西安交通大學(xué)城市學(xué)院《計算機組成與體系結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西安交通大學(xué)城市學(xué)院

《計算機組成與體系結(jié)構(gòu)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、微機系統(tǒng)中的存儲器層次結(jié)構(gòu)包括高速緩存、主存和輔存。假設(shè)一個應(yīng)用程序頻繁訪問特定的一小部分?jǐn)?shù)據(jù)，為了提高訪問速度，以下哪種高速緩存替換策略可能最為有效？（）A.隨機替換B.先進先出（FIFO）替換C.最近最少使用（LRU）替換D.最不經(jīng)常使用（LFU）替換請詳細說明每個高速緩存替換策略的工作方式，以及在頻繁訪問特定數(shù)據(jù)場景中的效果2、微機系統(tǒng)中的定時與計數(shù)功能在許多應(yīng)用中不可或缺。假設(shè)一個系統(tǒng)需要精確的定時控制來實現(xiàn)周期性的任務(wù)，以下關(guān)于定時與計數(shù)的描述，哪一項是不正確的？（）A.可以使用軟件延時來實現(xiàn)簡單的定時功能，但精度和可靠性較低B.可編程定時器/計數(shù)器通過設(shè)置初始值和控制字來實現(xiàn)不同的定時和計數(shù)需求C.外部事件可以作為計數(shù)器的輸入，用于統(tǒng)計事件發(fā)生的次數(shù)D.定時與計數(shù)功能只在特定的專業(yè)應(yīng)用中有用，對于一般的微機系統(tǒng)作用不大3、微機系統(tǒng)中的DMA（直接內(nèi)存訪問）技術(shù)可以提高數(shù)據(jù)傳輸效率。假設(shè)要在一個數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用中使用DMA，以下關(guān)于DMA配置和使用的要點，哪一項是最關(guān)鍵的？（）A.正確設(shè)置DMA通道和傳輸參數(shù)，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性B.選擇合適的DMA傳輸模式，如單次傳輸或連續(xù)傳輸C.優(yōu)化DMA與CPU的協(xié)同工作，避免資源沖突D.盡量少使用DMA，以免增加系統(tǒng)復(fù)雜性4、8086系統(tǒng)中，若要將AL中的內(nèi)容傳送到BL中，應(yīng)使用的指令是（）A.MOVAL,BLB.MOVBL,ALC.MOV[AL],[BL]D.MOV[BL],[AL]5、微機中的總線是連接各個部件的重要通道。假設(shè)我們正在設(shè)計一個基于微機的多媒體處理系統(tǒng)，以下關(guān)于總線的描述，正確的是：（）A.系統(tǒng)總線的帶寬越大，數(shù)據(jù)傳輸速度就越快，系統(tǒng)性能也就越好B.地址總線的寬度決定了系統(tǒng)能夠訪問的內(nèi)存空間大小，與外部設(shè)備無關(guān)C.控制總線用于傳輸數(shù)據(jù)和地址信息，是總線中最重要的部分D.不同類型的總線（如PCI、USB等）可以直接連接，無需進行任何轉(zhuǎn)換6、在微機的指令流水線技術(shù)中，假設(shè)需要提高指令的執(zhí)行效率，減少指令執(zhí)行的周期數(shù)。指令流水線的深度和流水段的劃分對于性能的提升有著關(guān)鍵作用。以下哪種指令流水線設(shè)計可能更有效地提高性能？（）A.淺流水線，減少流水段的數(shù)量B.深流水線，增加流水段的數(shù)量C.動態(tài)流水線，根據(jù)指令類型動態(tài)調(diào)整流水段D.不使用流水線技術(shù)，順序執(zhí)行指令7、在微機的存儲系統(tǒng)中，虛擬存儲技術(shù)可以擴展內(nèi)存空間。假設(shè)一個應(yīng)用程序需要處理大量的數(shù)據(jù)，但物理內(nèi)存有限。在使用虛擬存儲技術(shù)時，以下關(guān)于其性能影響的因素，哪一項是最為關(guān)鍵的？（）A.頁面置換算法的效率，決定了內(nèi)存的有效利用率B.磁盤I/O速度，影響數(shù)據(jù)在內(nèi)外存之間的交換速度C.虛擬內(nèi)存的大小設(shè)置，過大或過小都會影響性能D.操作系統(tǒng)對虛擬內(nèi)存的管理策略8、在微機的硬件故障診斷和維護中，需要掌握各種測試工具和方法。假設(shè)微機系統(tǒng)出現(xiàn)頻繁死機和數(shù)據(jù)錯誤的現(xiàn)象，為了快速定位故障部件。以下哪種故障診斷方法最為有效？（）A.替換法，逐個更換可能故障的部件B.觀察法，查看硬件外觀是否有損壞C.軟件診斷工具，運行系統(tǒng)檢測程序D.憑經(jīng)驗猜測故障部件9、在微機的數(shù)字信號處理應(yīng)用中，假設(shè)需要對音頻信號進行實時濾波和降噪處理。以下哪種數(shù)字信號處理算法和硬件實現(xiàn)方式的組合可能最適合滿足實時處理的要求？（）A.FIR濾波器和專用數(shù)字信號處理芯片B.IIR濾波器和通用微處理器C.