中国地质大学（武汉）《高性能计算》2022-2023学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页中国地质大学（武汉）《高性能计算》

2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、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、假设要编写一个程序来监控系统资源的使用情况，如CPU利用率、内存占用和网络带宽。以下哪种编程语言和系统接口在系统监控方面具有较好的支持和易用性？（）A.C语言结合系统调用B.Python结合psutil库C.Java结合JMX接口D.Go语言结合内置的系统监控函数2、以下关于程序设计中的面向对象编程原则说法错误的是？（）A.单一职责原则（SingleResponsibilityPrinciple）要求一个类应该只有一个引起它变化的原因。也就是说，一个类应该只负责一项职责，这样可以提高代码的可维护性和可扩展性B.开放封闭原则（Open-ClosedPrinciple）要求软件实体（类、模块、函数等）应该对扩展开放，对修改封闭。也就是说，在不修改现有代码的情况下，可以通过扩展来实现新的功能C.里氏替换原则（LiskovSubstitutionPrinciple）要求子类必须能够替换它们的父类。也就是说，子类应该能够在任何使用父类的地方被使用，而不会产生错误D.面向对象编程原则只适用于大型项目，对于小型项目，不需要遵循这些原则。实际上，无论项目大小，遵循面向对象编程原则可以提高代码的质量和可维护性3、在设计一个用于天气预报的系统时，需要收集和分析来自多个气象站的数据，运用数值天气预报模型进行预测，并以直观的方式展示给用户。以下哪种技术和工具的选择是最恰当的？（）A.使用C++编写数据收集和处理程序，结合Python的NumPy和SciPy库进行数据分析，利用专业的气象模型软件进行预测，通过HTML5和CSS3构建前端展示界面B.采用Java的Netty框架接收数据，运用Spark进行大数据分析，使用第三方气象预测服务获取预报结果，借助Vue.js实现前端可视化C.运用Python的AsyncIO库进行异步数据采集，结合TensorFlow进行模型训练和预测，使用Echarts库进行数据可视化，利用Django框架搭建后端服务D.选择JavaScript的FetchAPI获取数据，利用Node.js的流处理模块处理数据，借助matplotlib生成图表，使用Express框架构建后端4、在JavaScript中，以下哪个对象用于操作浏览器历史记录？（）A.historyB.locationC.navigatorD.document5、在Python中，要编写一个递归函数来计算斐波那契数列的第n项。以下关于递归函数的实现和性能考虑，哪一项是错误的？（）A.定义递归函数，通过递归调用自身来计算斐波那契数列的项B.在递归过程中，使用缓存或者备忘录来避免重复计算，提高性能C.对于较大的n值，递归方式计算斐波那契数列可能会导致栈溢出错误D.递归是计算斐波那契数列的最优方法，不需要考虑使用其他非递归的算法6、在设计一个用于智能交通管理的系统时，需要实时处理来自多个传感器和摄像头的数据，进行车辆识别、流量分析和路径规划。同时，系统要与城市的交通信号灯系统进行联动控制。以下哪种技术和工具的组合是最有效的？（）A.使用C++结合OpenCV进行图像和视频处理，利用深度学习框架TensorFlow进行车辆识别，通过MQTT协议与信号灯系统通信，运用图数据库存储交通网络信息B.采用Java的图像处理库JMF处理数据，运用Spark进行大数据分析，使用HTTP协议与信号灯系统交互，借助关系型数据库管理交通网络C.运用Python的图像处理模块PIL，结合Flink进行实时流处理，通过蓝牙与信号灯系统连接，使用NoSQL数据库存储相关数据D.选择JavaScript的canvas进行图像绘制，利用Node.js的流处理模块处理数据，借助WebSockets与信号灯系统通信，使用MySQL数据库7、在开发一个虚拟现实（VR）应用程序时，需要实现实时的场景渲染和交互响应。以下哪种编程语言和图形API的组合在VR开发中较为常用和高效？（）A.C++结合VulkanB.C#结合Unity的图形接口C.JavaScript结合WebVRD.Python结合OpenGLES8、在一个使用C++语言开发的大型项目中，需要实现一个复杂的数学计算模块。该模块需要处理大量的浮点数运算，并且要求计算结果具有高精度和高效率。同时，为了方便代码的维护和扩展，需要采用良好的编程风格和设计模式。假设现在要计算两个大型矩阵的乘积，以下哪种算法和数据结构的组合最有可能满足上述要求？