兰州财经大学《计算机系统原理基础》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《计算机系统原理基础》2023-2024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1分，共15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、在计算机体系结构中，指令流水线是提高CPU执行效率的一种重要技术。以下关于指令流水线的描述，哪一项是不正确的？（）A.指令流水线通过将指令的执行过程分为多个阶段，使得不同指令可以在不同阶段同时执行，从而提高了CPU的吞吐量B.指令流水线可能会因为指令之间的数据依赖、控制依赖等问题导致流水线阻塞，降低执行效率C.增加流水线的级数可以进一步提高CPU的执行效率，但也会增加硬件复杂度和成本D.指令流水线可以完全消除指令执行过程中的等待时间，使得CPU能够以恒定的高速度执行指令，不受任何因素的影响2、分布式操作系统中的进程通信和资源管理与单机操作系统有很大的不同。以下关于分布式操作系统中进程通信和资源管理的描述，错误的是（）A.分布式操作系统中的进程通信需要通过网络进行，通信延迟和可靠性是需要考虑的重要因素B.资源管理需要考虑资源的分布性和异构性，以及如何实现资源的有效共享和协同工作C.分布式操作系统中的进程通常采用消息传递的方式进行通信，消息的传递是可靠的，不会出现丢失或重复的情况D.分布式操作系统中的资源管理需要解决资源的分配、调度和一致性等问题，通常采用分布式算法来实现3、在多核处理器环境下进行并行程序设计，线程间的通信和同步是关键问题。以下关于线程间通信和同步的描述，哪一项是错误的？（）A.共享内存是一种常见的线程间通信方式，多个线程可以通过读写共同的内存区域来交换数据，但需要使用同步机制来避免数据竞争B.消息传递是另一种线程间通信方式，线程通过发送和接收消息来进行通信，这种方式比共享内存更易于理解和实现C.条件变量可以用于线程间的同步，当某个条件满足时通知等待的线程继续执行D.死锁只会在多个进程之间发生，在多线程环境中由于线程的切换速度快，不会出现死锁现象4、在计算机系统的总线结构中，以下关于多总线结构的描述，正确的是：（）A.多总线结构可以提高系统的并行性和带宽，但会增加系统的复杂度和成本B.多总线结构中，所有设备都可以同时在不同的总线上进行数据传输，不会产生任何冲突C.多总线结构与单总线结构相比，在性能上没有明显优势，只是增加了设计的复杂性D.多总线结构可以完全解决总线的带宽瓶颈问题，使系统性能不受总线限制5、在计算机组成原理中，总线是连接计算机各个部件的重要通信线路。以下关于总线的分类和特点，哪一项描述是不正确的？（）A.数据总线用于在CPU、内存和输入输出设备之间传输数据，其宽度决定了一次能传输的数据量B.地址总线用于传输内存地址或I/O端口地址，其宽度决定了系统可寻址的内存空间或I/O端口数量C.控制总线用于传输控制信号，如读写信号、中断请求信号等，协调各个部件的工作D.总线的带宽只取决于总线的频率，与总线的宽度无关，提高总线频率可以无限增加总线的带宽6、批处理系统、分时系统和实时系统是操作系统的三种基本类型。以下关于这三种系统的特点和应用场景的描述，错误的是（）A.批处理系统将一批作业按照顺序依次处理，适合于需要大量计算但对响应时间要求不高的任务，如科学计算B.分时系统允许多个用户同时与系统交互，每个用户感觉自己独占系统，适用于交互式的终端用户环境C.实时系统要求对外部事件在规定的时间内做出响应，常用于工业控制、航空航天等对实时性要求极高的领域D.这三种系统是相互独立的，不存在相互融合和借鉴的情况，每个系统都有其特定的应用领域和局限性7、中断处理在计算机系统中非常重要，以下关于中断处理的描述，哪一项是不准确的？（）A.中断处理过程包括中断请求、中断响应、中断服务和中断返回等阶段B.中断优先级分配策略用于确定多个中断同时发生时的处理顺序，高优先级中断会优先得到处理C.中断嵌套是指在处理一个中断时，又发生了更高优先级的中断，可以暂停当前中断处理去响应更高优先级的中断D.中断处理程序可以任意长时间占用CPU资源，不会影响系统的其他任务8、在分布式计算机系统中，保证数据的一致性是一个重要的挑战。以下关于分布式数据一致性的描述，哪一项是不正确的？（）A.副本同步是确保分布式系统中数据一致性的常见方法，通过在多个节点上保存数据副本并保持它们的同步B.分布式事务处理用于处理跨越多个节点的操作，保证事务的原子性、一致性、隔离性和持久性（ACID）特性C.一致性哈希算法常用于分布式系统中的数据分布和负载均衡，能够有效地解决节点增减时的数据重新分布问题D.