咸阳职业技术学院《计算机组成原理与系统结构实验》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《计算机组成原理与系统结构实验》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______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、微机系统中的数据表示和编码方式影响着数据的存储和处理。假设要处理大量的数值数据，以下关于数据表示和编码的描述，正确的是：（）A.原码、反码和补码是计算机中常见的有符号数表示方法，补码的运算规则最简单B.浮点数的表示范围比整数大，但精度可能不如整数C.ASCII码是一种通用的字符编码，但不能表示汉字等复杂字符D.数据的编码方式对存储容量和运算效率没有影响2、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3、8086CPU中，执行乘法指令MULBL后，乘积的高8位存放在（）A.AHB.ALC.BHD.BL4、在微机系统的可靠性设计中，容错技术可以提高系统在故障情况下的正常运行能力。假设要构建一个容错微机系统，以下关于容错技术的描述，正确的是：（）A.硬件冗余是一种常见的容错技术，如双机热备份B.软件容错可以通过错误检测和恢复代码来实现C.信息冗余可以通过纠错码来检测和纠正数据传输中的错误D.以上都是常见的容错技术5、在微机的存储系统中，考虑到内存的读写速度和容量。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要求较高。如果采用了高速缓存（Cache）技术，以下关于其效果的描述，哪一项是不准确的？（）A.可以显著提高数据的访问速度，减少内存访问的延迟B.能够自动适应不同应用程序的数据访问模式，无需手动配置C.可能会存在缓存一致性问题，需要特殊的处理机制来保证数据的正确性D.高速缓存的容量越大，对性能的提升效果越明显6、在微机的中断系统中，假设系统同时接收到多个中断请求，每个中断请求的优先级和紧急程度不同。中断的管理和响应机制对于系统的稳定性和实时性至关重要。以下哪种中断处理策略能够更好地保证系统的正常运行？（）A.固定优先级策略，按照预先设定的优先级顺序响应中断B.循环优先级策略，轮流给予各个中断源最高优先级C.中断嵌套策略，允许高优先级中断打断低优先级中断的处理D.随机响应策略，不考虑优先级，随机处理中断请求7、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8、在微机的显示系统中，显卡的性能对图像显示质量和速度有重要影响。假设我们需要运行一个对图形处理要求很高的3D游戏，以下哪个显卡参数对于游戏的流畅度最为关键？（）A.显卡的显存容量B.显卡的核心频率C.显卡的位宽D.显卡的输出接口类型9、微处理器的指令系统对计算机的性能和功能有着重要影响。假设我们正在研究一款新型微处理器的指令集，以下关于指令系统设计的描述，正确的是：（）A.指令集越复杂，包含的指令越多，微处理器的性能就越高B.精简指令集（RISC）通过减少指令数量和简化指令格式来提高处理器的执行效率C.复杂指令集（CISC）更适合处理复杂的计算任务，而RISC则不适合D.指令系统的设计不需要考虑与现有软件的兼容性，只关注新处理器的性能提升10、在微机的存储系统中，Cache（高速缓存）的作用不可忽视。假设一个程序具有局部性访问的特点，即频繁访问某些特定的内存区域。以下关于Cache命中率的影响因素，哪一项是最关键的？（）A.Cache的容量大小B.Cache的替换算法C.主存的访问速度D.程序的执行顺序11、微处理器的指令系统直接影响着微机的性能和功能。假设要在一个特定的应用场景中选择合适的指令集，以下关于指令系统特点和应用的描述，正确的是：（）A.CISC指令集的指令丰富，功能强大，但执行效率相对较低B.RISC指令集的指令简单，执行速度快，适用于复杂的科学计算C.精简指令集（RISC）在处理多媒体数据时具有明显的优势D.指令系统的选择对微机系统的软件开发难度没有影响12、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13、8086CPU中，用于存放当前正在执行的指令的地址的寄存器是（）A.IPB.SPC.BPD.SI14、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15、在微机的硬件升级过程中，需要考虑兼容性和性能提升。