北京交通运输职业学院《微处理器原理与应用实验》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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北京交通运输职业学院
《微处理器原理与应用实验》2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、在微机的汇编语言程序设计中，假设要实现复杂的逻辑控制和条件判断。以下哪种指令组合和编程结构可能最清晰、高效地实现这些功能？（ ）
A. 条件跳转指令和循环结构
B. 位操作指令和查表法
C. 子程序调用和参数传递
D. 中断处理和异常处理
请详细说明每个选项在实现复杂逻辑控制和条件判断时的特点和优势

2、微处理器的指令系统对其性能和应用范围有着关键影响。假设我们正在开发一个对实时性要求很高的控制系统，需要执行大量简单而重复的计算任务。以下哪种指令集架构可能更适合这种应用需求？（ ）
A. CISC（复杂指令集计算机）
B. RISC（精简指令集计算机）
C. VLIW（超长指令字）
D. EPIC（显式并行指令计算）

3、微机中的数据编码方式多种多样。关于二进制编码、BCD 编码和 ASCII 编码，以下叙述不正确的是（ ）
A. 二进制编码是计算机内部最基本的编码方式，直接表示数值
B. BCD 编码将十进制数用二进制形式表示，便于十进制数的运算
C. ASCII 编码用于表示字符，包括英文字母、数字和标点符号等
D. 这些编码方式可以相互转换，且转换过程不会丢失信息

4、在微机的存储保护机制中，以下关于存储保护的目的和方法，描述不准确的是（ ）
A. 存储保护的目的是防止程序之间相互干扰和破坏系统的稳定性
B. 可以通过分段、分页和访问权限控制等方式实现存储保护
C. 存储保护机制不会对系统的性能产生任何影响，可以随意设置
D. 不同的操作系统和硬件平台可能采用不同的存储保护策略

5、微机系统中的总线是连接各个部件的重要通道。假设我们要设计一个高速数据传输的微机系统，对于总线的带宽和传输速度有很高的要求。以下哪种总线标准在这种情况下可能表现更出色？（ ）
A. ISA（工业标准结构总线）
B. PCI（外设部件互连总线）
C. USB（通用串行总线）
D. PCI Express（高速串行计算机扩展总线标准）

6、在微机的数模（D/A）和模数（A/D）转换中，精度和转换速度是重要的指标。假设要为一个实时控制系统设计 A/D 转换电路，要求高精度和快速转换。以下哪种 A/D 转换芯片能够满足要求？（ ）
A. 逐次逼近型 A/D 转换器
B. 双积分型 A/D 转换器
C. 并行比较型 A/D 转换器
D. 以上都不行

7、在微机的存储保护机制中，假设要防止一个应用程序访问其他程序的内存空间，保障系统的安全性和稳定性。以下哪种存储保护方法可能最为可靠？（ ）
A. 基址寄存器和界限寄存器
B. 分页存储管理
C. 分段存储管理
D. 以上方法的结合
请详细解释每个存储保护方法的工作原理和在防止内存访问越界方面的效果

8、8086 CPU 中，执行乘法指令 MUL BL 后，乘积的高 8 位存放在（ ）
A. AH
B. AL
C. BH
D. BL

9、微机中的指令流水线技术可以提高指令执行效率。假设一个CPU采用指令流水线技术。以下关于指令流水线的描述，哪一项是错误的？（ ）
A. 指令流水线将指令的执行过程分为多个阶段，每个阶段由不同的部件完成
B. 流水线中的指令可以并行执行，只要它们之间不存在数据依赖关系
C. 指令流水线的级数越多，CPU的性能就越好，因为可以同时执行更多的指令
D. 当流水线中出现分支指令时，可能会导致流水线停顿，影响性能

10、在微机的存储保护机制中，假设多个进程同时运行，需要防止一个进程非法访问其他进程的内存空间，以保证系统的稳定性和安全性。以下哪种存储保护方法可能最为有效？（ ）
A. 界地址保护，限制进程的访问范围
B. 访问控制列表（ACL），根据权限进行访问控制
C. 硬件保护机制，如内存管理单元（MMU）
D. 不进行存储保护，依靠进程自身的规范操作