小波變換和現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）D.卡爾曼濾波和圖形處理單元（GPU）請詳細介紹每個選項中算法的特點、硬件的性能以及在音頻信號實時處理中的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)10、微機中的硬盤驅(qū)動器有多種類型和技術(shù)。假設(shè)我們要為一個企業(yè)級服務(wù)器選擇硬盤，以下關(guān)于硬盤的描述，正確的是：（）A.固態(tài)硬盤（SSD）的隨機讀寫性能比機械硬盤（HDD）好，但順序讀寫性能不如HDDB.機械硬盤的容量越大，性能就越好C.企業(yè)級服務(wù)器應(yīng)該優(yōu)先選擇SATA接口的硬盤，而不是SAS接口的硬盤D.硬盤的轉(zhuǎn)速對其性能沒有影響，只影響噪音和功耗11、對于微機系統(tǒng)中的DMA控制器，假設(shè)需要在不占用CPU資源的情況下，實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)塊傳輸，例如從硬盤到內(nèi)存。DMA控制器的參數(shù)設(shè)置和工作模式的選擇對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎驼_性至關(guān)重要。以下哪種DMA傳輸模式可能最適合這種大數(shù)據(jù)塊的快速傳輸？（）A.單字節(jié)傳輸模式，每次傳輸一個字節(jié)B.數(shù)據(jù)塊傳輸模式，一次傳輸多個連續(xù)字節(jié)C.請求傳輸模式，根據(jù)CPU的請求進行數(shù)據(jù)傳輸D.級聯(lián)傳輸模式，多個DMA控制器協(xié)同工作12、8086系統(tǒng)中，若要測試AL中的某位是否為1，應(yīng)使用的指令是（）A.TESTAL,1B.ANDAL,1C.ORAL,1D.XORAL,113、8086系統(tǒng)中，若要將標(biāo)志寄存器的低8位傳送到AH寄存器，應(yīng)使用的指令是（）A.MOVAH,FLAGSB.MOVAH,FLAGLC.MOVAH,LOWFLAGSD.MOVAH,FLAGW14、微機系統(tǒng)的中斷處理機制在應(yīng)對外部事件時起著關(guān)鍵作用。假設(shè)一個微機系統(tǒng)需要實時響應(yīng)多個外部設(shè)備的中斷請求。在設(shè)計中斷處理程序時，以下哪項是最需要注意的？（）A.確保中斷響應(yīng)的及時性，減少延遲B.合理安排中斷優(yōu)先級，保證重要設(shè)備的優(yōu)先響應(yīng)C.優(yōu)化中斷處理程序的代碼，提高執(zhí)行效率D.限制中斷的數(shù)量，避免系統(tǒng)過于頻繁地處理中斷15、在8086系統(tǒng)中，若要讀取端口地址為30H的數(shù)據(jù)，應(yīng)使用的指令是（）A.INAL,30HB.OUT30H,ALC.MOVAL,[30H]D.MOV[30H],AL16、在微機的硬件故障診斷中，假設(shè)系統(tǒng)出現(xiàn)了不穩(wěn)定、死機或錯誤提示等問題。需要通過一系列的方法和工具來定位和排除故障。以下哪種故障診斷方法可能最為快速和有效？（）A.觀察硬件指示燈和聽聲音提示，初步判斷故障類型B.使用硬件檢測軟件，全面掃描硬件設(shè)備的狀態(tài)C.采用替換法，逐個更換可能故障的硬件部件D.依靠經(jīng)驗猜測故障部件，直接更換17、對于微機系統(tǒng)中的A/D和D/A轉(zhuǎn)換，假設(shè)需要對一個模擬信號進行高精度的數(shù)字化采集，并將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出。A/D和D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo)和選型對于系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性至關(guān)重要。以下哪種A/D和D/A轉(zhuǎn)換器可能滿足高精度的要求？（）A.逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器和電壓輸出型D/A轉(zhuǎn)換器B.雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器和電流輸出型D/A轉(zhuǎn)換器C.并行比較型A/D轉(zhuǎn)換器和乘法型D/A轉(zhuǎn)換器D.以上類型都可以，性能沒有差異18、在微機的加密與解密技術(shù)中，假設(shè)需要保護敏感數(shù)據(jù)的安全，防止未經(jīng)授權(quán)的訪問和竊取。加密算法和密鑰管理的選擇對于數(shù)據(jù)的保密性至關(guān)重要。以下哪種加密方式可能提供最高的安全性？（）A.對稱加密算法，如AES，使用固定密鑰B.非對稱加密算法，如RSA，使用公鑰和私鑰C.哈希函數(shù)，如MD5，用于數(shù)據(jù)完整性驗證D.不進行加密，依靠物理隔離保護數(shù)據(jù)19、在微機的存儲系統(tǒng)中，考慮到內(nèi)存的讀寫速度和容量。