計(jì)算機(jī)2025年硬件工程師模擬考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共30分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.一個(gè)8位的二進(jìn)制數(shù)10011010轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)是（）。A.92B.9BC.8BD.92H2.邏輯表達(dá)式(A+B)'.(A'+B)的化簡(jiǎn)結(jié)果為（）。A.A'B'B.ABC.A'B+AB'D.13.在CMOS反相器電路中，當(dāng)輸入高電平時(shí)，輸出為（）。A.高電平B.低電平C.高阻態(tài)D.不確定4.某邏輯門(mén)的輸入和輸出電平關(guān)系如下表所示，該邏輯門(mén)是（）。輸入A|輸入B|輸出Y------|-------|------0|0|10|1|01|0|01|1|1A.與門(mén)B.或門(mén)C.非門(mén)D.與非門(mén)5.在一個(gè)由與門(mén)、或門(mén)和非門(mén)構(gòu)成的組合邏輯電路中，下列說(shuō)法正確的是（）。A.輸出只取決于當(dāng)前時(shí)刻的輸入，與之前狀態(tài)無(wú)關(guān)B.輸出不僅取決于當(dāng)前時(shí)刻的輸入，還與之前狀態(tài)有關(guān)C.電路存在反饋回路D.電路不允許有反饋回路6.J-K觸發(fā)器在J=1,K=1,輸入時(shí)鐘脈沖CLK上升沿作用下，其輸出Q的狀態(tài)將（）。A.保持不變B.翻轉(zhuǎn)C.變?yōu)?D.變?yōu)?7.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，Cache的作用是（）。A.主要存儲(chǔ)操作系統(tǒng)B.主要存儲(chǔ)用戶程序C.作為主存和CPU之間速度的緩沖D.存儲(chǔ)備用的磁盤(pán)數(shù)據(jù)8.在總線結(jié)構(gòu)中，CPU通過(guò)總線訪問(wèn)內(nèi)存和I/O設(shè)備的過(guò)程稱(chēng)為（）。A.總線仲裁B.總線傳輸C.總線編碼D.總線定時(shí)9.下列哪種接口標(biāo)準(zhǔn)通常用于連接打印機(jī)？（）A.USBB.SATAC.PCIeD.RS-23210.CPU執(zhí)行一條指令需要經(jīng)過(guò)多個(gè)階段，其中取指令（Fetch）階段主要完成（）。A.計(jì)算操作數(shù)B.執(zhí)行運(yùn)算操作C.將結(jié)果存回寄存器或內(nèi)存D.從內(nèi)存中讀取下一條指令的操作碼和地址11.在馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中，CPU、內(nèi)存和I/O設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的通道稱(chēng)為（）。A.數(shù)據(jù)通路B.地址總線C.控制總線D.總線系統(tǒng)12.模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為（）。A.采樣B.保持C.量化D.編碼13.在PCB設(shè)計(jì)中，高速信號(hào)線布線時(shí)通常需要特別注意（）。A.避免與其他信號(hào)線平行B.增加線寬以降低電阻C.控制線長(zhǎng)以減少寄生參數(shù)影響D.使用接地線進(jìn)行屏蔽14.半導(dǎo)體三極管主要利用其（）特性來(lái)實(shí)現(xiàn)放大或開(kāi)關(guān)功能。A.電流控制電流B.電壓控制電壓C.電壓控制電流D.電流控制電壓15.下列關(guān)于MOSFET的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.MOSFET有N型和P型兩種B.MOSFET是一種電壓控制器件C.MOSFET有三個(gè)工作區(qū)：截止區(qū)、飽和區(qū)、可變電阻區(qū)D.MOSFET的柵極電流在理想情況下為零二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.八進(jìn)制數(shù)456轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)是________。2.真值表中，當(dāng)輸入變量A=1,B=0時(shí)，邏輯表達(dá)式A⊕B的值為_(kāi)_______。3.浮點(diǎn)數(shù)通常由________部分和________部分組成。4.在計(jì)算機(jī)中，地址線用于指定________，數(shù)據(jù)線用于傳輸________。5.常用的并行接口標(biāo)準(zhǔn)EIA-232C采用________制進(jìn)行信號(hào)傳輸。6.晶體管工作在放大區(qū)時(shí)，其發(fā)射結(jié)和集電結(jié)電壓偏置分別為_(kāi)_______和________。7.穩(wěn)壓二極管在電路中通常工作在________狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)________功能。8.在數(shù)字電路中，邏輯“0”通常用________電平表示。9.Cache和主存之間的數(shù)據(jù)一致性通常采用________協(xié)議來(lái)保證。10.選擇電阻和電容進(jìn)行濾波時(shí)，其頻率特性主要由________決定。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共10分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的主要區(qū)別。2.解釋什么是總線仲裁？在多主機(jī)的總線系統(tǒng)中，為什么需要總線仲裁？四、計(jì)算題（每題10分，共20分。