華東師范大學(xué)《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)踐》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)踐》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，它們協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)各種計(jì)算任務(wù)。在計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中，中央處理器（CPU）是核心組件之一。以下關(guān)于CPU的描述，錯(cuò)誤的是（）A.CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序中的指令B.CPU的性能主要取決于其主頻和核心數(shù)量C.不同類型的CPU可以安裝在同一塊主板上D.CPU內(nèi)部包含控制器、運(yùn)算器和寄存器等部件2、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，（）是指一段時(shí)間內(nèi)CPU用于執(zhí)行進(jìn)程的時(shí)間與總時(shí)間的比值。A.CPU利用率B.系統(tǒng)吞吐量C.周轉(zhuǎn)時(shí)間D.響應(yīng)時(shí)間3、對(duì)于操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理策略，考慮一個(gè)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)。關(guān)于分頁存儲(chǔ)管理和分段存儲(chǔ)管理的比較，以下說法準(zhǔn)確的是：（）A.分頁存儲(chǔ)管理和分段存儲(chǔ)管理都能實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的映射，但分段存儲(chǔ)管理更靈活，更符合用戶的編程需求B.分頁存儲(chǔ)管理的頁面大小固定，導(dǎo)致內(nèi)存碎片多；分段存儲(chǔ)管理的段大小可變，所以不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)存碎片C.分頁存儲(chǔ)管理比分段存儲(chǔ)管理更易于實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)和共享，因?yàn)榉猪摰捻撁媸枪潭ù笮〉腄.分段存儲(chǔ)管理的地址轉(zhuǎn)換比分頁存儲(chǔ)管理簡單，所以系統(tǒng)開銷更小4、在文件系統(tǒng)的管理中，有多種常見的文件系統(tǒng)類型，如FAT文件系統(tǒng)、NTFS文件系統(tǒng)和EXT文件系統(tǒng)。以下關(guān)于它們的特點(diǎn)和適用場景的描述，正確的是：（）A.FAT文件系統(tǒng)簡單易用，但不支持大文件和高級(jí)權(quán)限管理，適用于小型存儲(chǔ)設(shè)備B.NTFS文件系統(tǒng)性能卓越，適用于所有操作系統(tǒng)和存儲(chǔ)場景，沒有任何局限性C.EXT文件系統(tǒng)主要用于Windows操作系統(tǒng)，具有出色的兼容性和穩(wěn)定性D.這三種文件系統(tǒng)在性能、功能和適用場景上沒有明顯區(qū)別，可以隨意選擇使用5、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性是指系統(tǒng)在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。以下關(guān)于提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可靠性的方法，不正確的是（）A.采用冗余技術(shù)，如雙電源、雙硬盤等B.增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，以應(yīng)對(duì)各種可能的故障C.定期進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)和檢測D.選用高質(zhì)量的硬件和軟件產(chǎn)品6、在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中，指令流水線技術(shù)是提高指令執(zhí)行效率的重要手段。以下關(guān)于指令流水線的描述，正確的是：（）A.指令流水線級(jí)數(shù)越多，指令執(zhí)行速度就越快，性能提升越明顯B.指令流水線可以消除所有指令執(zhí)行過程中的停頓，實(shí)現(xiàn)全速運(yùn)行C.指令流水線中的結(jié)構(gòu)沖突、數(shù)據(jù)沖突和控制沖突會(huì)影響流水線的性能，需要通過合理的技術(shù)手段來解決D.指令流水線只適用于簡單的指令集，對(duì)于復(fù)雜指令集效果不佳7、內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的切換在操作系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生，以下關(guān)于內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)切換的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.系統(tǒng)調(diào)用會(huì)導(dǎo)致從用戶態(tài)切換到內(nèi)核態(tài)，以獲取操作系統(tǒng)提供的服務(wù)B.