在最终一致性模型中，允许系统在一段时间内存在数据不一致，但最终会达到一致状态，这种模型适用于对实时一致性要求不高的场景，并且不会影响系统的性能和可用性9、在计算机网络的路由选择中，动态路由协议能够根据网络拓扑的变化自动调整路由表。以下关于动态路由协议的描述，哪一项是不准确的？（）A.距离矢量路由协议（如RIP）通过交换路由信息来计算到达目标网络的距离B.链路状态路由协议（如OSPF）通过广播链路状态信息来构建网络拓扑图C.动态路由协议能够快速适应网络拓扑的变化，但可能会引入一定的路由环路风险D.一旦网络拓扑稳定，动态路由协议所产生的路由开销会比静态路由协议低10、当涉及到计算机系统中的输入输出控制方式时，以下关于中断驱动方式的描述，正确的是：（）A.中断驱动方式会导致CPU频繁被打断，严重影响系统性能，已被淘汰B.中断驱动方式能够在设备准备好数据时及时通知CPU进行处理，提高了CPU的利用率。但可能会因为中断处理不当导致系统崩溃C.中断驱动方式下，CPU无需主动查询设备状态，完全由设备通过中断通知CPU，这种方式无法保证数据传输的及时性D.中断驱动方式适用于所有类型的输入输出设备，包括低速设备和高速设备，且不会产生任何系统开销11、在多线程编程中，当多个线程同时访问和修改共享数据时，可能会出现数据不一致的问题。为了避免这种情况，通常会使用同步机制。以下关于同步机制的描述，哪一项是正确的？（）A.互斥锁是一种高级的同步机制，它允许多个线程同时获取锁并访问共享资源B.信号量可以用于实现线程之间的同步，但不能用于控制对共享资源的访问C.读写锁适合于读操作频繁而写操作较少的情况，允许多个线程同时进行读操作D.条件变量通常用于在多个线程之间传递复杂的数据12、在操作系统中，死锁的产生与资源分配策略有关。以下关于死锁预防策略的描述，不正确的是哪一项？（）A.破坏“请求和保持”条件B.破坏“不可剥夺”条件C.破坏“循环等待”条件D.可以完全避免死锁的发生，且不会影响系统资源的利用率13、在操作系统中，虚拟内存技术是一种重要的内存管理方法。以下关于虚拟内存的描述，哪一项是不准确的？（）A.虚拟内存使得程序可以使用比实际物理内存更大的地址空间，从而允许运行更大规模的程序B.虚拟内存通过将部分程序和数据暂时存储在硬盘上，当需要时再调入内存，实现了对物理内存的扩充C.虚拟内存的使用可能会导致系统性能下降，因为硬盘的读写速度远远低于内存的读写速度D.虚拟内存技术完全消除了内存不足的问题，使得计算机可以无限制地运行大型程序，而无需考虑物理内存的限制14、计算机系统的安全是至关重要的。以下关于计算机系统安全的描述，错误的是（）A.安装杀毒软件和防火墙可以有效防止病毒和黑客攻击B.定期更新操作系统和软件补丁可以提高系统安全性C.用户设置简单的密码不会对系统安全造成威胁D.对重要数据进行备份可以在系统出现故障时恢复数据15、文件共享和权限管理是文件系统中的重要功能。以下关于文件共享和权限管理的描述，错误的是（）A.文件共享可以通过网络实现，多个用户可以同时访问和修改同一个文件B.文件权限包括读取、写入、执行等，不同的用户或用户组可以具有不同的权限C.文件共享和权限管理需要确保数据的安全性和一致性，防止未经授权的访问和修改D.一旦设置了文件的共享和权限，就不能再进行更改，否则会导致系统的混乱和不安全二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）阐述计算机系统中系统性能优化的方法。2、（本题5分）阐述计算机系统中设备独立性的含义。3、（本题5分）简述计算机系统中内存管理的主要方式。4、（本题5分）简要说明计算机系统中RAID技术的级别和作用。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）分析计算机系统中的虚拟内存技术，解释其工作原理和作用，包括如何实现内存扩充、页面置换算法等，并探讨虚拟内存对系统性能的影响。2、（本题5分）研究计算机系统中的虚拟化技术（如VMware、KVM），包括CPU虚拟化、内存虚拟化、I/O虚拟化。分析虚拟化技术的性能开销、资源管理策略，以及在服务器整合、云计算中的应用。3、（本题5分）考虑一个具有无线传感器网络（WSN）的应用场景。分析WSN的特点和通信协议，探讨如何在资源受限的环境中实现有效的数据采集和传输。4、（本题5分）分析操作系统中的内核抢占和非抢占模式。研究两种模式的特点、适用场景和对系统实时性和响应性的影响，以及内核抢占的实现机制。5、（本题5分）分析在分布式系统中，分布式事务的处理方式和挑战，如两阶段提交（2PC）、三阶段提交（3PC）等协议的工作原理和优缺点，并讨论如何提高分布式事务的性能和可靠性。四