請(qǐng)寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程和結(jié)果）1.分析如右圖所示邏輯電路（請(qǐng)?jiān)诖颂幟枋鲞壿嬰娐穲D，例如：一個(gè)三輸入與門(mén)G1，輸入為A、B、C；G1的輸出接一個(gè)非門(mén)G2），寫(xiě)出邏輯表達(dá)式Y(jié)，并化簡(jiǎn)。2.某SR鎖存器初始狀態(tài)Q=0，輸入信號(hào)S和R的變化如下表所示（請(qǐng)?jiān)诖颂幟枋鲚斎胄盘?hào)時(shí)序表，例如：S:0->1->0,R:0->0->1）。請(qǐng)列出對(duì)應(yīng)的狀態(tài)變化過(guò)程。五、綜合題（每題15分，共30分。請(qǐng)根據(jù)要求作答）1.簡(jiǎn)述CPU執(zhí)行一條指令的基本過(guò)程，并說(shuō)明在過(guò)程中涉及的主要寄存器及其作用。2.假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的二進(jìn)制信號(hào)發(fā)生器電路由一個(gè)反相器、一個(gè)與非門(mén)和一個(gè)電容C組成（請(qǐng)?jiān)诖颂幟枋鲭娐愤B接方式，例如：反相器的輸入接信號(hào)源，輸出接與非門(mén)的一個(gè)輸入，與非門(mén)的另一個(gè)輸入接電容C，與非門(mén)的輸出為信號(hào)輸出端）。定性分析該電路可能產(chǎn)生何種信號(hào)，并簡(jiǎn)述其工作原理。---試卷答案一、選擇題1.C2.D3.A4.B5.A6.B7.C8.B9.A10.D11.A12.C13.C14.C15.D二、填空題1.100101101102.13.尾數(shù)，階碼4.內(nèi)存地址，數(shù)據(jù)5.異步6.正偏，反偏7.反向偏置，穩(wěn)壓8.低9.MESI10.頻率三、簡(jiǎn)答題1.答：組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前時(shí)刻的輸入，與電路之前的狀態(tài)無(wú)關(guān)；而時(shí)序邏輯電路的輸出不僅取決于當(dāng)前時(shí)刻的輸入，還與電路之前的狀態(tài)（存儲(chǔ)狀態(tài)）有關(guān)。組合電路不含存儲(chǔ)元件，時(shí)序電路含存儲(chǔ)元件（如觸發(fā)器）。2.答：總線仲裁是指在多主機(jī)的總線系統(tǒng)中，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)主設(shè)備同時(shí)請(qǐng)求使用總線時(shí)，由專(zhuān)門(mén)的仲裁邏輯或協(xié)議來(lái)確定哪個(gè)主設(shè)備能夠獲得總線使用權(quán)的過(guò)程。需要總線仲裁是因?yàn)榭偩€是共享資源，若不進(jìn)行仲裁，多個(gè)主設(shè)備同時(shí)訪問(wèn)會(huì)導(dǎo)致總線沖突，數(shù)據(jù)損壞或系統(tǒng)死鎖。四、計(jì)算題1.解：邏輯表達(dá)式Y(jié)=(A*B*C)'。化簡(jiǎn)：Y=A'+B'+C'(根據(jù)德摩根定律)結(jié)果：Y=A'+B'+C'2.解：根據(jù)SR鎖存器特性：S=1,R=0時(shí)，Q=1；S=0,R=1時(shí)，Q=0；S=R=1時(shí)，狀態(tài)不定；S=R=0時(shí)，保持原狀態(tài)。初始Q=0。第一個(gè)時(shí)鐘周期：S=0,R=0，Q保持0。第二個(gè)時(shí)鐘周期：S=1,R=0，Q變?yōu)?。第三個(gè)時(shí)鐘周期：S=0,R=1，Q變?yōu)?。狀態(tài)變化過(guò)程：Q=0->Q=0->Q=1->Q=0。五、綜合題1.解：CPU執(zhí)行一條指令的基本過(guò)程通常包括：取指（Fetch）-分析（Decode）-執(zhí)行（Execute）。主要涉及的寄存器及其作用：*程序計(jì)數(shù)器（PC）：存放下一條指令的內(nèi)存地址，控制指令的取指順序。*指令寄存器（IR）：存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令。*指令譯碼器：對(duì)IR中的操作碼進(jìn)行譯碼，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)。*累加器（Acc）：暫存運(yùn)算結(jié)果或參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)。*寄存器組（RegisterFile）：存放CPU需要頻繁訪問(wèn)的數(shù)據(jù)和地址。*地址寄存器（MAR）/數(shù)據(jù)寄存器（MDR）：MAR用于存放內(nèi)存地址，MDR用于暫存從內(nèi)存讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。*程序狀態(tài)字寄存器（PSW）：存放CPU的狀態(tài)信息（如進(jìn)位標(biāo)志、零標(biāo)志、符號(hào)標(biāo)志等）和中斷使能標(biāo)志。2.解：該電路可能產(chǎn)生方波信號(hào)。工作原理分析：*初始狀態(tài)，假設(shè)輸出Y為高電平。反相器輸出為低電平，與非門(mén)輸入為0和0，輸出為高電平。電容C通過(guò)反相器輸出（低電平）和地（假設(shè)地電平為0）構(gòu)成放電回路（或充電回路，取決于初始狀態(tài)和具體連接，這里假設(shè)是充電）。隨著電容C充電，與非門(mén)的一個(gè)輸入（連接電容C的端）電壓逐漸升高。*當(dāng)該電壓升高到一定程度，使得與非門(mén)的輸入從0變?yōu)?（閾值電壓附近），與非門(mén)輸出變?yōu)榈碗娖?。這個(gè)低電平反饋到反相器的輸入，使反相器輸出變?yōu)楦唠娖健?此時(shí)，電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)：反相器輸出高電平，與非門(mén)輸入為高電平和之前的高電平（假設(shè)），輸