华东师范大学《计算机系统设计及实践》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《计算机系统设计及实践》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批阅人一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、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2、在计算机系统中，（）是指一段时间内CPU用于执行进程的时间与总时间的比值。A.CPU利用率B.系统吞吐量C.周转时间D.响应时间3、对于操作系统中的内存管理策略，考虑一个运行多个进程的系统。关于分页存储管理和分段存储管理的比较，以下说法准确的是：（）A.分页存储管理和分段存储管理都能实现逻辑地址到物理地址的映射，但分段存储管理更灵活，更符合用户的编程需求B.分页存储管理的页面大小固定，导致内存碎片多；分段存储管理的段大小可变，所以不会产生内存碎片C.分页存储管理比分段存储管理更易于实现内存保护和共享，因为分页的页面是固定大小的D.分段存储管理的地址转换比分页存储管理简单，所以系统开销更小4、在文件系统的管理中，有多种常见的文件系统类型，如FAT文件系统、NTFS文件系统和EXT文件系统。以下关于它们的特点和适用场景的描述，正确的是：（）A.FAT文件系统简单易用，但不支持大文件和高级权限管理，适用于小型存储设备B.NTFS文件系统性能卓越，适用于所有操作系统和存储场景，没有任何局限性C.EXT文件系统主要用于Windows操作系统，具有出色的兼容性和稳定性D.这三种文件系统在性能、功能和适用场景上没有明显区别，可以随意选择使用5、计算机系统的可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。以下关于提高计算机系统可靠性的方法，不正确的是（）A.采用冗余技术，如双电源、双硬盘等B.增加系统的复杂性，以应对各种可能的故障C.定期进行系统维护和检测D.选用高质量的硬件和软件产品6、在计算机体系结构中，指令流水线技术是提高指令执行效率的重要手段。以下关于指令流水线的描述，正确的是：（）A.指令流水线级数越多，指令执行速度就越快，性能提升越明显B.指令流水线可以消除所有指令执行过程中的停顿，实现全速运行C.指令流水线中的结构冲突、数据冲突和控制冲突会影响流水线的性能，需要通过合理的技术手段来解决D.指令流水线只适用于简单的指令集，对于复杂指令集效果不佳7、内核态和用户态的切换在操作系统中经常发生，以下关于内核态和用户态切换的描述，哪一项是不正确的？（）A.系统调用会导致从用户态切换到内核态，以获取操作系统提供的服务B.中断和异常也会触发内核态和用户态的切换，以便操作系统进行处理C.内核态和用户态的切换会带来一定的开销，应尽量减少不必要的切换D.内核态和用户态的切换对系统性能没有影响，不需要进行优化8、在计算机网络的通信中，数据链路层负责将网络层的数据封装成帧进行传输。以下哪种数据链路层协议常用于局域网？（）A.PPPB.HDLCC.EthernetD.ATM9、操作系统中的内存管理机制有多种，包括分段、分页和段页式管理。以下关于这些内存管理机制的描述，哪一项是错误的？（）A.分段管理将内存划分为不同的段，每个段具有独立的逻辑地址空间，方便程序的模块化开发和保护B.分页管理将内存划分为固定大小的页面，通过页表实现虚拟地址到物理地址的转换，提高了内存的利用率C.段页式管理结合了分段和分页的优点，先将程序按段划分，再将每个段分页，增加了内存管理的复杂性，但提高了系统的性能D.在现代操作系统中，分页管理已经逐渐被淘汰，分段和段页式管理成为主流的内存管理方式10、实时操作系统对任务的响应时间和确定性有严格的要求。以下关于实时操作系统的描述，不正确的是（）A.硬实时任务必须在规定的时间内完成，否则会导致严重的后果，如航空航天控制系统B.软实时任务允许在一定程度上错过截止时间，但仍然需要尽快完成，如多媒体播放系统C.实时操作系统通常采用抢占式调度算法，以确保高优先级的任务能够及时获得CPU资源D.实时操作系统不需要考虑系统的资源利用率和公平性，只关注任务的实时性11、在数据库系统中，存储过程是一组预先编译好的SQL语句集合，可以被多次调用执行。以下关于存储过程的描述中，不正确的是：（）A.存储过程可以接受参数，根据参数的值执行不同的操作，提高了数据库操作的灵活性和可重用性B.存储过程在数据库服务器端执行，减少了网络传输的数据量，提高了系统的性能C.存储过程可以封装复杂的业务逻辑，使得应用程序与数据库的交互更加简洁和清晰D.存储过程一旦创建就不能修改，只能删除重新创建，因此在创建存储过程时必须确保其逻辑完全正确12、计算机系统的安全机制包括用户认证、访问控制和加密技术等。以下关于系统安全机制的描述，哪一项是不准确的？（）A.用户认证用于验证用户的身份，常见的认证方式包括密码认证、指纹认证和令牌认证等B.访问控制用于限制用户对系统资源的访问权限，常见的访问控制模型有自主访问控制（DAC）和强制访问控制（MAC）C.加密技术可以保护数据的机密性和完整性，对称加密算法（如AES）加密和解密速度快，非对称加密算法（如RSA）安全性更高D.只要采用了先进的安全机制，就可以完全避免系统受到任何攻击和数据泄露13、在操作系统的设备管理中，以下关于设备驱动程序的描述，正确的是：（）A.设备驱动程序是操作系统与硬件设备之间的接口，不同类型的设备可以使用相同的驱动程序B.