西安航空学院《微处理器应用》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《微处理器应用》2021-2022学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、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、对于微机系统中的存储器层次结构，假设一个应用程序需要频繁地访问大量的数据，并且对数据的访问速度有较高的要求。存储器的速度、容量和成本之间存在着权衡。以下哪种存储器技术或组合在满足性能需求的同时能够较好地控制成本？（）A.仅使用高速但昂贵的静态随机存储器（SRAM）B.以动态随机存储器（DRAM）为主，结合少量SRAM作为高速缓存C.大量使用廉价但速度较慢的只读存储器（ROM）D.完全依赖硬盘等外部存储设备，不使用内部存储器2、在微机的汇编语言程序设计中，假设要实现复杂的逻辑控制和条件判断。以下哪种指令组合和编程结构可能最清晰、高效地实现这些功能？（）A.条件跳转指令和循环结构B.位操作指令和查表法C.子程序调用和参数传递D.中断处理和异常处理请详细说明每个选项在实现复杂逻辑控制和条件判断时的特点和优势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、微机系统中的电源管理对于节能和系统稳定性很重要。假设系统处于空闲状态一段时间，以下哪种电源管理策略可能会被采用？（）A.关闭显示器和硬盘B.降低CPU工作频率C.进入待机模式D.以上都有可能5、对于微机系统中的Cache（高速缓存），假设需要提高系统对频繁访问数据的读取速度。Cache的替换策略和组织结构对于其性能有着重要影响。以下哪种Cache替换策略可能在大多数情况下能够提高命中率？（）A.随机替换策略，随机选择一个Cache行进行替换B.先进先出（FIFO）替换策略，先进入Cache的行先被替换C.最近最少使用（LRU）替换策略，替换最近最少使用的Cache行D.最不经常使用（LFU）替换策略，替换使用频率最低的Cache行6、微机中的BIOS设置可以对系统的硬件参数进行调整。假设我们要优化系统的性能，以下关于BIOS设置的描述，正确的是：（）A.可以通过BIOS设置调整CPU的电压和频率来提高性能，但可能会影响系统的稳定性B.关闭BIOS中的快速启动选项可以提高系统的启动速度C.BIOS设置中的所有选项都应该保持默认值，以免造成系统故障D.更改BIOS设置后不需要保存和重启系统，设置会立即生效7、在微机的存储系统中，RAID（独立磁盘冗余阵列）技术可以提高数据的可靠性和读写性能。假设我们需要构建一个既要求数据安全又要求高读写速度的存储系统，以下哪种RAID级别可能是最合适的选择？（）A.RAID0B.RAID1C.RAID5D.RAID108、在微机的操作系统中，进程管理是核心功能之一。假设我们要分析一个多进程系统中进程的调度策略，以下关于进程管理的描述，正确的是：（）A.先来先服务（FCFS）调度策略公平性好，但系统平均响应时间长B.短作业优先（SJF）调度策略可以使系统的平均周转时间最短，但可能导致长作业饥饿C.时间片轮转调度策略可以保证每个进程都能及时得到响应，但上下文切换开销大D.进程调度策略的选择只取决于系统的负载情况，与进程的特性无关9、微机系统中的DMA（直接内存访问）方式可以提高数据传输效率。假设要从外部设备向内存传输大量数据，使用DMA方式时，以下关于CPU参与程度的描述，哪一项是正确的？（）A.CPU全程参与数据传输过程B.CPU在传输开始和结束时参与，中间过程不参与C.CPU完全不参与数据传输过程D.CPU随机参与数据传输过程10、微机系统的可靠性测试是评估系统稳定性的重要手段。假设要对一个新开发的微机系统进行可靠性测试，以下关于测试方法的选择，哪一项是最全面的？（）A.进行长时间的连续运行测试，观察系统是否出现故障B.模拟各种极端环境条件，如高温、高湿度，测试系统的适应性C.对系统进行压力测试，如同时运行多个大型程序，检验其性能D.以上三种测试方法结合使用，全面评估系统的可靠性11、关于微机系统中的音频处理，假设需要实现高质量的音频录制、播放和编辑功能。