中斷和異常也會(huì)觸發(fā)內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的切換，以便操作系統(tǒng)進(jìn)行處理C.內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的切換會(huì)帶來一定的開銷，應(yīng)盡量減少不必要的切換D.內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)的切換對(duì)系統(tǒng)性能沒有影響，不需要進(jìn)行優(yōu)化8、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信中，數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)將網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)封裝成幀進(jìn)行傳輸。以下哪種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議常用于局域網(wǎng)？（）A.PPPB.HDLCC.EthernetD.ATM9、操作系統(tǒng)中的內(nèi)存管理機(jī)制有多種，包括分段、分頁和段頁式管理。以下關(guān)于這些內(nèi)存管理機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.分段管理將內(nèi)存劃分為不同的段，每個(gè)段具有獨(dú)立的邏輯地址空間，方便程序的模塊化開發(fā)和保護(hù)B.分頁管理將內(nèi)存劃分為固定大小的頁面，通過頁表實(shí)現(xiàn)虛擬地址到物理地址的轉(zhuǎn)換，提高了內(nèi)存的利用率C.段頁式管理結(jié)合了分段和分頁的優(yōu)點(diǎn)，先將程序按段劃分，再將每個(gè)段分頁，增加了內(nèi)存管理的復(fù)雜性，但提高了系統(tǒng)的性能D.在現(xiàn)代操作系統(tǒng)中，分頁管理已經(jīng)逐漸被淘汰，分段和段頁式管理成為主流的內(nèi)存管理方式10、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間和確定性有嚴(yán)格的要求。以下關(guān)于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的描述，不正確的是（）A.硬實(shí)時(shí)任務(wù)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，否則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，如航空航天控制系統(tǒng)B.軟實(shí)時(shí)任務(wù)允許在一定程度上錯(cuò)過截止時(shí)間，但仍然需要盡快完成，如多媒體播放系統(tǒng)C.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)通常采用搶占式調(diào)度算法，以確保高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)能夠及時(shí)獲得CPU資源D.實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)不需要考慮系統(tǒng)的資源利用率和公平性，只關(guān)注任務(wù)的實(shí)時(shí)性11、在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，存儲(chǔ)過程是一組預(yù)先編譯好的SQL語句集合，可以被多次調(diào)用執(zhí)行。以下關(guān)于存儲(chǔ)過程的描述中，不正確的是：（）A.存儲(chǔ)過程可以接受參數(shù)，根據(jù)參數(shù)的值執(zhí)行不同的操作，提高了數(shù)據(jù)庫操作的靈活性和可重用性B.存儲(chǔ)過程在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端執(zhí)行，減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，提高了系統(tǒng)的性能C.存儲(chǔ)過程可以封裝復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，使得應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的交互更加簡潔和清晰D.存儲(chǔ)過程一旦創(chuàng)建就不能修改，只能刪除重新創(chuàng)建，因此在創(chuàng)建存儲(chǔ)過程時(shí)必須確保其邏輯完全正確12、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全機(jī)制包括用戶認(rèn)證、訪問控制和加密技術(shù)等。以下關(guān)于系統(tǒng)安全機(jī)制的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.用戶認(rèn)證用于驗(yàn)證用戶的身份，常見的認(rèn)證方式包括密碼認(rèn)證、指紋認(rèn)證和令牌認(rèn)證等B.訪問控制用于限制用戶對(duì)系統(tǒng)資源的訪問權(quán)限，常見的訪問控制模型有自主訪問控制（DAC）和強(qiáng)制訪問控制（MAC）C.