湖北师范大学文理学院《计算机系统结构》2022-2023学年第一学期期末试卷

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2022-2023学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、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、在计算机图形学中，要显示一个三维物体，通常需要进行投影变换。以下哪种投影方式会产生近大远小的视觉效果？（）A.平行投影B.正投影C.透视投影D.轴测投影2、在操作系统的内核结构中，以下关于微内核和单内核的比较，正确的是：（）A.微内核结构的内核体积小、可扩展性强，但性能不如单内核B.单内核结构的内核功能丰富、效率高，但可维护性差C.微内核结构将大部分系统服务放在内核之外，提高了系统的安全性和稳定性D.以上选项均正确3、在操作系统中，进程调度算法的选择对系统性能有显著影响。以下关于进程调度算法的描述中，不正确的是：（）A.先来先服务（FCFS）调度算法按照进程到达的先后顺序进行调度，这种算法简单直观，但可能导致短作业等待时间过长B.短作业优先（SJF）调度算法优先调度执行时间短的作业，能够有效地降低平均等待时间，但可能会造成长作业长期得不到执行C.时间片轮转（RR）调度算法将CPU时间划分为固定大小的时间片，每个进程轮流获得一个时间片进行执行，这种算法适用于分时系统，但可能导致频繁的进程切换D.优先级调度算法根据进程的优先级进行调度，优先级高的进程总是先得到执行，这种算法能够保证重要进程的及时响应，但不会出现低优先级进程饥饿的情况4、在操作系统的内存管理中，分页存储管理方式存在内部碎片问题。以下关于内部碎片的描述，不正确的是哪一项？（）A.是指分配给进程的内存空间中未被使用的部分B.会造成一定的内存浪费C.分页大小固定时，内部碎片的大小也固定D.可以通过减小页的大小来完全消除内部碎片5、文件系统的目录结构和文件组织方式对文件的查找和访问性能有很大影响。以下关于文件系统结构的描述，哪一项是不正确的？（）A.树形目录结构便于文件的分类管理和层次组织，是大多数操作系统采用的目录结构B.哈希目录结构通过对文件名进行哈希计算来确定文件的存储位置，查找速度快，但可能存在哈希冲突C.索引节点（inode）是文件系统中用于存储文件属性和数据指针的重要数据结构，不同的文件系统inode的结构和内容可能不同D.文件系统的布局优化只需要考虑文件的存储位置，不需要考虑目录的组织和inode的分配6、操作系统中的内存管理是一项关键任务，不同的内存分配方式各有特点。以下关于动态分区分配方式的描述中，正确的是：（）A.动态分区分配会产生外部碎片，即内存空间被分割成许多不连续的小空闲区域，导致无法分配给大进程B.动态分区分配采用首次适应算法时，每次总是从内存的低地址开始查找第一个能满足要求的空闲分区，这种算法容易导致低地址部分的内存空间被频繁使用，而高地址部分的内存空间长期闲置C.动态分区分配采用最佳适应算法时，总是把能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业，这种算法能够减少内存碎片的产生，但可能会导致较大的内存开销用于存储分区信息D.动态分区分配采用最坏适应算法时，总是挑选最大的空闲分区进行分配，这种算法虽然能够避免产生小碎片，但可能会导致较大的作业无法得到分配7、在数据库管理系统中，索引是提高查询效率的重要手段。然而，不恰当的索引使用也可能带来一些问题。以下关于索引的描述，哪一个是错误的？（）A.过多的索引会增加数据插入、更新和删除操作的开销B.对于经常出现在查询条件中的列，创建索引通常可以提高查询性能C.索引总是能够显著提高数据库的查询效率，无论数据量大小和查询条件的复杂程度如何D.对于数据分布比较均匀、取值范围较大的列，创建索引可能效果不明显8、在计算机系统中，当多个进程并发执行时，可能会出现竞争条件和数据不一致的问题。以下关于解决这些问题的方法的描述中，错误的是：（）A.使用互斥锁可以确保在同一时刻只有一个进程能够访问共享资源，从而避免竞争条件B.信号量可以用于控制多个进程对共享资源的访问，实现进程之间的同步和互斥C.管程是一种高级同步机制，它将共享资源和对共享资源的操作封装在一起，使得进程之间的同步更加简单和可靠D.让多个进程随意访问共享资源，依靠操作系统的自动纠错机制来解决竞争条件和数据不一致问题9、在计算机系统的存储管理中，虚拟存储技术通过将部分数据暂存到磁盘来扩展内存空间。以下关于虚拟存储的描述，哪一项是不准确的？（）A.虚拟存储可以让进程使用比实际物理内存更大的地址空间，从而运行更大规模的程序B.页面置换算法决定了将哪些页面从内存换出到磁盘，以腾出空间给新的页面C.虚拟存储技术可以提高内存的利用率，但可能会增加页面置换的次数，导致系统性能下降D.一旦启用虚拟存储，系统就不再需要物理内存，所有数据都可以存储在磁盘上10、在计算机网络的传输层协议中，TCP和UDP具有不同的特点和应用场景。以下关于TCP和UDP的描述，哪一项是错误的？