长春工业大学人文信息学院《计算机系统结构》2022-2023学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页长春工业大学人文信息学院

《计算机系统结构》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15个小题，每小题2分，共30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、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2、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3、在计算机系统的体系结构中，以下哪种结构能够提高指令的并行执行效率（）A.单指令单数据（SISD）B.单指令多数据（SIMD）C.多指令单数据（MISD）D.多指令多数据（MIMD）4、在计算机图形学中，光照模型用于模拟物体表面的光照效果，从而增强图形的真实感。以下关于光照模型的描述中，错误的是：（）A.简单的光照模型如Lambert光照模型只考虑漫反射，不考虑镜面反射和环境光，适用于表现粗糙表面的物体B.Phong光照模型考虑了漫反射、镜面反射和环境光，能够产生更逼真的光照效果，但计算复杂度较高C.全局光照模型如光线追踪和辐射度算法可以模拟光线在场景中的多次反射和折射，生成非常真实的光照效果，但计算量巨大，通常用于离线渲染D.光照模型对图形的真实感没有太大影响，只要物体的形状和纹理绘制准确，就可以呈现出令人满意的图形效果5、分布式文件系统在分布式环境中用于管理和存储文件。以下关于分布式文件系统的描述，哪一项是错误的？（）A.HadoopHDFS是一种常用的分布式文件系统，它采用主从架构，具有高容错性和可扩展性B.GlusterFS是一种分布式文件系统，它支持多种存储后端和数据分布策略，适用于不同的应用场景C.分布式文件系统中的数据一致性通过副本机制和分布式协议来保证，副本数量越多，一致性越强D.分布式文件系统的性能主要取决于网络带宽和存储节点的性能，与文件系统的架构和算法关系不大6、操作系统的系统调用接口为应用程序提供了与操作系统交互的途径。以下关于系统调用接口的描述，错误的是（）A.系统调用接口定义了一组应用程序可以使用的函数或方法，通过这些函数可以请求操作系统的服务B.应用程序通过系统调用接口可以实现文件操作、进程管理、内存管理等各种功能C.系统调用接口的实现通常涉及从用户态到内核态的切换，这会带来一定的性能开销D.系统调用接口是操作系统内核的一部分，应用程序可以直接修改和扩展系统调用接口的功能7、在计算机网络的安全防护中，防火墙是常用的设备之一。以下哪种防火墙能够根据应用层数据进行过滤和控制？（）A.包过滤防火墙B.状态检测防火墙C.应用代理防火墙D.网络地址转换防火墙8、操作系统中的进程通信方式有多种，以下关于进程通信方式的描述，哪一项是不准确的？（）A.管道是一种半双工的进程通信方式，数据只能单向流动，通常用于父子进程之间的通信B.消息队列是一种消息的链表，进程可以向队列中发送消息，也可以从队列中接收消息，实现了进程间的异步通信C.共享内存是进程间通信中效率最高的方式，多个进程可以直接访问同一块内存区域，但需要使用同步机制来保证数据的一致性D.信号量主要用于进程的同步，而不是进程间的通信，它不能传递具体的数据信息9、在分布式系统中，一致性哈希算法常用于解决数据分布和负载均衡问题。以下关于一致性哈希算法的描述，不正确的是哪一项？（）A.当节点增加或减少时，数据迁移量较小B.可以有效地避免数据倾斜C.哈希函数的选择对算法性能没有影响D.能够实现较好的负载均衡10、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11、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12、在计算机系统中，（）是指进程在执行过程中由于自身进展情况或外界环境的变化而暂时停止执行。A.阻塞B.挂起C.唤醒D.切换13、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.ATM14、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15、在计算机系统中，当多个进程并发执行时，可能会出现进程之间相互等待对方所占用的资源，从而导致所有进程都无法继续推进的情况，这种现象被称为？（）A.饥饿B.死锁C.活锁D.竞争条件二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）说明计算机系统中操作系统的系统信息获取方法。2、（本题5分）阐述计算机系统中进程通信的方式。3、（本题5分）简述计算机中计算机网络的VPN技术。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）探讨在计算机系统的虚拟化网络中，虚拟交换机和虚拟路由器的实现和管理，分析如何优化虚拟化网络的性能和可扩展性。2、（本题5分）某计算机系统采用NUMA（非一致内存访问）架构。分析NUMA架构的特点和对系统性能的影响，讨论在编程中如何优化对NUMA系统的内存访问。3、（本题5分）如果一个计算机系统需要处理大量的网络数据包，分析网络协议栈的实现原理和优化策略，如数据包的接收与发送、流量控制、拥塞控制等。4、（本题5分）分析操作系统中的虚拟内存页面置换算法的改进策略。探讨如何根据工作集模型、访问局部性等原理优化页面置换算法，提高内存利用率和系统性能。5、（本题5分）分析在文件系统中，文件系统的权限管理模型，如Unix权限模型和Windows权限模型，讨论它们的差异和应用。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细探讨计算机系统中的内存分配算法，如首次适