湖北工程學院《計算機組成原理》2022-2023學年第一學期期末試卷

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《計算機組成原理》2022-2023學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在微機原理中，關于微處理器的體系結構，假設我們正在研究一款新型的微處理器。它具有多個核心，能夠同時處理多個任務。以下關于微處理器體系結構的描述，哪一項是不正確的？（）A.超標量結構通過同時發(fā)射多條指令，提高指令執(zhí)行的并行度B.超流水線結構通過縮短流水線的周期，增加單位時間內的指令執(zhí)行條數(shù)C.多核結構中，每個核心都有獨立的緩存和控制單元，彼此之間完全獨立工作，互不干擾D.復雜指令集計算機（CISC）的指令系統(tǒng)豐富，指令長度和執(zhí)行周期各不相同2、微機系統(tǒng)中的輸入輸出（I/O）接口技術對于系統(tǒng)的性能和擴展性有著重要影響。假設要連接多個外部設備，如打印機、掃描儀和移動存儲設備等，同時要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和高效性。以下哪種I/O接口標準在這種情況下能夠提供更好的性能和兼容性？（）A.USB2.0B.IEEE1394C.SATAD.PS/23、微機系統(tǒng)的散熱問題對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命有重要影響。假設一個高性能的微機系統(tǒng)在運行時產生大量熱量，以下關于散熱方案的選擇，哪一項是最有效的？（）A.安裝風冷散熱器，通過風扇進行散熱B.選擇水冷散熱器，提高散熱效率C.優(yōu)化機箱風道設計，促進空氣流通D.以上三種散熱方案結合使用，根據(jù)實際情況進行優(yōu)化4、微機系統(tǒng)中的DMA（直接存儲器訪問）控制器可以提高數(shù)據(jù)傳輸效率。假設我們要從外部設備向內存快速傳輸大量連續(xù)的數(shù)據(jù)塊，以下關于DMA傳輸?shù)拿枋?，哪一項是正確的？（）A.DMA傳輸過程中CPU完全不參與B.DMA傳輸結束后需要CPU進行數(shù)據(jù)處理C.DMA傳輸可以在任何時候被中斷D.DMA通道的數(shù)量不影響傳輸性能5、在微機的指令系統(tǒng)中，不同的指令具有不同的功能和執(zhí)行效率。假設要編寫一個高效的程序，需要選擇合適的指令來完成特定的任務。以下關于指令選擇的原則，哪一項是不正確的？（）A.優(yōu)先選擇執(zhí)行速度快的指令，以提高程序運行效率B.根據(jù)任務的特點，選擇功能最匹配的指令C.為了簡化編程，盡量使用復雜但功能強大的指令D.考慮指令的編碼長度，節(jié)省存儲空間6、8086系統(tǒng)中，若要將標志寄存器的內容壓入堆棧，應使用的指令是（）A.PUSHFLAGSB.POPFLAGSC.PUSHFD.POPF7、在微機的輸入輸出接口技術中，DMA方式常用于高速數(shù)據(jù)傳輸。假設要在一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中使用DMA傳輸數(shù)據(jù)，以下關于DMA工作方式和特點的描述，正確的是：（）A.DMA傳輸過程中，微處理器完全不參與，提高了數(shù)據(jù)傳輸效率B.DMA控制器可以直接訪問存儲器和外設，無需微處理器干預C.DMA傳輸只能在固定的存儲器區(qū)域和特定的外設之間進行D.使用DMA方式會增加系統(tǒng)的復雜性和成本，但對性能提升不明顯8、微機中的BIOS設置可以對系統(tǒng)的硬件參數(shù)進行調整。假設我們要優(yōu)化系統(tǒng)的性能，以下關于BIOS設置的描述，正確的是：（）A.可以通過BIOS設置調整CPU的電壓和頻率來提高性能，但可能會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.關閉BIOS中的快速啟動選項可以提高系統(tǒng)的啟動速度C.BIOS設置中的所有選項都應該保持默認值，以免造成系統(tǒng)故障D.更改BIOS設置后不需要保存和重啟系統(tǒng)，設置會立即生效9、在微機的存儲系統(tǒng)中，高速緩存（Cache）的作用不容忽視。假設一個微機系統(tǒng)的工作負載具有較高的局部性，以下關于Cache工作原理和效果的描述，正確的是：（）A.Cache采用直接映射方式時，命中率較高，但可能會產生沖突缺失B.全相聯(lián)映射方式的Cache結構簡單，成本低，但查找速度慢C.