湖北生物科技職業(yè)學院《計算機組成與體系結(jié)構(gòu)》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5頁湖北生物科技職業(yè)學院

《計算機組成與體系結(jié)構(gòu)》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、在微機的總線結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線各自承擔著不同的功能。假設(shè)要進行一次內(nèi)存讀寫操作，以下關(guān)于這三種總線作用的描述，哪一項是錯誤的？（）A.數(shù)據(jù)總線用于傳輸要讀寫的數(shù)據(jù)B.地址總線用于指定內(nèi)存的地址C.控制總線用于傳輸讀寫控制信號和狀態(tài)信號D.三種總線的作用可以相互替代，不影響讀寫操作2、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3、在微機的并行處理技術(shù)中，假設(shè)需要同時處理多個計算任務(wù)，以提高系統(tǒng)的整體性能。并行處理的架構(gòu)和編程模型的選擇對于開發(fā)效率和性能提升有著重要影響。以下哪種并行處理方式可能在多核微機系統(tǒng)中更易于實現(xiàn)和高效？（）A.多線程編程，在一個進程內(nèi)創(chuàng)建多個線程并行執(zhí)行B.多進程編程，通過多個獨立的進程實現(xiàn)并行計算C.圖形處理器（GPU）加速，利用GPU的并行計算能力D.分布式計算，通過網(wǎng)絡(luò)連接多個微機進行協(xié)同計算4、微機系統(tǒng)的可靠性測試是評估系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要手段。假設(shè)要對一個新開發(fā)的微機系統(tǒng)進行可靠性測試，以下關(guān)于測試方法的選擇，哪一項是最全面的？（）A.進行長時間的連續(xù)運行測試，觀察系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障B.模擬各種極端環(huán)境條件，如高溫、高濕度，測試系統(tǒng)的適應(yīng)性C.對系統(tǒng)進行壓力測試，如同時運行多個大型程序，檢驗其性能D.以上三種測試方法結(jié)合使用，全面評估系統(tǒng)的可靠性5、微機系統(tǒng)中的DMA（直接存儲器訪問）控制器用于高速數(shù)據(jù)傳輸。假設(shè)需要在微機與外部高速設(shè)備之間進行大量數(shù)據(jù)的快速傳輸，以下哪種DMA傳輸模式可能最能滿足需求？（）A.單字節(jié)傳輸模式B.數(shù)據(jù)塊傳輸模式C.請求傳輸模式D.級聯(lián)傳輸模式請分別介紹每個DMA傳輸模式的特點和適用場景，以及在大量數(shù)據(jù)快速傳輸中的性能6、8086系統(tǒng)中，一個存儲單元的地址為2000H:1000H，其物理地址是（）A.20000HB.21000HC.3000HD.12000H7、在微機的顯示系統(tǒng)中，關(guān)于顯卡和顯示器的相關(guān)知識，以下描述不準確的是（）A.顯卡負責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、刷新率和色彩深度等參數(shù)會影響顯示效果C.顯卡的性能主要取決于其芯片的處理能力和顯存的大小D.只要顯示器的分辨率足夠高，就能夠獲得清晰、逼真的圖像，與顯卡性能無關(guān)8、在微機的網(wǎng)絡(luò)通信中，假設(shè)要實現(xiàn)高速、低延遲的局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸。以下哪種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)卡組合可能是最適合的？（）A.TCP/IP協(xié)議和千兆以太網(wǎng)網(wǎng)卡B.UDP協(xié)議和無線網(wǎng)卡C.令牌環(huán)協(xié)議和快速以太網(wǎng)網(wǎng)卡D.ATM協(xié)議和光纖網(wǎng)卡請分別解釋每個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)卡的特點、傳輸性能以及在高速局域網(wǎng)中的優(yōu)勢9、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10、微機中的定時與計數(shù)技術(shù)在很多應(yīng)用中都非常重要。關(guān)于定時和計數(shù)的實現(xiàn)方式，以下說法不正確的是（）A.可以通過軟件延時的方法實現(xiàn)簡單的定時和計數(shù)功能，但精度較低B.使用硬件定時器/計數(shù)器芯片能夠提供更精確和可靠的定時和計數(shù)C.現(xiàn)代微機系統(tǒng)通常集成了多個定時器/計數(shù)器模塊，方便用戶使用D.定時和計數(shù)的精度只取決于硬件設(shè)備，與軟件編程無關(guān)11、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]12、微機系統(tǒng)中的加密和解密技術(shù)用于保護數(shù)據(jù)安全。假設(shè)要對大量敏感數(shù)據(jù)進行快速加密和解密操作，同時保證較高的安全性。以下哪種加密算法和硬件實現(xiàn)方式的搭配可能是最合適的？（）A.AES算法和專用加密芯片B.RSA算法和通用微處理器C.DES算法和軟件加密庫D.哈希算法和現(xiàn)場可編程邏輯器件（FPGA）請分別介紹每個加密算法的特點、安全性級別以及在快速處理大量數(shù)據(jù)時與硬件實現(xiàn)方式的配合效果13、微機中的存儲系統(tǒng)包括內(nèi)存和外存。假設(shè)我們要為一個大型數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選擇存儲設(shè)備，以下關(guān)于存儲系統(tǒng)的描述，正確的是：（）A.