设备驱动程序的开发简单，不需要了解硬件设备的详细工作原理和技术规格C.设备驱动程序的稳定性和性能对整个系统的正常运行至关重要，需要经过严格的测试和优化D.设备驱动程序一旦开发完成，就不需要更新和维护，可以长期使用14、在计算机系统的安全机制中，用户认证是重要的一环。以下哪种用户认证方式基于用户所拥有的物品进行认证？（）A.用户名和密码认证B.指纹识别认证C.智能卡认证D.面部识别认证15、在计算机图形学中，图形的渲染是将三维场景转换为二维图像的过程。以下关于图形渲染的描述中，不正确的是：（）A.图形渲染管线包括顶点处理、几何处理、光栅化、片段处理和输出合并等阶段，每个阶段负责完成特定的任务，共同实现图形的渲染B.顶点着色器用于处理顶点的位置、颜色、纹理坐标等属性，几何着色器可以对图元进行生成、修改或删除操作，片段着色器用于计算每个像素的颜色值C.纹理映射是将纹理图像应用到几何表面上，以增加图形的真实感，常见的纹理映射方式有环境映射、漫反射映射和镜面反射映射等D.图形渲染的性能只取决于显卡的硬件性能，与渲染算法、场景复杂度和图形API的选择等因素无关16、在计算机系统的安全机制中，访问控制是保护系统资源的重要手段。以下关于访问控制的描述，哪一个是不正确的？（）A.自主访问控制（DAC）允许资源的所有者决定其他用户对资源的访问权限B.强制访问控制（MAC）根据系统的安全策略来决定用户的访问权限，用户不能自主修改C.基于角色的访问控制（RBAC）通过为用户分配角色来确定其访问权限，便于管理D.访问控制列表（ACL）是一种常见的访问控制实现方式，它只能用于文件系统，不能用于网络访问控制17、在计算机系统的输入输出（I/O）控制方式中，中断驱动I/O控制方式相对于程序查询I/O控制方式的主要优点是？（）A.大大提高了CPU的利用率B.可以实现对I/O设备的实时控制C.减少了I/O设备与CPU之间的数据传输量D.简化了I/O控制程序的设计18、在图形处理方面，有多种技术和算法用于提高性能和效果。以下关于图形处理的描述，哪一项是不正确的？（）A.GPU编程（如CUDA、OpenCL）可以利用GPU的并行计算能力加速图形和通用计算任务B.DirectX和OpenGL是常见的图形API，它们提供了丰富的函数和接口用于图形渲染C.图形硬件加速技术可以通过专用的硬件电路提高图形处理的速度，如纹理映射和几何变换D.在图形处理中，只需要关注图形的显示效果，不需要考虑性能和资源的优化19、当计算机系统发生故障时，错误检测和恢复机制至关重要。以下哪种技术常用于检测和纠正内存中的数据错误？（）A.奇偶校验B.ECC（纠错码）C.磁盘镜像D.数据备份20、在分布式系统中，一致性问题是需要重点关注的。以下关于分布式一致性的描述中，错误的是：（）A.分布式一致性要求在分布式环境中，多个节点对数据的状态达成一致的认知，即使在存在网络延迟、故障等情况下也能保证数据的正确性和完整性B.一致性协议如Paxos和Raft通过一系列的消息交互和选举机制来保证分布式系统中的数据一致性，它们在不同的场景下具有不同的性能和适用范围C.最终一致性是一种较弱的一致性模型，允许在一段时间内数据存在不一致，但最终会达到一致状态，常用于对实时性要求不高的分布式系统D.实现分布式一致性是非常简单的，只需要在节点之间进行简单的数据同步即可，不需要复杂的算法和机制21、在数据库管理系统中，事务具有原子性、一致性、隔离性和持久性的特性。以下关于事务隔离级别的描述，哪一个能够避免脏读、不可重复读和幻读问题？（）A.读未提交B.读已提交C.可重复读D.串行化22、计算机系统中的输入输出控制方式有多种，例如程序查询方式、中断方式、DMA方式等。对于高速、大批量数据传输，哪种控制方式效率更高？（）A.程序查询方式B.中断方式C.DMA方式D.通道方式23、在计算机系统的性能评估中，以下哪个指标主要用于衡量CPU的运算速度？（）A.主频B.字长C.内存容量D.硬盘容量24、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25、电源管理机制对于延长计算机设备的电池寿命和降低能耗具有重要意义。以下关于操作系统电源管理机制的描述，错误的是（）A.休眠模式将内存中的数据保存到硬盘上，然后关闭计算机，再次开机时可以快速恢复到休眠前的状态B.待机模式将计算机的部分设备关闭，以降低能耗，但内存中的数据仍然保持，可快速恢复工作C.节能模式通过降低CPU频率、关闭不必要的设备等方式降低能耗，但可能会影响系统的性能D.操作系统的电源管理机制是固定不变的，用户无法根据自己的需求进行设置和调整二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述操作系统中的虚拟设备的概念和作用。2、（本题5分）解释计算机操作系统中页面置换算法的原理和常见算法。3、（本题5分）简述操作系统中的设备驱动程序的功能和作用。4、（本题5分）说明计算机网络中的IP地址的分类和特点。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入分析计算机系统中的操作系统的创业创新活动中的技术支持和资源整合。2、（本题5分）详细论述计算机系统中的操作系统的量子计算对未来计算系统的影响。3、（本题5分）深入分析计算机系统中的进程调度算法，如先来先服务、短作业优先、时间片轮转和优先级调度算法的实现和性能评估。4、（本题5分）综合阐述计算机系统中的操作系统的科研计算中的资源分配和任务管理。5、（本题5分