假设我们要升级CPU，以下哪个因素除了性能外还需要重点考虑？（）A.CPU的插槽类型B.CPU的核心数量C.CPU的缓存大小D.CPU的价格16、在微机的指令流水线技术中，多条指令可以在不同的阶段同时执行。假设流水线出现了阻塞，可能是由于什么原因导致的？（）A.数据相关B.资源冲突C.控制相关D.以上都是17、在微机系统中，存储器的组织和管理是非常重要的一部分。假设我们有一个需要大量数据存储和快速访问的应用场景，比如高清视频处理。在这种情况下，以下哪种存储器技术能够提供较高的存储容量和较快的访问速度？（）A.DRAM（动态随机存取存储器）B.SRAM（静态随机存取存储器）C.Flash存储器D.硬盘存储器18、在微机的软件开发中，调试工具可以帮助发现和解决程序中的错误。假设一个程序在运行时出现异常，以下关于调试工具的描述，哪一项是不正确的？（）A.可以使用调试器设置断点，逐行执行代码，查看变量的值和程序的执行流程B.内存查看工具可以帮助检查内存的使用情况，发现内存泄漏和越界访问等问题C.性能分析工具可以评估程序的运行时间和资源消耗，找出性能瓶颈D.调试工具只能在程序开发阶段使用，一旦程序发布就不再需要19、8086CPU中的指令“JMPSHORTNEXT”属于（）转移。A.段内直接短转移B.段内直接近转移C.段间直接转移D.段间间接转移20、微机中的总线是连接各个部件的重要通道。假设我们正在设计一个基于微机的多媒体处理系统，以下关于总线的描述，正确的是：（）A.系统总线的带宽越大，数据传输速度就越快，系统性能也就越好B.地址总线的宽度决定了系统能够访问的内存空间大小，与外部设备无关C.控制总线用于传输数据和地址信息，是总线中最重要的部分D.不同类型的总线（如PCI、USB等）可以直接连接，无需进行任何转换21、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22、在微机的输入输出（I/O）接口中，数据的传输方式有多种。假设我们要在一个工业控制系统中实现高速数据采集，以下关于I/O数据传输方式的描述，正确的是：（）A.程序查询方式简单直观，但CPU利用率低，不适合高速数据传输B.中断方式能够及时响应外部设备的请求，但会导致数据传输的不连续性C.直接存储器访问（DMA）方式可以在不经过CPU的情况下实现高速数据传输，但硬件成本较高D.I/O通道方式能够实现更复杂的I/O控制，但编程难度大，一般不用于小型系统23、微机中的操作系统对硬件资源进行管理和分配。关于操作系统与硬件的交互，以下描述不准确的是（）A.操作系统通过驱动程序与硬件设备进行通信和控制B.不同的操作系统对硬件的支持程度和管理方式可能不同C.硬件的特性和性能会影响操作系统的选择和安装D.操作系统能够完全屏蔽硬件的差异，使应用程序无需关心底层硬件的具体情况24、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25、微机中的缓存（Cache）用于提高系统性能。假设我们要分析一个微机系统的缓存命中率对性能的影响，以下关于缓存的描述，正确的是：（）A.缓存容量越大，命中率就越高，系统性能就越好B.缓存的替换策略对命中率没有影响，只影响缓存的更新速度C.直接映射缓存的命中率高于组相联缓存和全相联缓存D.当缓存命中率较低时，可以通过增加缓存容量或优化程序来提高性能二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）什么是中断传送方式？它有什么优点？2、（本题5分）简述多模块程序设计的方法和注意事项。3、（本题5分）简述嵌入式系统的开发流程。4、（本题5分）简述立即数寻址和寄存器寻址的区别。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温度控制器、湿度控制器、空气质量监测系统、空气净化设备控制系统和远程监控系统的组合系统。该系统能够根据设定的温度、湿度和空气质量要求自动控制加热、冷却、加湿、除湿、空气净化设备，以保持环境的舒适度和空气质量在一定范围内，同时可以通过网络进行远程监控。2、（本题5分）设计一个基于微机原理的交通信号灯控制系统、交通流量监测系统、交通诱导系统和智能交通管理系统的组合系统。该系统能够根据交通流量自动调整信号灯的时间，实时监测交通流量数据，通过交通诱导设备为驾驶员提供交通信息，并进行智能交通管理，以提高交通效率和安全性。3、（本题5分）设计一个基于微机原理的风速监测和风向测量系统、风力发电控制系统和远程监控系统的组合系统。该系统能够实时监测风速传感器的输出信号和风向传感器的输出信号，并根据这些信号控制风力发电机的运行，提高风力发电效率，