西南交通大学《微机原理含实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《微机原理含实验》2023-2024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、微机系统中的时钟发生器为整个系统提供定时信号。假设时钟发生器出现故障，会对系统产生什么影响？（）A.系统无法正常启动和运行B.对系统性能没有影响C.只影响某些特定的设备D.系统会自动切换到备用时钟发生器2、微机系统中的定时器和计数器在很多应用中都有重要作用。假设我们要设计一个精确的定时控制系统，需要产生周期性的精确脉冲信号。以下哪种定时器/计数器的工作方式最适合这种需求？（）A.方式0：计数结束中断B.方式1：可重复触发的单稳态触发器C.方式2：频率发生器D.方式3：方波发生器3、微机系统的定时与计数功能在许多应用中起着关键作用。假设要设计一个精确的定时控制系统，用于工业自动化生产线上的设备控制，要求定时精度高、稳定性好。以下哪种定时与计数技术最为适合？（）A.软件定时B.采用可编程定时器/计数器芯片C.利用系统时钟进行定时D.基于外部脉冲的计数4、微机中的接口技术不断发展和创新。关于USB（通用串行总线）接口的特点，以下描述不准确的是（）A.USB接口支持热插拔，即设备可以在计算机运行时插拔而无需重启B.它具有高速的数据传输速率，能够满足多种设备的需求C.USB接口可以连接多种类型的设备，如存储设备、打印机、摄像头等D.USB接口的供电能力有限，无法为大功率设备提供足够的电源5、微机系统中的总线是连接各个部件的重要通道。假设要升级一个微机系统，以提高其数据传输速度和整体性能。在总线的选择和优化方面，以下哪种策略是最有效的？（）A.更换为更高频率的总线，提升数据传输速率B.增加总线的宽度，一次传输更多数据C.优化总线的仲裁机制，减少总线竞争D.以上三种策略同时实施，综合提升总线性能6、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7、在微机的音频处理方面，需要考虑采样频率、量化位数和声道数等参数。假设要为一个专业音乐制作工作室配置微机音频系统，要求高保真的音频录制和播放。以下哪种音频参数设置能够达到最佳效果？（）A.低采样频率，低量化位数，单声道B.高采样频率，高量化位数，多声道C.中等采样频率，中等量化位数，双声道D.随机选择采样频率和量化位数，声道数不限8、微机中的加密技术用于保护数据的安全。假设一个企业需要保护敏感数据。以下关于加密技术的描述，哪一项是不准确的？（）A.对称加密算法加密和解密使用相同的密钥，速度快，但密钥管理复杂B.非对称加密算法使用公钥和私钥，安全性高，但计算开销大C.哈希函数可以用于数据完整性验证，但不能用于加密数据D.一旦数据被加密，就无法在没有密钥的情况下被破解，绝对安全9、在微机的存储系统中，高速缓存（Cache）的作用不容忽视。假设一个微机系统的工作负载具有较高的局部性，以下关于Cache工作原理和效果的描述，正确的是：（）A.Cache采用直接映射方式时，命中率较高，但可能会产生冲突缺失B.全相联映射方式的Cache结构简单，成本低，但查找速度慢C.组相联映射方式结合了直接映射和全相联映射的优点，是最理想的Cache映射方式D.增加Cache的容量一定能显著提高微机系统的性能，不受其他因素限制10、微机中的音频处理系统包括声卡和音频设备。假设要搭建一个高质量的音频录制和播放系统。以下关于音频处理系统的描述，哪一项是不准确的？（）A.声卡负责音频信号的采集、编码、解码和输出等功能B.音频采样频率和量化位数越高，声音的质量就越好C.多声道音频系统可以提供更加逼真的环绕声效果D.微机中的音频处理系统只能处理模拟音频信号，无法处理数字音频信号11、微机系统的可靠性是一个重要的指标。假设一个关键任务的微机系统需要长时间稳定运行，不能出现故障。在提高系统可靠性方面，以下哪种方法是最有效的？（）A.采用冗余设计，如双电源、备份存储等B.定期进行系统维护和更新硬件C.安装强大的杀毒软件和防火墙，防止软件故障D.只使用经过严格测试的硬件组件12、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13、微机系统中的总线是连接各个部件的重要通道。假设我们要设计一个高速数据传输的微机系统，对于总线的带宽和传输速度有很高的要求。以下哪种总线标准在这种情况下可能表现更出色？（）A.ISA（工业标准结构总线）B.PCI（外设部件互连总线）C.USB（通用串行总线）D.PCIExpress（高速串行计算机扩展总线标准）14、在微机系统的存储体系中，内存的类型和特点有着重要的作用。假设一个计算机系统需要高速且大容量的内存来支持运行大型程序，以下关于内存的描述，哪一项是不正确的？（）A.DRAM（动态随机存取存储器）需要定期刷新来保持数据，但成本相对较低，容量较大B.SRAM（静态随机存取存储器）速度快，但成本高，通常用于高速缓存C.ROM（只读存储器）中的数据在制造时就被固化，只能读取不能写入，常用于存储固定的程序和数据D.内存的速度和容量只取决于其类型，与计算机系统的其他硬件组件无关15、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16、8086CPU中的指令“PUSHBX”执行后，SP的值会（）A.加2B.减2C.加1D.减117、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18、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）19、对于微机系统中的DMA控制器，假设需要在不占用CPU资源的情况下，实现高速的数据块传输，例如从硬盘到内存。DMA控制器的参数设置和工作模式的选择对于数据传输的效率和正确性至关重要。以下哪种DMA传输模式可能最适合这种大数据块的快速传输？（）A.单字节传输模式，每次传输一个字节B.数据块传输模式，一次传输多个连续字节C.请求传输模式，根据CPU的请求进行数据传输D.级联传输模式，多个DMA控制器协同工作20、以下哪种指令可以实现将两个操作数相加，并将结果存放在第一个操作数中（）A.ADDB.SUBC.MOVD.CMP二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释微机系统中BIOS的功能和作用。2、（本题5分）简述防火墙在微机网络系统中的作用和类型。3、（本题5分）什么是微处理器？它包含哪些主要部件？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子门禁系统。通过刷卡或密码验证实现门禁控制，具备记录和查询功能，提高场所的安全性。2、（本题5分）设计一个基于微机原理的电子门禁系统故障诊断系统。准确判断电子门禁系统的故障原因，并提出修复方案。3、（本题5分）利用微机原理，设计一个智能停车场的无人值守收费系统，支持多种支付方式，自动完成收费和放行操作。4、（本题5分）设计一个基于微机原理的频谱分析仪。系统能够分析电信号的频谱，并在显示屏上显示频谱图。同时，具备频率范围选择和分辨率调整功能。5、（本题5分）设计一个基于微机原理的电梯运行状态监测与故障诊断系统、远程监控系统和智