湖南工业大学科技学院《计算机组成原理》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《计算机组成原理》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25个小题，每小题1分，共25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、微机中的输入输出（I/O）接口在系统中起着重要的作用。假设我们要连接一个外部设备，该设备的数据传输速率较慢，并且与微机的工作时序不一致。在这种情况下，使用哪种I/O控制方式可能最为合适？（）A.程序查询方式B.中断方式C.DMA方式D.通道方式2、在微机的指令流水线技术中，假设要提高流水线的效率，减少流水线阻塞。以下哪种方法可能对解决数据相关和控制相关问题最为有效？（）A.分支预测B.数据前推C.延迟分支D.以上方法的综合运用请详细说明每个解决方法在指令流水线中的工作原理和在提高流水线效率方面的效果3、微机系统中的输入输出（I/O）接口技术对于系统的性能和扩展性有着重要影响。假设要连接多个外部设备，如打印机、扫描仪和移动存储设备等，同时要保证数据传输的稳定性和高效性。以下哪种I/O接口标准在这种情况下能够提供更好的性能和兼容性？（）A.USB2.0B.IEEE1394C.SATAD.PS/24、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5、微机的汇编语言编程在底层控制和优化中具有重要地位。假设要编写一段高效的汇编程序来实现特定的功能，以下关于汇编语言特点和编程技巧的描述，正确的是：（）A.汇编语言直接操作硬件资源，程序执行效率高，但可读性差B.合理使用寄存器可以提高汇编程序的执行速度，但会增加代码的复杂性C.汇编语言不支持结构化编程，程序结构混乱，难以维护D.编写汇编程序时，无需考虑指令的执行周期和流水线特性6、微机的存储保护机制对于系统的稳定性和安全性至关重要。假设一个多任务微机系统，需要防止不同任务之间非法访问对方的存储区域。以下哪种存储保护方法最为有效？（）A.硬件存储保护B.软件存储保护C.不进行存储保护D.依靠用户自律7、微机中的DMA（直接存储器访问）控制器可以提高数据传输效率。假设一个微机系统正在进行大量的数据传输。以下关于DMA控制器的描述，哪一项是错误的？（）A.DMA控制器可以在不需要CPU干预的情况下，直接在存储器和I/O设备之间传输数据B.DMA传输可以采用单字节传输、数据块传输和请求传输等方式C.DMA控制器在传输数据时，会占用CPU的总线控制权，导致CPU暂时无法执行其他任务D.DMA控制器可以同时进行多个DMA传输请求，提高系统的并行处理能力8、微机系统中的DMA（直接存储器访问）控制器用于高速数据传输。假设需要在微机与外部高速设备之间进行大量数据的快速传输，以下哪种DMA传输模式可能最能满足需求？（）A.单字节传输模式B.数据块传输模式C.请求传输模式D.级联传输模式请分别介绍每个DMA传输模式的特点和适用场景，以及在大量数据快速传输中的性能9、在微机的硬件故障诊断和维护中，需要掌握各种测试工具和方法。假设微机系统出现频繁死机和数据错误的现象，为了快速定位故障部件。以下哪种故障诊断方法最为有效？（）A.替换法，逐个更换可能故障的部件B.观察法，查看硬件外观是否有损坏C.软件诊断工具，运行系统检测程序D.凭经验猜测故障部件10、微机系统中的ROM（只读存储器）在系统启动和基本功能实现中起着重要作用。假设我们要设计一个固化了关键程序和数据的ROM芯片，以下哪种ROM类型在成本和灵活性方面能够取得较好的平衡？（）A.PROM（可编程只读存储器）B.EPROM（可擦除可编程只读存储器）C.EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）D.FlashROM（闪存）11、在微机的通信接口中，如串口、并口和USB接口等，各自具有特点和适用场景。假设要连接一个高速外部存储设备，以下关于接口选择的考虑，哪一项是不正确的？（）A.优先选择USB3.0接口，其传输速度快B.考虑使用并口，因为其历史悠久，兼容性好C.串口传输速度较慢，一般不适合高速存储设备D.评估设备的需求和接口的性能，选择最合适的接口12、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13、微机系统中的键盘接口是常见的输入设备接口。假设要设计一个具有低延迟、高可靠性的键盘接口电路。以下哪种接口技术和电路设计方案可能是最优的选择？（）A.PS/2接口和相应的接口电路B.USB接口和专用接口芯片C.蓝牙无线接口和低功耗设计D.自定义并行接口和逻辑门电路请分别阐述每个选项的特点、性能优势以及在低延迟高可靠性键盘接口设计中的可行性14、微机系统中的存储器层次结构包括高速缓存、主存和辅存。