度和转换速度是重要的指标。假设要为一个实时控制系统设计A/D转换电路，要求高精度和快速转换。以下哪种A/D转换芯片能够满足要求？（）A.逐次逼近型A/D转换器B.双积分型A/D转换器C.并行比较型A/D转换器D.以上都不行19、微机系统的电源管理对于系统的稳定性和节能都很重要。假设一个移动微机设备需要在不同的工作模式下保持良好的性能和续航能力。在电源管理策略的制定中，以下哪项是最关键的？（）A.根据设备的工作负载动态调整电源供应B.优化硬件组件的电源消耗，降低待机功耗C.提供多种电源模式供用户选择，满足不同需求D.只关注电源的输出功率，不考虑节能20、在微机的总线结构中，数据总线、地址总线和控制总线的宽度和性能决定了系统的整体数据传输能力。假设要升级一个微机系统，以支持更高的数据吞吐量和更复杂的设备连接。以下哪种总线升级方案最为有效？（）A.增加数据总线和地址总线的宽度B.提高控制总线的时钟频率C.减少总线的负载电容D.更换为串行总线二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述微机中计数器/定时器的工作原理。2、（本题5分）微机系统的性能评估指标有哪些？3、（本题5分）简述CMOS设置的主要内容和作用。三、设计题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个基于微机原理的智能家居安防系统。系统能够实现对家庭环境的监测和报警，如火灾报警、煤气泄漏报警、入侵报警等。同时，用户可以通过手机等终端远程监控家庭安全。2、（本题5分）设计一个微机原理下的智能电表远程抄表与监控系统，实现远程读取电表数据、故障诊断和参数设置，说明系统的通信方式和软件功能。3、（本题5分）设计一个基于微机原理的电子罗盘系统。该系统能够准确测量方向，并在显示屏上显示方向信息。同时，还可以与卫星导航系统结合，实现更精确的导航功能。同时，还可以与地图软件结合，实现路径规划和导航。同时，还可以与户外运动设备结合，实现户外运动导航和定位。4、（本题5分）基于8086