組相聯(lián)映射方式結合了直接映射和全相聯(lián)映射的優(yōu)點，是最理想的Cache映射方式D.增加Cache的容量一定能顯著提高微機系統(tǒng)的性能，不受其他因素限制10、微機系統(tǒng)中的電源管理對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能至關重要。假設我們要設計一個便攜式微機系統(tǒng)，以下關于電源管理的描述，正確的是：（）A.降低CPU的工作頻率可以顯著降低系統(tǒng)功耗，但會影響性能B.電源管理只需要在硬件層面實現(xiàn)，操作系統(tǒng)不需要參與C.關閉不必要的外設可以節(jié)省電源，但可能會影響系統(tǒng)的功能D.微機系統(tǒng)的電源效率與電源適配器的輸出功率成正比11、微機系統(tǒng)中的存儲器層次結構對于系統(tǒng)性能至關重要。假設一個微機系統(tǒng)需要處理大量的數(shù)據(jù)和程序。以下關于存儲器層次結構的描述，哪一項是不準確的？（）A.高速緩存（Cache）位于CPU和主存之間，用于減少CPU訪問主存的平均時間B.主存通常采用動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM），具有較大的存儲容量但讀寫速度相對較慢C.虛擬存儲器通過將硬盤空間作為內存的補充，使得程序能夠使用比實際物理內存更大的地址空間D.存儲器層次結構中的各級存儲器速度相同，只是容量有所差異12、在微機的網絡接口中，假設需要實現(xiàn)微機與局域網或互聯(lián)網的高速連接。網絡接口卡（NIC）的性能和協(xié)議支持對于網絡通信的質量和速度有著重要影響。以下哪種網絡接口卡和協(xié)議組合可能提供最高的網絡性能？（）A.10Mbps以太網接口卡，使用TCP/IP協(xié)議B.100Mbps快速以太網接口卡，使用UDP協(xié)議C.1Gbps千兆以太網接口卡，支持IPv6協(xié)議D.無線WiFi接口卡，采用802.11ac標準13、8086系統(tǒng)中，若SS=1000H，SP=0100H，此時堆棧棧頂?shù)奈锢淼刂肥牵ǎ〢.10100HB.0F900HC.10000HD.0100H14、在微機的實時控制系統(tǒng)中，響應時間是一個關鍵指標。假設要設計一個實時控制微機系統(tǒng)，確保對外部事件的快速響應，以下關于系統(tǒng)設計的要點，哪一項是最為重要的？（）A.優(yōu)化系統(tǒng)的中斷處理機制，減少響應延遲B.選擇高性能的微處理器和硬件組件C.采用實時操作系統(tǒng)，提供可靠的任務調度D.以上三個方面都需要重點關注，保障系統(tǒng)的實時性能15、微機中的電源管理技術對于節(jié)能和延長設備使用壽命非常重要。關于電源管理模式，以下說法錯誤的是（）A.常見的電源管理模式有待機、休眠和關機等B.待機模式下，計算機處于低功耗狀態(tài)，但仍保持部分設備的供電C.休眠模式將內存中的數(shù)據(jù)保存到硬盤，然后關閉計算機，再次開機時能快速恢復到之前的狀態(tài)D.電源管理模式的選擇對計算機的性能沒有任何影響，可以隨意設置16、微機系統(tǒng)的存儲管理單元（MMU）負責內存的管理和保護。假設一個多任務的微機系統(tǒng)正在運行多個進程。以下關于MMU的描述，哪一項是不正確的？（）A.MMU通過頁表將虛擬地址轉換為物理地址，實現(xiàn)虛擬內存機制B.可以為每個進程分配獨立的地址空間，防止進程之間相互干擾和破壞C.MMU能夠實現(xiàn)內存的保護，如只讀、讀寫等訪問權限的控制D.MMU的功能只在操作系統(tǒng)中起作用，應用程序無法感知和利用MMU的特性17、微機的存儲層次結構包括高速緩存、內存和外存等。假設程序頻繁訪問的數(shù)據(jù)在高速緩存中命中率較高，這對系統(tǒng)性能有什么影響？（）A.顯著提高系統(tǒng)的運行速度B.對系統(tǒng)性能沒有明顯影響C.降低系統(tǒng)的運行速度D.取決于外存的讀寫速度18、在微機的輸入輸出（I/O）接口中，以下關于接口的功能和作用，描述不準確的是（）A.I/O接口用于實現(xiàn)CPU與外部設備之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制信號的傳遞B.它能夠對輸入輸出數(shù)據(jù)進行緩沖和鎖存，以匹配CPU和外設的速度差異C.I/O接口可以進行信號的轉換和格式的調整，使不同類型的外設能夠與CPU通信D.I/O接口的存在會降低系統(tǒng)的性能和效率，因此應盡量減少接口的使用19、關于微機系統(tǒng)中的BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)），假設系統(tǒng)在啟動時需要進行硬件的初始化和檢測，以及加載操作系統(tǒng)。