音频处理芯片和相关软件的选择对于音频效果有着重要影响。以下哪种音频处理方案可能提供最佳的音频体验？（）A.集成声卡，使用系统自带的音频驱动程序B.独立声卡，配合专业的音频编辑软件C.USB外置声卡，通过通用驱动支持多种操作系统D.不使用声卡，依靠主板内置的音频功能12、在微机的系统总线仲裁中，假设多个设备同时请求使用系统总线，需要一种公平、高效的总线仲裁机制来决定哪个设备获得总线控制权。以下哪种总线仲裁方法可能在复杂的多设备环境中表现更好？（）A.集中式仲裁，由一个中央仲裁器进行决策B.分布式仲裁，各个设备通过协商确定总线使用权C.优先级仲裁，按照设备的预设优先级分配总线D.随机仲裁，通过随机数决定总线归属13、微机系统中的总线仲裁用于解决多个设备同时请求总线使用权的问题。假设一个系统中有多个高速设备需要频繁访问总线，以下关于总线仲裁方式和策略的描述，正确的是：（）A.集中式仲裁方式结构简单，但对总线的占用时间较长B.分布式仲裁方式可以实现多个设备的并行仲裁，提高总线利用率C.总线仲裁策略只考虑设备的优先级，不考虑设备的请求频率D.无论采用哪种仲裁方式，对系统的整体性能影响不大14、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15、微机系统中的故障诊断和维修是维护系统正常运行的重要环节。假设一个微机系统出现故障。以下关于故障诊断和维修的描述，哪一项是错误的？（）A.可以通过观察指示灯、听报警声等方式初步判断故障类型B.软件故障可以通过重新安装操作系统、驱动程序等方法解决C.硬件故障通常需要更换故障部件，但有时也可以通过清洁、重新插拔等方式修复D.只要微机系统出现故障，就必须立即更换所有硬件部件，以确保系统正常运行16、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）17、微机系统中的操作系统负责管理系统资源和任务调度。假设要在微机系统上运行多个实时任务，以下关于操作系统支持的描述，正确的是：（）A.实时操作系统能够保证任务在规定的时间内完成响应，具有较高的实时性B.通用操作系统通过优化调度算法也可以满足实时任务的要求C.操作系统对实时任务的支持只取决于内核的设计，与驱动程序无关D.实时任务在微机系统上的执行效果不受硬件资源的限制18、微处理器的寻址方式决定了其对内存和外设的访问能力。假设我们需要在一个较大的内存空间中进行灵活的数据操作，以下哪种寻址方式能够提供更广泛的寻址范围和更灵活的地址计算？（）A.直接寻址B.寄存器间接寻址C.基址加变址寻址D.相对寻址19、在微机系统的存储器管理方面，需要考虑不同类型存储器的特点和应用场景。假设要为一个实时控制系统配置存储器，要求快速的数据读写和可靠的存储。同时，要考虑成本和系统复杂度等因素。以下哪种存储器组合方案最为合适？（）A.仅使用高速缓存（Cache）B.以动态随机存储器（DRAM）为主，辅以少量静态随机存储器（SRAM）C.大量使用只读存储器（ROM）D.完全依赖硬盘作为存储器20、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二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述8086微处理器的软件中断的类型和使用。2、（本题5分）什么是微处理器？它包含哪些主要部件？3、（本题5分）解释流水线技术在CPU中的应用和优势。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电机控制系统。实现对电机的正反转、调速等控制，可应用于工业自动化等领域。2、（本题5分）设计一个基于微机原理的风速监测系统。该系统能够实时监测风速传感器的输出信号，并在显示屏上显示风速值。当风速超过设定的阈值时，系统能够发出报警信号。3、（本题5分）设计一个基于微机原理的液位监测和控制系统、液位报警系统和远程监控系统的组合装置。该装置能够实时监测容器中的液位高度，并根据设定的控制策略自动控制进液和出液阀门，当液位超过设定的上下限时，系统能够发出报警信号，同时可以通过网络进行远程监控。4、（本题5分）运用微机原