西南交通大學《微機原理含實驗》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁西南交通大學

《微機原理含實驗》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40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)中的時鐘發(fā)生器為整個系統(tǒng)提供定時信號。假設時鐘發(fā)生器出現(xiàn)故障，會對系統(tǒng)產(chǎn)生什么影響？（）A.系統(tǒng)無法正常啟動和運行B.對系統(tǒng)性能沒有影響C.只影響某些特定的設備D.系統(tǒng)會自動切換到備用時鐘發(fā)生器2、微機系統(tǒng)中的定時器和計數(shù)器在很多應用中都有重要作用。假設我們要設計一個精確的定時控制系統(tǒng)，需要產(chǎn)生周期性的精確脈沖信號。以下哪種定時器/計數(shù)器的工作方式最適合這種需求？（）A.方式0：計數(shù)結束中斷B.方式1：可重復觸發(fā)的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器C.方式2：頻率發(fā)生器D.方式3：方波發(fā)生器3、微機系統(tǒng)的定時與計數(shù)功能在許多應用中起著關鍵作用。假設要設計一個精確的定時控制系統(tǒng)，用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線上的設備控制，要求定時精度高、穩(wěn)定性好。以下哪種定時與計數(shù)技術最為適合？（）A.軟件定時B.采用可編程定時器/計數(shù)器芯片C.利用系統(tǒng)時鐘進行定時D.基于外部脈沖的計數(shù)4、微機中的接口技術不斷發(fā)展和創(chuàng)新。關于USB（通用串行總線）接口的特點，以下描述不準確的是（）A.USB接口支持熱插拔，即設備可以在計算機運行時插拔而無需重啟B.它具有高速的數(shù)據(jù)傳輸速率，能夠滿足多種設備的需求C.USB接口可以連接多種類型的設備，如存儲設備、打印機、攝像頭等D.USB接口的供電能力有限，無法為大功率設備提供足夠的電源5、微機系統(tǒng)中的總線是連接各個部件的重要通道。假設要升級一個微機系統(tǒng)，以提高其數(shù)據(jù)傳輸速度和整體性能。在總線的選擇和優(yōu)化方面，以下哪種策略是最有效的？（）A.更換為更高頻率的總線，提升數(shù)據(jù)傳輸速率B.增加總線的寬度，一次傳輸更多數(shù)據(jù)C.優(yōu)化總線的仲裁機制，減少總線競爭D.以上三種策略同時實施，綜合提升總線性能6、對于微機系統(tǒng)中的存儲器層次結構，假設一個應用程序需要頻繁地訪問大量的數(shù)據(jù)，并且對數(shù)據(jù)的訪問速度有較高的要求。存儲器的速度、容量和成本之間存在著權衡。以下哪種存儲器技術或組合在滿足性能需求的同時能夠較好地控制成本？（）A.僅使用高速但昂貴的靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）B.以動態(tài)隨機存儲器（DRAM）為主，結合少量SRAM作為高速緩存C.大量使用廉價但速度較慢的只讀存儲器（ROM）D.完全依賴硬盤等外部存儲設備，不使用內(nèi)部存儲器7、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8、微機中的加密技術用于保護數(shù)據(jù)的安全。假設一個企業(yè)需要保護敏感數(shù)據(jù)。以下關于加密技術的描述，哪一項是不準確的？（）A.對稱加密算法加密和解密使用相同的密鑰，速度快，但密鑰管理復雜B.非對稱加密算法使用公鑰和私鑰，安全性高，但計算開銷大C.哈希函數(shù)可以用于數(shù)據(jù)完整性驗證，但不能用于加密數(shù)據(jù)D.一旦數(shù)據(jù)被加密，就無法在沒有密鑰的情況下被破解，絕對安全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(chǎn)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、微機中的音頻處理系統(tǒng)包括聲卡和音頻設備。假設要搭建一個高質(zhì)量的音頻錄制和播放系統(tǒng)。以下關于音頻處理系統(tǒng)的描述，哪一項是不準確的？（）A.聲卡負責音頻信號的采集、編碼、解碼和輸出等功能B.音頻采樣頻率和量化位數(shù)越高，聲音的質(zhì)量就越好C.多聲道音頻系統(tǒng)可以提供更加逼真的環(huán)繞聲效果D.微機中的音頻處理系統(tǒng)只能處理模擬音頻信號，無法處理數(shù)字音頻信號11、微機系統(tǒng)的可靠性是一個重要的指標。假設一個關鍵任務的微機系統(tǒng)需要長時間穩(wěn)定運行，不能出現(xiàn)故障。