青海卫生职业技术学院《计算机系统原理基础实验》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实验》2023-2024学年第一学期期末试卷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、在计算机系统中，输入输出（I/O）操作对于系统的性能和功能至关重要。以下关于I/O控制方式的描述中，不正确的是：（）A.程序查询方式需要CPU不断查询I/O设备的状态，直到设备准备好数据，这种方式会大量占用CPU时间，导致系统效率低下B.中断驱动方式在I/O设备准备好数据时向CPU发送中断请求，CPU响应中断后进行数据处理，提高了CPU的利用率C.DMA方式允许I/O设备直接与内存进行数据交换，而不需要CPU的干预，进一步减轻了CPU的负担，提高了数据传输的效率D.I/O通道方式是一种比DMA方式更高效的I/O控制方式，它可以同时控制多个I/O设备，但需要更复杂的硬件支持，因此成本较高，不适合在一般系统中使用2、在操作系统的内存分配策略中，首次适应算法、最佳适应算法和最坏适应算法各有特点。以下关于它们的描述，哪一项是不准确的？（）A.首次适应算法从内存的起始位置开始查找，找到第一个满足要求的空闲分区进行分配B.最佳适应算法总是选择大小最接近请求大小的空闲分区进行分配，以减少内存碎片C.最坏适应算法选择最大的空闲分区进行分配，可能导致较大的内存碎片D.这三种算法在内存分配效率和减少内存碎片方面的表现完全相同，没有优劣之分3、数据库系统中的索引对于提高查询性能起着重要作用，但不当的索引使用也可能带来负面影响。以下关于数据库索引的描述中，错误的是：（）A.索引可以加快数据的查询速度，特别是在对大型数据表进行查询时，合适的索引能够显著减少查询时间B.过多的索引会增加数据插入、更新和删除操作的开销，因为在这些操作时，不仅要修改数据，还要同时维护相关的索引C.对于经常出现在查询条件中的列、连接操作中频繁使用的列以及数据分布不均匀的列，创建索引通常能够提高查询性能D.为了提高性能，应该在数据库的所有列上都创建索引，这样无论进行何种查询操作都能快速得到结果4、在计算机系统的性能评估中，基准测试程序是常用的工具。以下关于基准测试程序的描述，哪一项是不正确的？（）A.基准测试程序用于测量计算机系统在特定任务下的性能表现B.不同的基准测试程序针对不同的系统性能方面，如CPU性能、内存性能等C.基准测试程序的结果可以直接比较不同类型计算机系统的性能D.选择合适的基准测试程序对于准确评估系统性能非常重要5、计算机系统中的算法是解决问题的步骤和方法。对于算法的特性，以下描述不准确的是（）A.算法应该具有确定性，每一步的执行结果都是明确的B.算法应该具有有穷性，在有限的步骤内结束C.算法的效率只取决于算法的时间复杂度，与空间复杂度无关D.算法可以用自然语言、流程图、伪代码等多种方式描述6、在计算机网络体系结构中，TCP/IP模型的网络层主要负责数据的路由和转发。以下哪个协议工作在网络层？（）A.HTTPB.IPC.TCPD.UDP7、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8、计算机系统中的缓存（Cache）用于提高数据访问速度。以下关于缓存的工作原理，错误的是（）A.缓存根据局部性原理，将经常访问的数据存储在高速缓存中B.当CPU访问数据时，首先在缓存中查找，如果未找到再从内存中读取C.缓存的容量越大，命中率就越高，系统性能就越好D.缓存中的数据会自动与内存中的数据保持同步，无需额外操作9、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10、在操作系统中，进程调度算法的选择会直接影响系统的性能和资源利用率。如果一个系统需要快速响应交互式用户的请求，以下哪种进程调度算法较为合适？（）A.先来先服务调度算法B.短作业优先调度算法C.时间片轮转调度算法D.优先级调度算法11、在操作系统的进程通信中，共享内存是一种高效的通信方式。以下关于共享内存的描述，哪一项是不正确的？（）A.共享内存允许多个进程访问同一块物理内存区域，实现数据的快速交换B.为了保证数据的一致性，使用共享内存进行进程通信时需要进行同步操作C.共享内存的创建和管理由操作系统负责，进程只需要通过特定的系统调用进行访问D.共享内存只能用于同一台计算机上的进程通信，不能用于不同计算机之间的进程通信12、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13、在计算机系统的性能优化中，算法的选择和优化对性能有着重要影响。以下关于算法优化的描述，哪一项是不正确的？（）A.对于相同的问题，不同的算法可能具有不同的时间复杂度和空间复杂度B.在选择算法时，应根据问题的规模和特点选择最合适的算法，而不仅仅考虑算法的理论复杂度C.对算法进行优化时，可以通过改进数据结构、减少重复计算等方式提高性能D.一旦确定了一种算法，就无法再对其进行优化，只能更换算法来提高性能14、在计算机的输入输出（I/O）控制方式中，DMA（直接内存访问）方式相较于中断驱动方式的主要优点是什么？（）A.减少了CPU的干预，提高了数据传输效率B.降低了硬件成本C.适用于高速设备和大量数据传输D.编程更加简单15、在操作系统中，设备管理负责对硬件设备进行有效的控制和管理。关于设备管理的相关知识，以下选项错误的是（）A.设备可以分为字符设备和块设备，字符设备以字符为单位进行数据传输，块设备则以固定大小的块为单位B.设备驱动程序是操作系统与设备之间的接口，它负责将操作系统的命令转换为设备能够理解的指令C.I/O控制方式包括程序控制、中断驱动、DMA等，DMA方式可以大大提高数据传输的效率D.设备分配通常采用先来先服务的策略，即按照请求的先后顺序进行设备分配，不考虑设备的类型和性能二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）简述操作系统中的线程和进程的区别与联系。2、（本题5分）简要说明计算机存储系统中固态硬盘与机械硬盘的区别。3、（本题5分）简述计算机存储系统中虚拟内存的实现机制。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入分析操作系统中的内存管理机制，如分页存储管理、分段存储管理和段页式存储管理，比较它们的优缺点，并探讨在实际应用中如何根据系统需求进行选择和优化。2、（本题5分）研究计算机系统中的容错技术，包括硬件容错（如冗余部件）、软件容错（如错误检测和恢复代码）。分析容错系统的设计原则、可靠性评估方法，以及在面临故障时如何保证系统的持续运行。3、（本题5分）分析计算机系统中的容错技术（如冗余技术、错误检测与纠正码），探讨如何提高系统在硬件故障和软件错误情况下的可靠性和可用性。4、（本题5分）详细分析操作系统中的智能城市管理支持，如城市设施监控、公共服务管理、资源分配决策等方面，研究如何打造智慧型城市的操作系统基础。5、（本题5分）详细分析数据库系统中的索引维护和优化，包括索引的创建、删除、重建等操作的时机和方法，探讨如何根据数据库的操作特点进行索引的优化，并讨论索引维护对数据库性能的影响。四、综合题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细阐述计算机系统中的操作系统的老年大学中的教学管理和资源分配。2、（本题10分）某计算机系统中有4种资源R1、R2、R3、R4，资源总量分别为9、8、5、7，现有5个进程P1、P2、P3、P4、P5，它们的最大资源需求和已分配资源数