加密技術(shù)可以保護(hù)數(shù)據(jù)的機(jī)密性和完整性，對(duì)稱加密算法（如AES）加密和解密速度快，非對(duì)稱加密算法（如RSA）安全性更高D.只要采用了先進(jìn)的安全機(jī)制，就可以完全避免系統(tǒng)受到任何攻擊和數(shù)據(jù)泄露13、在操作系統(tǒng)的設(shè)備管理中，以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的描述，正確的是：（）A.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是操作系統(tǒng)與硬件設(shè)備之間的接口，不同類型的設(shè)備可以使用相同的驅(qū)動(dòng)程序B.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)簡單，不需要了解硬件設(shè)備的詳細(xì)工作原理和技術(shù)規(guī)格C.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的穩(wěn)定性和性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行至關(guān)重要，需要經(jīng)過嚴(yán)格的測試和優(yōu)化D.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一旦開發(fā)完成，就不需要更新和維護(hù)，可以長期使用14、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全機(jī)制中，用戶認(rèn)證是重要的一環(huán)。以下哪種用戶認(rèn)證方式基于用戶所擁有的物品進(jìn)行認(rèn)證？（）A.用戶名和密碼認(rèn)證B.指紋識(shí)別認(rèn)證C.智能卡認(rèn)證D.面部識(shí)別認(rèn)證15、在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，圖形的渲染是將三維場景轉(zhuǎn)換為二維圖像的過程。以下關(guān)于圖形渲染的描述中，不正確的是：（）A.圖形渲染管線包括頂點(diǎn)處理、幾何處理、光柵化、片段處理和輸出合并等階段，每個(gè)階段負(fù)責(zé)完成特定的任務(wù)，共同實(shí)現(xiàn)圖形的渲染B.頂點(diǎn)著色器用于處理頂點(diǎn)的位置、顏色、紋理坐標(biāo)等屬性，幾何著色器可以對(duì)圖元進(jìn)行生成、修改或刪除操作，片段著色器用于計(jì)算每個(gè)像素的顏色值C.紋理映射是將紋理圖像應(yīng)用到幾何表面上，以增加圖形的真實(shí)感，常見的紋理映射方式有環(huán)境映射、漫反射映射和鏡面反射映射等D.圖形渲染的性能只取決于顯卡的硬件性能，與渲染算法、場景復(fù)雜度和圖形API的選擇等因素?zé)o關(guān)16、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全機(jī)制中，訪問控制是保護(hù)系統(tǒng)資源的重要手段。以下關(guān)于訪問控制的描述，哪一個(gè)是不正確的？（）A.自主訪問控制（DAC）允許資源的所有者決定其他用戶對(duì)資源的訪問權(quán)限B.強(qiáng)制訪問控制（MAC）根據(jù)系統(tǒng)的安全策略來決定用戶的訪問權(quán)限，用戶不能自主修改C.基于角色的訪問控制（RBAC）通過為用戶分配角色來確定其訪問權(quán)限，便于管理D.訪問控制列表（ACL）是一種常見的訪問控制實(shí)現(xiàn)方式，它只能用于文件系統(tǒng)，不能用于網(wǎng)絡(luò)訪問控制17、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入輸出（I/O）控制方式中，中斷驅(qū)動(dòng)I/O控制方式相對(duì)于程序查詢I/O控制方式的主要優(yōu)點(diǎn)是？（）A.大大提高了CPU的利用率B.可以實(shí)現(xiàn)對(duì)I/O設(shè)備的實(shí)時(shí)控制C.減少了I/O設(shè)備與CPU之間的數(shù)據(jù)傳輸量D.簡化了I/O控制程序的設(shè)計(jì)18、在圖形處理方面，有多種技術(shù)和算法用于提高性能和效果。以下關(guān)于圖形處理的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.GPU編程（如CUDA、OpenCL）可以利用GPU的并行計(jì)算能力加速圖形和通用計(jì)算任務(wù)B.DirectX和OpenGL是常見的圖形API，它們提供了豐富的函數(shù)和接口用于圖形渲染C.圖形硬件加速技術(shù)可以通過專用的硬件電路提高圖形處理的速度，如紋理映射和幾何變換D.在圖形處理中，只需要關(guān)注圖形的顯示效果，不需要考慮性能和資源的優(yōu)化19、當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，錯(cuò)誤檢測和恢復(fù)機(jī)制至關(guān)重要。以下哪種技術(shù)常用于檢測和糾正內(nèi)存中的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤？（）A.奇偶校驗(yàn)B.ECC（糾錯(cuò)碼）C.磁盤鏡像D.數(shù)據(jù)備份20、在分布式系統(tǒng)中，一致性問題是需要重點(diǎn)關(guān)注的。以下關(guān)于分布式一致性的描述中，錯(cuò)誤的是：（）A.