11、在微机的硬件调试过程中，需要使用各种工具和方法来定位和解决问题。假设一个微机系统出现了不稳定的故障，以下关于调试方法的选择，哪一项是最有效的？（ ）
A. 采用硬件仿真器，模拟系统运行，查找故障点
B. 逐个更换硬件组件，直到故障消失
C. 利用逻辑分析仪，监测信号状态，分析故障原因
D. 不进行任何调试，等待故障自行消失

12、在 8086 系统中，若要将数据写入内存地址为 1000H 的单元，应使用的指令是（ ）
A. MOV [1000H], AX
B. MOV AX, 1000H
C. IN AX, 1000H
D. OUT 1000H, AX

13、在微机的数字信号处理应用中，假设需要对音频信号进行实时滤波和降噪处理。以下哪种数字信号处理算法和硬件实现方式的组合可能最适合满足实时处理的要求？（ ）
A. FIR 滤波器和专用数字信号处理芯片
B. IIR 滤波器和通用微处理器
C. 小波变换和现场可编程门阵列（FPGA）
D. 卡尔曼滤波和图形处理单元（GPU）
请详细介绍每个选项中算法的特点、硬件的性能以及在音频信号实时处理中的优势和挑战

14、微机系统中的总线是连接各个部件的重要通道。假设要升级一个微机系统，以提高其数据传输速度和整体性能。在总线的选择和优化方面，以下哪种策略是最有效的？（ ）
A. 更换为更高频率的总线，提升数据传输速率
B. 增加总线的宽度，一次传输更多数据
C. 优化总线的仲裁机制，减少总线竞争
D. 以上三种策略同时实施，综合提升总线性能

15、在微机的接口技术中，A/D（模拟到数字）转换和 D/A（数字到模拟）转换是常见的操作。假设我们要采集一个变化范围较大的模拟信号，并要求较高的转换精度。以下哪种 A/D 转换技术可能更适合？（ ）
A. 逐次逼近型 A/D 转换器
B. 双积分型 A/D 转换器
C. 并行比较型 A/D 转换器
D. 以上都可以，取决于具体应用

16、8086 系统中，若要将标志寄存器的内容压入堆栈，应使用的指令是（ ）
A. PUSH FLAGS
B. POP FLAGS
C. PUSHF
D. POPF

17、在微机的指令流水线技术中，假设要提高流水线的效率，减少流水线阻塞。以下哪种方法可能对解决数据相关和控制相关问题最为有效？（ ）
A. 分支预测 B. 数据前推 C. 延迟分支 D. 以上方法的综合运用
请详细说明每个解决方法在指令流水线中的工作原理和在提高流水线效率方面的效果

18、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

19、在 8086 系统中，若要将标志寄存器的内容压入堆栈，应使用的指令是（ ）
A. PUSH FLAGS
B. PUSHF
C. POP FLAGS
D. POPF

20、8086 系统中，一个存储单元的地址为 2000H:1000H，其物理地址是（ ）
A. 20000H
B. 21000H
C. 3000H
D. 12000H

二、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）怎样对 8255A 进行初始化设置？

2、（本题5分）梯形电阻网络 D/A 转换器有何优点？

3、（本题5分）微机系统中显示器的工作原理是什么？

4、（本题5分）简要说明 8086 微处理器的硬件中断响应过程。

5、（本题5分）简述非编码键盘的工作原理。

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太阳能充电控制器、电池管理系统和逆变器的组合装置。该装置能够控制太阳能电池板对蓄电池的充电过程，对蓄电池的状态进行监测和管理，并将蓄电池的直流电转换为交流电，为家庭或工业设备提供电力。

2、（本题5分）设计一个基于微机原理的电子温度计故障预测系统。能够提前预测电子温度计可能出现的故障，并采取相应的预防措施。

3、（本题5分）设计一个基于微机原理的电子时钟故障预测系统。预测电子时钟可能出现的故障，确保时间的准确性。

4、（本题5分）设计一个基于微机原理的电子液位报警器故障检测系统。检测电子液位报警器的故障，并进行报警和提示，提高液位监测的可靠性。

5、（本题5分）设计一个基于微机原理的智能路灯控制系统故障诊断系统。准确判断智能路灯控制系统的故障原因，并给出维修方案。

四、论述题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）详细阐述 8086 系统中智能安防系统中的图像识别和处理。

2、（本题10分）详细阐述 8086 系统中串行接口芯片 8251A 的通信原理和编程步骤。

3、（本题10分）论述 8086 微处理器的时钟发生器和时序控制机制。

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