動態(tài)隨機存儲器（DRAM）速度快，但需要定期刷新，且斷電后數(shù)據(jù)丟失B.靜態(tài)隨機存儲器（SRAM）速度比DRAM慢，但無需刷新，適合作為高速緩存C.硬盤的存儲容量大，價格便宜，但讀寫速度較慢，不適合作為頻繁訪問數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì)D.固態(tài)硬盤（SSD）讀寫速度快，可靠性高，但成本較高，不適合大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲14、在微機的總線系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線各司其職。假設(shè)一個微機系統(tǒng)正在進行數(shù)據(jù)傳輸和控制操作。以下關(guān)于總線系統(tǒng)的描述，哪一項是錯誤的？（）A.數(shù)據(jù)總線用于在CPU、存儲器和I/O設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)，其寬度決定了一次能傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量B.地址總線用于傳輸存儲器和I/O設(shè)備的地址信息，其寬度決定了系統(tǒng)的尋址能力C.控制總線用于傳輸控制信號，如讀寫信號、中斷請求信號等，以協(xié)調(diào)系統(tǒng)各部件的工作D.總線的工作頻率越高，數(shù)據(jù)傳輸速度就越慢，系統(tǒng)性能也就越差15、在微機的串行通信中，假設(shè)需要在長距離、高噪聲環(huán)境下實現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。以下哪種串行通信協(xié)議和調(diào)制方式的組合可能提供最佳的通信質(zhì)量？（）A.RS-232協(xié)議和幅移鍵控（ASK）B.RS-485協(xié)議和頻移鍵控（FSK）C.USB協(xié)議和相移鍵控（PSK）D.藍牙協(xié)議和正交幅度調(diào)制（QAM）請分別解釋每個協(xié)議和調(diào)制方式的特點、抗干擾能力以及在長距離高噪聲環(huán)境中的適用性16、在微機系統(tǒng)中，存儲器的組織和管理是非常重要的一部分。假設(shè)我們有一個需要大量數(shù)據(jù)存儲和快速訪問的應(yīng)用場景，比如高清視頻處理。在這種情況下，以下哪種存儲器技術(shù)能夠提供較高的存儲容量和較快的訪問速度？（）A.DRAM（動態(tài)隨機存取存儲器）B.SRAM（靜態(tài)隨機存取存儲器）C.Flash存儲器D.硬盤存儲器17、在8086系統(tǒng)中，若要將數(shù)據(jù)寫入內(nèi)存地址為1000H的單元，應(yīng)使用的指令是（）A.MOV[1000H],AXB.MOVAX,1000HC.INAX,1000HD.OUT1000H,AX18、微機系統(tǒng)中的并行接口和串行接口在數(shù)據(jù)傳輸方式上有很大的不同。假設(shè)要在一個高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用中選擇接口類型，以下關(guān)于并行和串行接口特點的描述，正確的是：（）A.并行接口同時傳輸多位數(shù)據(jù)，速度快，但線路復(fù)雜，成本高B.串行接口逐位傳輸數(shù)據(jù)，速度慢，但適用于長距離傳輸C.并行接口的傳輸距離比串行接口遠D.串行接口的誤碼率一定比并行接口高19、微機的指令執(zhí)行過程通常包括取指令、譯碼、執(zhí)行等階段。假設(shè)一條指令的執(zhí)行需要多個時鐘周期，在每個時鐘周期內(nèi)，處理器完成的操作是固定的。以下關(guān)于指令執(zhí)行過程中時鐘周期的描述，哪一項是不準確的？（）A.時鐘周期的長度由處理器的主頻決定B.不同類型的指令可能需要不同數(shù)量的時鐘周期C.可以通過縮短時鐘周期來提高指令執(zhí)行速度D.時鐘周期與指令的復(fù)雜程度無關(guān)20、在微機的系統(tǒng)總線仲裁中，假設(shè)多個設(shè)備同時請求使用系統(tǒng)總線，需要一種公平、高效的總線仲裁機制來決定哪個設(shè)備獲得總線控制權(quán)。以下哪種總線仲裁方法可能在復(fù)雜的多設(shè)備環(huán)境中表現(xiàn)更好？（）A.集中式仲裁，由一個中央仲裁器進行決策B.分布式仲裁，各個設(shè)備通過協(xié)商確定總線使用權(quán)C.優(yōu)先級仲裁，按照設(shè)備的預(yù)設(shè)優(yōu)先級分配總線D.隨機仲裁，通過隨機數(shù)決定總線歸屬二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡述微機系統(tǒng)中數(shù)字孿生的應(yīng)用領(lǐng)域。2、（本題5分）微機系統(tǒng)的啟動過程是怎樣的？3、（本題5分）如何進行微機系統(tǒng)的性能優(yōu)化？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直流電機調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠根據(jù)用戶的輸入調(diào)整直流電機的轉(zhuǎn)速。同時，具備過流保護和過熱保護功能。2、（本題5分）設(shè)計一個基于微機原理的LCD顯示屏控制器。系統(tǒng)能夠控制LCD顯示屏的顯示內(nèi)容和對比度。同時，具備顯示模式選擇和背光調(diào)節(jié)功能。53：設(shè)計一個基于微機原理的OLED顯示屏控制器。系統(tǒng)能夠控制OLED顯示屏的顯示內(nèi)容和亮度。同時，具備顯示模式選擇和色彩調(diào)整功能。3、（本題5分）運用微機原理設(shè)計一個汽車尾氣檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崟r檢測汽車尾氣中的有害物質(zhì)含量，并將檢測結(jié)果發(fā)送到交通管理部門進行監(jiān)管。4、（本題5分）設(shè)計一個基于微機的電梯控制系統(tǒng)