假设一个应用程序频繁访问特定的一小部分数据，为了提高访问速度，以下哪种高速缓存替换策略可能最为有效？（）A.随机替换B.先进先出（FIFO）替换C.最近最少使用（LRU）替换D.最不经常使用（LFU）替换请详细说明每个高速缓存替换策略的工作方式，以及在频繁访问特定数据场景中的效果15、8086系统中，若SS=1000H，SP=0100H，此时堆栈栈顶的物理地址是（）A.10100HB.0F900HC.10000HD.0100H16、在微机的显示系统中，分辨率和色彩深度是重要的参数。假设要设计一个用于图形设计的微机系统，对显示效果要求很高。以下关于显示参数的选择，哪一项是最为重要的？（）A.选择高分辨率，以呈现更清晰的细节B.优先考虑高色彩深度，提供更丰富的色彩表现C.平衡分辨率和色彩深度，根据实际需求和硬件性能综合决定D.只关注显示设备的价格，而不考虑其参数17、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18、微机系统的散热问题对于系统的稳定性和寿命有重要影响。假设一个高性能的微机系统在运行时产生大量热量，以下关于散热方案的选择，哪一项是最有效的？（）A.安装风冷散热器，通过风扇进行散热B.选择水冷散热器，提高散热效率C.优化机箱风道设计，促进空气流通D.以上三种散热方案结合使用，根据实际情况进行优化19、在微机的存储层次结构中，缓存（Cache）的作用是提高数据访问速度。假设要优化一个微机系统的缓存性能，以下关于缓存策略的调整，哪一项是最重要的？（）A.增加缓存的容量，以存储更多的数据B.改进缓存的替换算法，提高命中率C.调整缓存与主存之间的数据交换粒度D.关闭缓存功能，依靠主存进行数据访问20、微机系统的电源管理对于节能和系统稳定性有重要意义。假设一个移动微机设备需要在不同工作模式下平衡性能和电池寿命。以下哪种电源管理策略可能在这种情况下实现最佳的效果？（）A.动态电压频率调整（DVFS）B.睡眠模式和待机模式切换C.关闭未使用的硬件设备D.以上策略的综合运用请详细解释每个电源管理策略的作用机制，以及在移动微机设备中的节能效果和对系统性能的影响21、微机中的串行通信和并行通信各有特点。假设需要在长距离上传输大量数据，并且对传输速度要求不是特别高。在这种情况下，以下哪种通信方式可能更适合？（）A.串行通信B.并行通信C.两者都可以，没有区别D.无法确定，取决于具体的设备22、微机系统中的DMA（直接内存访问）技术可以提高数据传输效率。假设要在一个数据密集型应用中使用DMA，以下关于DMA配置和使用的要点，哪一项是最关键的？（）A.正确设置DMA通道和传输参数，确保数据传输的准确性B.选择合适的DMA传输模式，如单次传输或连续传输C.优化DMA与CPU的协同工作，避免资源冲突D.尽量少使用DMA，以免增加系统复杂性23、在微机的总线系统中，数据总线、地址总线和控制总线各司其职。假设一个微机系统正在进行数据传输和控制操作。以下关于总线系统的描述，哪一项是错误的？（）A.数据总线用于在CPU、存储器和I/O设备之间传输数据，其宽度决定了一次能传输的数据量B.地址总线用于传输存储器和I/O设备的地址信息，其宽度决定了系统的寻址能力C.控制总线用于传输控制信号，如读写信号、中断请求信号等，以协调系统各部件的工作D.总线的工作频率越高，数据传输速度就越慢，系统性能也就越差24、8086CPU中的乘法指令MUL执行后，若乘积的高半部分不为零，则（）A.CF=0,OF=0B.CF=0,OF=1C.CF=1,OF=0D.CF=1,OF=125、在微机的汇编语言编程中，指令的执行效率和代码的优化是重要的考虑因素。假设我们要编写一个时间关键的程序段，需要尽可能减少指令执行周期。以下哪种编程技巧可能对提高执行效率最有帮助？（）A.合理使用寄存器B.减少函数调用C.优化循环结构D.以上都是二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）汇编语言中的标号有什么作用？2、（本题5分）嵌入式系统的软件架构通常包括哪些层次？3、（本题5分）简述微机系统的兼容性问题及解决方法。4、（本题5分）比较硬布线控制器和微程序控制器的优缺点。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气体传感器数据采集系统。系统能够实时采集气体传感器的数据，并在显示屏上显示。同时，具备数据存储和报警功能。2、（本题5分）设计一个基于微机原理的电子血压计故障预警系统。在电子血压计出现故障前，发出预警提示用户进行维护。3、（本题5分）设计一个基于微机原理的医疗设备监控系统。系统能够实现对医疗设备的运行状态进行监测和控制，如心电图机、血压计、血糖仪等。同时，具备数据存储和分析功能。4、（本题5分）设计一个基于微机原理的数字