分布式一致性要求在分布式環(huán)境中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)的狀態(tài)達(dá)成一致的認(rèn)知，即使在存在網(wǎng)絡(luò)延遲、故障等情況下也能保證數(shù)據(jù)的正確性和完整性B.一致性協(xié)議如Paxos和Raft通過一系列的消息交互和選舉機(jī)制來保證分布式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性，它們在不同的場景下具有不同的性能和適用范圍C.最終一致性是一種較弱的一致性模型，允許在一段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)存在不一致，但最終會(huì)達(dá)到一致狀態(tài)，常用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的分布式系統(tǒng)D.實(shí)現(xiàn)分布式一致性是非常簡單的，只需要在節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)同步即可，不需要復(fù)雜的算法和機(jī)制21、在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中，事務(wù)具有原子性、一致性、隔離性和持久性的特性。以下關(guān)于事務(wù)隔離級(jí)別的描述，哪一個(gè)能夠避免臟讀、不可重復(fù)讀和幻讀問題？（）A.讀未提交B.讀已提交C.可重復(fù)讀D.串行化22、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的輸入輸出控制方式有多種，例如程序查詢方式、中斷方式、DMA方式等。對(duì)于高速、大批量數(shù)據(jù)傳輸，哪種控制方式效率更高？（）A.程序查詢方式B.中斷方式C.DMA方式D.通道方式23、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能評(píng)估中，以下哪個(gè)指標(biāo)主要用于衡量CPU的運(yùn)算速度？（）A.主頻B.字長C.內(nèi)存容量D.硬盤容量24、在操作系統(tǒng)的文件管理中，文件的物理結(jié)構(gòu)決定了文件在存儲(chǔ)設(shè)備上的存儲(chǔ)方式。以下哪種文件物理結(jié)構(gòu)適合頻繁隨機(jī)訪問且文件大小不固定的情況？（）A.連續(xù)分配B.鏈接分配C.索引分配D.混合分配25、電源管理機(jī)制對(duì)于延長計(jì)算機(jī)設(shè)備的電池壽命和降低能耗具有重要意義。以下關(guān)于操作系統(tǒng)電源管理機(jī)制的描述，錯(cuò)誤的是（）A.休眠模式將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)保存到硬盤上，然后關(guān)閉計(jì)算機(jī)，再次開機(jī)時(shí)可以快速恢復(fù)到休眠前的狀態(tài)B.待機(jī)模式將計(jì)算機(jī)的部分設(shè)備關(guān)閉，以降低能耗，但內(nèi)存中的數(shù)據(jù)仍然保持，可快速恢復(fù)工作C.節(jié)能模式通過降低CPU頻率、關(guān)閉不必要的設(shè)備等方式降低能耗，但可能會(huì)影響系統(tǒng)的性能D.操作系統(tǒng)的電源管理機(jī)制是固定不變的，用戶無法根據(jù)自己的需求進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整二、簡答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)中的虛擬設(shè)備的概念和作用。2、（本題5分）解釋計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中頁面置換算法的原理和常見算法。3、（本題5分）簡述操作系統(tǒng)中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的功能和作用。4、（本題5分）說明計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的IP地址的分類和特點(diǎn)。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入分析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)的創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新活動(dòng)中的技術(shù)支持和資源整合。2、（本題5分）詳細(xì)論述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)的量子計(jì)算對(duì)未來計(jì)算系統(tǒng)的影響。3、（本題5分）深入分析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的進(jìn)程調(diào)度算法，如先來先服務(wù)、短作業(yè)優(yōu)先、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)和優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法的實(shí)現(xiàn)和性能評(píng)估。4、（本題5分）綜合闡述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)的科研計(jì)算中的資源分配和任務(wù)管理。5、（本題5分