在提高系統(tǒng)可靠性方面，以下哪種方法是最有效的？（）A.采用冗余設計，如雙電源、備份存儲等B.定期進行系統(tǒng)維護和更新硬件C.安裝強大的殺毒軟件和防火墻，防止軟件故障D.只使用經(jīng)過嚴格測試的硬件組件12、微機中的輸入輸出（I/O）接口在系統(tǒng)中起著重要的作用。假設我們要連接一個外部設備，該設備的數(shù)據(jù)傳輸速率較慢，并且與微機的工作時序不一致。在這種情況下，使用哪種I/O控制方式可能最為合適？（）A.程序查詢方式B.中斷方式C.DMA方式D.通道方式13、微機系統(tǒng)中的總線是連接各個部件的重要通道。假設我們要設計一個高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈C系統(tǒng)，對于總線的帶寬和傳輸速度有很高的要求。以下哪種總線標準在這種情況下可能表現(xiàn)更出色？（）A.ISA（工業(yè)標準結構總線）B.PCI（外設部件互連總線）C.USB（通用串行總線）D.PCIExpress（高速串行計算機擴展總線標準）14、在微機系統(tǒng)的存儲體系中，內(nèi)存的類型和特點有著重要的作用。假設一個計算機系統(tǒng)需要高速且大容量的內(nèi)存來支持運行大型程序，以下關于內(nèi)存的描述，哪一項是不正確的？（）A.DRAM（動態(tài)隨機存取存儲器）需要定期刷新來保持數(shù)據(jù)，但成本相對較低，容量較大B.SRAM（靜態(tài)隨機存取存儲器）速度快，但成本高，通常用于高速緩存C.ROM（只讀存儲器）中的數(shù)據(jù)在制造時就被固化，只能讀取不能寫入，常用于存儲固定的程序和數(shù)據(jù)D.內(nèi)存的速度和容量只取決于其類型，與計算機系統(tǒng)的其他硬件組件無關15、微機系統(tǒng)中的總線仲裁用于解決多個設備同時請求總線使用權的問題。假設一個系統(tǒng)中有多個高速設備需要頻繁訪問總線，以下關于總線仲裁方式和策略的描述，正確的是：（）A.集中式仲裁方式結構簡單，但對總線的占用時間較長B.分布式仲裁方式可以實現(xiàn)多個設備的并行仲裁，提高總線利用率C.總線仲裁策略只考慮設備的優(yōu)先級，不考慮設備的請求頻率D.無論采用哪種仲裁方式，對系統(tǒng)的整體性能影響不大16、8086CPU中的指令“PUSHBX”執(zhí)行后，SP的值會（）A.加2B.減2C.加1D.減117、在微機的指令流水線技術中，假設要提高流水線的效率，減少流水線阻塞。以下哪種方法可能對解決數(shù)據(jù)相關和控制相關問題最為有效？（）A.分支預測B.數(shù)據(jù)前推C.延遲分支D.以上方法的綜合運用請詳細說明每個解決方法在指令流水線中的工作原理和在提高流水線效率方面的效果18、在微機的匯編語言中，標志寄存器（FLAGS）中的標志位反映了指令執(zhí)行的結果和狀態(tài)。假設我們執(zhí)行了一條算術運算指令，以下哪個標志位可以用來判斷是否產(chǎn)生了進位？（）A.CF（進位標志）B.ZF（零標志）C.SF（符號標志）D.OF（溢出標志）19、對于微機系統(tǒng)中的DMA控制器，假設需要在不占用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)設置和工作模式的選擇對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎驼_性至關重要。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20、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.CMP二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋微機系統(tǒng)中BIOS的功能和作用。2、（本題5分）簡述防火墻在微機網(wǎng)絡系統(tǒng)中的作用和類型。3、（本題5分）什么是微處理器？它包含哪些主要部件？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門禁系統(tǒng)。通過刷卡或密碼驗證實現(xiàn)門禁控制，具備記錄和查詢功能，提高場所的安全性。2、（本題5分）設計一個基于微機原理的電子門禁系統(tǒng)故障診斷系統(tǒng)。準確判斷電子門禁系統(tǒng)的故障原因，并提出修復方案。3、（本題5分）利用微機原理，設計一個智能停車場的無人值守收費系統(tǒng)，支持多種支付方式，自動完成收費和放行操作。4、（本題5分）設計一個基于微機原理的頻譜分析儀。系統(tǒng)能夠分析電信號的頻譜，并在顯示屏上顯示頻譜圖。同時，具備頻率范圍選擇和分辨率調(diào)整功能。5、（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