（）A.使用直接的两层嵌套循环进行计算，矩阵元素存储在二维数组中B.采用分治法，将矩阵分割为小块进行计算，矩阵元素存储在链表中C.运用Strassen算法，矩阵元素存储在动态分配的二维数组中D.借助并行计算技术，同时对多个矩阵元素进行计算，矩阵存储在哈希表中9、在编写一个用于计算两个整数之和的程序时，通常会使用特定的编程语言来实现。假设我们使用C语言，以下关于这个程序的实现方式，哪一项是不准确的？（）A.可以使用标准的输入输出函数scanf和printf来获取用户输入的两个整数，并输出它们的和B.通过定义变量来存储输入的整数和计算结果，使用算术运算符+进行求和运算C.在代码中需要考虑用户输入的是否为有效的整数，如果不是，需要进行错误处理和提示D.为了提高程序的运行效率，可以不进行任何输入有效性的检查，直接进行求和计算10、设想开发一个医疗信息管理系统，用于存储患者的基本信息、病历、诊断结果、治疗方案等。同时，系统需要支持医生的查询、编辑和统计分析功能。为了保障患者数据的隐私和安全性，同时满足医疗行业的法规要求，以下哪种数据存储和访问控制策略是最合适的？（）A.将所有数据存储在一个公共的数据库中，通过用户角色进行粗粒度的访问控制B.采用分布式数据库，对敏感数据进行加密存储，实施基于属性的访问控制（ABAC）C.运用云数据库服务，依赖云提供商的安全机制，设置简单的访问权限D.建立本地数据库，对数据不进行加密，通过用户名和密码进行访问控制11、在程序设计中，以下哪个概念用于描述算法的正确性和可靠性？（）A.算法的效率通常用时间复杂度和空间复杂度来衡量，与算法的正确性和可靠性无关B.算法的可读性是指算法易于理解和阅读的程度，也与算法的正确性和可靠性没有直接关系C.算法的正确性是指算法能够正确地解决问题，满足问题的规格说明。可靠性是指算法在各种输入情况下都能稳定地运行，不出现错误或异常情况D.算法的可维护性是指算法易于修改和扩展的程度，与算法的正确性和可靠性关系不大12、在程序设计中，以下哪个概念用于描述算法的空间效率？（）A.算法的时间复杂度是衡量算法执行时间的指标，与空间效率无关B.算法的可读性是指算法易于理解和阅读的程度，与空间效率没有直接关系C.算法的空间效率是指算法执行所需的存储空间。通常用空间复杂度来衡量，空间复杂度越低，算法的空间效率越高D.算法的可维护性是指算法易于修改和扩展的程度，与空间效率关系不大13、在Java中，要实现一个线程安全的集合类，例如线程安全的队列。以下关于线程安全集合类的实现和注意事项，哪一项是错误的？（）A.使用同步机制，如锁或者并发容器类，来保证多线程访问时的数据一致性B.在实现线程安全的集合类时，需要考虑性能和并发性的平衡C.线程安全的集合类可以在任何情况下替代普通的集合类，而不需要考虑具体的应用场景D.对于读多写少的场景，可以使用一些优化的线程安全集合类，如ConcurrentHashMap14、假设正在使用C#开发一个企业资源规划（ERP）系统，该系统涵盖了财务管理、人力资源管理、生产管理等多个模块。在财务管理模块中，需要实现复杂的财务报表生成功能，能够根据不同的时间段、部门和项目生成详细的财务报表。对于报表生成的实现，以下哪种方案是较为合理的？（）A.直接在数据库中使用存储过程生成报表，然后在应用程序中读取结果B.在应用程序中通过复杂的循环和计算生成报表C.使用第三方报表生成工具，将数据传递给工具进行报表生成D.基于XML格式定义报表模板，通过解析模板和数据来生成报表15、在设计一个移动应用的推送通知系统时，需要考虑通知的实时送达、用户偏好设置和服务器负载。以下哪种推送技术和服务提供商在这些方面表现出色？（）A.苹果的APNS服务B.谷歌的FCM服务C.华为的HMS推送服务D.以上推送服务都能满足需求二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）论述在C语言中，如何使用指针和结构体实现一个双向链表，并进行节点的插入、删除和遍历操作。2、（本题5分）论述在C语言中，如何使用递归函数解决问题，分析递归的原理、优点和可能导致的栈溢出问题。3、（本题5分）全面论述C语言中的代码规范和编程风格的重要性，包括变量命名、代码布局、注释等方面，分析良好的编程风格对代码可读性和可维护性的影响。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析C语言中指针数组和数组指针的区别，通过代码示例进行说明。2、（本题5分）分析Java中缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿的问题及解决方法。3、（本题5分）分析Java中安全机制（如认证、授权、加密）的实现和应用。4、（本题5分）分析C语言中文件指针的操作和文件定