BIOS的功能和設置對于系統(tǒng)的正常啟動和硬件的兼容性有著重要影響。以下關于BIOS的描述，哪一項是正確的？（）A.BIOS是固化在ROM中的一組程序，用戶可以隨意修改B.BIOS只負責硬件的初始化，不參與操作系統(tǒng)的加載C.BIOS提供了一些基本的系統(tǒng)設置選項，如啟動順序和時鐘頻率D.現(xiàn)代微機系統(tǒng)中，BIOS已經被完全淘汰，由UEFI取代20、微機系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)用于組織和管理數(shù)據(jù)。假設一個用戶需要在微機上存儲大量的文件，以下關于文件系統(tǒng)的描述，哪一項是不正確的？（）A.FAT32、NTFS等是常見的文件系統(tǒng)格式，各有特點和適用場景B.文件系統(tǒng)的目錄結構和文件分配方式會影響文件的訪問速度和存儲空間利用率C.文件系統(tǒng)的安全性可以通過設置權限和加密來保障，但加密會嚴重影響文件的讀寫速度D.定期對文件系統(tǒng)進行碎片整理可以提高文件的讀寫性能21、以下哪種指令可以實現(xiàn)將兩個操作數(shù)相加，并將結果存放在第一個操作數(shù)中（）A.ADDB.SUBC.MOVD.CMP22、微機系統(tǒng)的電源管理對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能都很重要。假設我們有一個移動設備中的微機系統(tǒng)，需要在不同工作狀態(tài)下動態(tài)調整電源供應以延長電池壽命。以下哪種電源管理技術能夠有效地實現(xiàn)這一目標？（）A.APM（高級電源管理）B.ACPI（高級配置與電源接口）C.直接關閉不必要的設備電源D.降低CPU工作頻率23、微機中的匯編語言是一種重要的編程語言。假設我們要使用匯編語言編寫一個復雜的算法，以下關于匯編語言的描述，正確的是：（）A.匯編語言編寫的程序執(zhí)行效率高，但可讀性和可移植性差B.匯編語言只能用于底層硬件控制，不能實現(xiàn)復雜的邏輯功能C.匯編語言的語法簡單，容易學習和掌握D.現(xiàn)代軟件開發(fā)中，已經完全不需要使用匯編語言，全部使用高級語言24、微機中的數(shù)據(jù)編碼方式多種多樣。關于二進制編碼、BCD編碼和ASCII編碼，以下敘述不正確的是（）A.二進制編碼是計算機內部最基本的編碼方式，直接表示數(shù)值B.BCD編碼將十進制數(shù)用二進制形式表示，便于十進制數(shù)的運算C.ASCII編碼用于表示字符，包括英文字母、數(shù)字和標點符號等D.這些編碼方式可以相互轉換，且轉換過程不會丟失信息25、在微機的指令流水線中，存在各種相關問題會影響流水線的效率。假設一個指令流水線中出現(xiàn)了數(shù)據(jù)相關，為了減少流水線的停頓。以下哪種解決方法最為有效？（）A.插入氣泡B.數(shù)據(jù)旁路C.重新排序指令D.忽略相關，繼續(xù)執(zhí)行二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）什么是指令周期、總線周期和時鐘周期？它們之間的關系是什么？2、（本題5分）簡述8086微處理器的指令執(zhí)行過程。3、（本題5分）在微機系統(tǒng)中，如何進行病毒防范？4、（本題5分）解釋8255A并行接口芯片的工作方式。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個基于微機原理的電子風速計故障預測系統(tǒng)。提前預測電子風速計的故障，提高氣象監(jiān)測的可靠性。2、（本題5分）設計一個基于微機原理的電子琴系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠模擬各種樂器的聲音，用戶可以通過鍵盤彈奏音樂。同時，還可以設置不同的音色和節(jié)奏。3、（本題5分）設計一個基于微機原理的電梯運行狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)和智能維護系統(tǒng)的組合裝置。該裝置能夠實時監(jiān)測電梯的運行速度、位置、門狀態(tài)等參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)進行故障診斷，當電梯出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)能夠發(fā)出報警信號并給出故障診斷結果，同時可以通過網絡進行遠程監(jiān)控，