假設(shè)一個應(yīng)用程序需要頻繁地訪問大量的數(shù)據(jù)，并且對數(shù)據(jù)的訪問速度要求較高。如果采用了高速緩存（Cache）技術(shù)，以下關(guān)于其效果的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.可以顯著提高數(shù)據(jù)的訪問速度，減少內(nèi)存訪問的延遲B.能夠自動適應(yīng)不同應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)訪問模式，無需手動配置C.可能會存在緩存一致性問題，需要特殊的處理機制來保證數(shù)據(jù)的正確性D.高速緩存的容量越大，對性能的提升效果越明顯20、微機中的串行通信和并行通信是兩種常見的數(shù)據(jù)傳輸方式。關(guān)于它們的特點和應(yīng)用場景，以下描述不正確的是（）A.并行通信一次可以傳輸多個數(shù)據(jù)位，速度快，但傳輸距離短，成本高B.串行通信一次只傳輸一位數(shù)據(jù)，速度相對較慢，但傳輸距離長，成本低C.在短距離、高速數(shù)據(jù)傳輸場景中，通常使用串行通信；而在長距離、低速數(shù)據(jù)傳輸場景中，多采用并行通信D.隨著技術(shù)的發(fā)展，串行通信的速度不斷提高，其應(yīng)用范圍越來越廣泛21、在微機的音頻處理方面，需要考慮采樣頻率、量化位數(shù)和聲道數(shù)等參數(shù)。假設(shè)要為一個專業(yè)音樂制作工作室配置微機音頻系統(tǒng)，要求高保真的音頻錄制和播放。以下哪種音頻參數(shù)設(shè)置能夠達到最佳效果？（）A.低采樣頻率，低量化位數(shù)，單聲道B.高采樣頻率，高量化位數(shù)，多聲道C.中等采樣頻率，中等量化位數(shù)，雙聲道D.隨機選擇采樣頻率和量化位數(shù)，聲道數(shù)不限22、微機系統(tǒng)中的顯示系統(tǒng)包括顯卡和顯示器。假設(shè)要為一個圖形設(shè)計工作站選擇顯示設(shè)備。以下關(guān)于顯示系統(tǒng)的描述，哪一項是不正確的？（）A.顯卡負責(zé)將計算機生成的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為顯示器能夠接收的信號B.顯示器的分辨率越高、刷新率越高，顯示效果就越好C.顯卡的性能主要取決于其圖形處理芯片（GPU）的性能和顯存的大小D.對于一般的辦公應(yīng)用，集成顯卡的性能已經(jīng)足夠，無需使用獨立顯卡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(shè)一個高性能的微機系統(tǒng)在運行時產(chǎn)生大量熱量，以下關(guān)于散熱方案的選擇，哪一項是最有效的？（）A.安裝風(fēng)冷散熱器，通過風(fēng)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(fēng)道設(shè)計，促進空氣流通D.以上三種散熱方案結(jié)合使用，根據(jù)實際情況進行優(yōu)化24、微機中的存儲器管理是保證系統(tǒng)正常運行的重要環(huán)節(jié)。關(guān)于存儲器的分段和分頁管理，以下敘述不正確的是（）A.分段管理將存儲器空間劃分為若干個邏輯段，每個段有獨立的地址空間B.分頁管理將存儲器空間劃分為固定大小的頁，通過頁表進行地址映射C.分段和分頁管理可以結(jié)合使用，以提高存儲器的利用率和管理靈活性D.存儲器的分段和分頁管理對程序的編寫和執(zhí)行沒有任何影響，程序員無需了解其細節(jié)25、微處理器的流水線技術(shù)可以提高指令執(zhí)行的效率。假設(shè)一個微處理器采用了多級流水線結(jié)構(gòu)，以下關(guān)于流水線的描述，哪一項是正確的？（）A.流水線級數(shù)越多，性能一定越好B.流水線中的指令不需要按順序執(zhí)行C.流水線中的冒險會降低性能D.流水線對所有類型的指令效果相同二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）簡述激光打印機的優(yōu)勢和工作流程。2、（本題5分）解釋微機中標(biāo)志寄存器的作用及常見標(biāo)志位的含義。3、（本題5分）簡述8086微處理器的保護模式的特點。4、（本題5分）簡要說明8086微處理器的總線鎖定和總線仲裁。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個基于微機原理的電壓表。該電壓表能夠測量輸入電壓，并在顯示屏上顯示電壓值。要求具有較高的測量精度和穩(wěn)定性。2、（本題5分）設(shè)計一個基于微機原理的電動汽車充電樁控制系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠控制充電樁對電動汽車的充電過程，并實現(xiàn)充電的智能管理。同時，具備過壓保護、過流保護和漏電保護功能。3、（本題5分）設(shè)計一個基于微機原理的電子秤。該電子秤能夠測量物體的重量，并在顯示屏上顯示重量值。要求具有較高的測量精度和穩(wěn)定性。4、（本