（）A.TCP提供可靠的、面向连接的数据传输服务，适用于对数据准确性要求高的应用，如文件传输B.UDP提供不可靠的、无连接的数据传输服务，效率较高，适用于实时性要求高的应用，如视频直播C.TCP具有拥塞控制机制，可以根据网络状况调整数据发送速率，避免网络拥塞D.UDP协议的包头比TCP协议的包头更复杂，因此UDP的传输开销更大11、在嵌入式系统中，由于资源有限，需要进行系统的裁剪和优化。以下关于嵌入式系统优化的描述，哪一项是错误的？（）A.内核定制可以根据系统的具体需求裁剪不必要的内核功能和模块，减小内核体积B.应用程序精简可以通过去除不必要的功能和代码优化来减少程序的存储空间和运行时开销C.硬件资源的合理利用包括选择低功耗的处理器、优化内存使用和合理配置外设等D.嵌入式系统的优化只需要关注性能和资源利用率，不需要考虑系统的可维护性和可扩展性12、在操作系统的设备管理中，缓冲技术可以提高系统的性能。以下关于缓冲技术的描述，哪一项是不准确的？（）A.缓冲技术可以减少设备与CPU之间的速度差异，提高数据传输效率B.单缓冲、双缓冲和环形缓冲是常见的缓冲类型，它们在不同场景下的性能有所不同C.缓冲技术可以减少设备的中断次数，降低系统开销D.缓冲技术总是能够显著提高系统性能，不存在任何负面影响13、在数据库管理系统中，事务具有ACID特性。以下关于事务的原子性（Atomicity）的描述，不正确的是哪一项？（）A.事务中的所有操作要么全部成功，要么全部失败B.部分操作失败时，已成功的操作会被撤销C.保证了数据库的一致性和完整性D.可以通过回滚操作实现原子性14、在计算机网络中，关于路由协议的工作机制，以下哪种说法是正确的？（）A.RIP协议采用距离矢量算法，定期向相邻路由器发送路由信息，收敛速度慢，容易产生路由环路，但配置简单，适用于小型网络B.OSPF协议使用链路状态算法，通过泛洪机制向整个网络通告链路状态信息，收敛速度快，能适应大型网络的复杂拓扑，但配置复杂，对路由器性能要求高C.BGP协议是一种外部网关协议，用于在不同的自治系统之间交换路由信息，其路由决策基于路径属性和策略，具有高度的灵活性和可扩展性D.以上关于RIP、OSPF和BGP协议的说法都是正确的15、在计算机系统的指令系统中，指令的格式和编码方式会影响指令的执行效率。以下哪种指令格式能够提供最多的操作码位数？（）A.变长操作码格式B.定长操作码格式C.扩展操作码格式D.混合操作码格式16、在计算机系统的性能优化中，指令流水线技术可以提高CPU的执行效率。以下关于指令流水线的描述，哪一项是错误的？（）A.指令流水线通过将指令的执行过程分为多个阶段，实现并行处理B.流水线的深度越深，即阶段越多，CPU的性能就一定越高C.流水线中的相关问题，如数据相关和控制相关，会影响流水线的效率D.超标量技术是一种通过同时发射多条指令来提高流水线性能的方法17、在操作系统的文件管理中，文件的物理结构决定了文件在存储设备上的存储方式。以下哪种文件物理结构适合频繁随机访问且文件大小不固定的情况？（）A.连续分配B.链接分配C.索引分配D.混合分配18、操作系统的安全机制对于保护系统和用户的数据至关重要。以下关于操作系统安全机制的描述，不正确的是（）A.用户认证通过用户名和密码等方式验证用户的身份，确保只有合法用户能够登录系统B.访问控制根据用户的权限和角色来限制对系统资源的访问，防止未经授权的操作C.加密技术可以对文件和数据进行加密，即使数据被窃取，也能保证其保密性D.操作系统的安全机制一旦建立，就无需更新和维护，可以一直有效地保护系统安全19、计算机系统由硬件系统和软件系统组成，它们协同工作以实现各种计算任务。在计算机硬件系统中，中央处理器（CPU）是核心组件之一。以下关于CPU的描述，错误的是（）A.CPU负责执行计算机程序中的指令B.CPU的性能主要取决于其主频和核心数量C.不同类型的CPU可以安装在同一块主板上D.CPU内部包含控制器、运算器和寄存器等部件20、在计算机网络的网络协议栈中，以下关于TCP协议和UDP协议的比较，正确的是：（）A.TCP协议提供可靠的数据传输服务，适用于对数据准确性要求高的应用；UDP协议提供不可靠的数据传输服务，适用于实时性要求高的应用B.TCP协议的传输效率高于UDP协议，因为TCP协议不需要建立连接和进行拥塞控制C.UDP协议比TCP协议更复杂，需要更多的系统资源来实现D.TCP协议和UDP协议在网络中的应用场景完全不同，不存在相互替代的情况二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）简述计算机系统中网络服务质量（QoS）的保障机制。2、（本题5分）解释计算机系统中操作系统的系统服务故障排查。3、（本题5分）简要说明计算机中图像压缩的算法和标准。4、（本题5分）简要说明计算机系统中网络安全中的入侵检测系统。5、（本题5分）解释计算机系统中操作系统的资源分配策略。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在一个采用树形目录结构的文件系统中，用户要重命名一个文件，系统如何进行操作？2、（本题5分）详细探讨计算机系统中的操作系统的进程通信机制，如共享内存、消息传递和管道的实现和性能比较。3、（本题5分）深入探讨计算机指令系统的设计原则，包括指令格式、寻址方式等，并分析其对计算机性能的影响。4、（本题5分）深入分析计算机系统中的操作系统的容器技术，如Docker的原理和应用。5、（本题5分）深入分析计算机系统中的操作系统的虚拟网络技术，