哈尔滨师范大学《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20个小题，每小题1分，共20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2、计算机系统中的编译程序将高级语言编写的程序转换为机器语言程序。关于编译程序的工作过程，以下说法不正确的是（）A.词法分析将源程序分解为单词B.语法分析检查程序的语法结构是否正确C.语义分析确定程序的语义信息D.编译程序一次处理整个源程序，不进行分阶段处理3、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4、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5、在计算机网络中，网络协议栈是实现网络通信的关键。以下关于TCP/IP协议栈的描述，哪一项是错误的？（）A.TCP/IP协议栈包括网络接口层、网际层、传输层和应用层B.IP协议位于网际层，负责数据包的路由和寻址C.TCP协议位于传输层，提供不可靠的数据传输服务，适用于对实时性要求较高的应用D.HTTP、FTP等应用层协议基于TCP/IP协议栈实现了各种网络应用6、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7、在计算机网络中，关于路由协议的工作机制，以下哪种说法是正确的？（）A.RIP协议采用距离矢量算法，定期向相邻路由器发送路由信息，收敛速度慢，容易产生路由环路，但配置简单，适用于小型网络B.OSPF协议使用链路状态算法，通过泛洪机制向整个网络通告链路状态信息，收敛速度快，能适应大型网络的复杂拓扑，但配置复杂，对路由器性能要求高C.BGP协议是一种外部网关协议，用于在不同的自治系统之间交换路由信息，其路由决策基于路径属性和策略，具有高度的灵活性和可扩展性D.以上关于RIP、OSPF和BGP协议的说法都是正确的8、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9、计算机的存储系统在数据的保存和读取方面起着关键作用。关于计算机存储系统，以下说法不正确的是（）A.内存的读写速度通常比外存快，但容量较小B.硬盘是常见的外存储设备，其存储容量大但读写速度相对较慢C.缓存（Cache）位于CPU和内存之间，用于加快数据传输速度D.存储系统中的数据一旦写入，就无法更改或删除10、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的资源竞争和同步问题。以下关于进程同步与互斥的描述，哪一项是正确的？（）A.互斥是指多个进程不能同时使用同一资源，同步是指多个进程按照一定的顺序执行B.互斥是指多个进程按照一定的顺序执行，同步是指多个进程不能同时使用同一资源C.互斥和同步都是指多个进程不能同时使用同一资源D.互斥和同步都是指多个进程按照一定的顺序执行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、在计算机的指令流水线中，流水线冲突会影响性能。以下哪种冲突不属于流水线冲突？（）A.结构冲突B.数据冲突C.控制冲突D.地址冲突13、对于操作系统中的进程调度算法，考虑一个多任务系统，有多个进程同时竞争CPU资源。以下关于短作业优先（SJF）调度算法的说法，正确的是：（）A.短作业优先调度算法总是能保证系统的平均响应时间最短，适用于所有类型的作业B.短作业优先调度算法可能导致长作业长时间得不到执行，造成饥饿现象。但它能有效减少系统的平均周转时间C.短作业优先调度算法在实际应用中难以准确预测作业的运行时间，因此实用性不强D.短作业优先调度算法不考虑作业的优先级和紧迫程度，只关注作业的运行时间14、在计算机系统中，设备驱动程序是连接硬件设备和操作系统的桥梁。以下关于设备驱动程序的说法，不正确的是（）A.设备驱动程序负责将硬件设备的操作转换为操作系统能够理解的指令B.不同的操作系统需要不同的设备驱动程序C.设备驱动程序一旦安装，就无需更新D.设备驱动程序出现故障可能导致硬件设备无法正常工作15、在计算机系统中，中断是一种重要的机制，用于处理外部事件和系统异常。以下关于中断的描述，哪一项是不正确的？（）A.中断分为硬件中断和软件中断，硬件中断由外部设备产生，软件中断由程序指令触发B.中断处理程序需要快速响应中断请求，并且在处理完成后返回被中断的程序继续执行C.中断优先级决定了多个中断同时发生时的处理顺序，高优先级中断总是先被处理D.过多的中断会导致系统性能下降，因此应该尽量减少中断的发生16、在计算机系统中，对于多核处理器的架构和并行编程模型，以下哪种说法是恰当的？（）A.共享内存模型适合数据共享较多、通信频繁的并行任务，通过共享变量可以方便地实现进程或线程之间的通信，但需要注意同步和互斥问题B.消息传递模型在节点之间通过发送和接收消息进行通信，编程复杂度低，适合大规模分布式系统，但通信开销较大C.多核环境下，线程同步可以通过锁、信号量等机制实现，但这些机制会导致性能下降，因此应尽量避免使用D.并行编程模型的选择对程序性能没有影响，只要算法设计合理，在任何架构下都能获得高效的执行17、进程同步与互斥是多进程环境下保证程序正确执行的重要机制。以下关于进程同步与互斥的描述，不正确的是（）A.信号量是一种常用的进程同步与互斥工具，它可以实现对共享资源的访问控制B.互斥锁用于保证在同一时刻只有一个进程能够访问共享资源，避免竞争条件的发生C.条件变量通常与互斥锁配合使用，用于实现进程之间的等待和通知机制D.进程同步与互斥机制只在多处理器系统中才需要，在单处理器系统中不存在进程同步与互斥的问题18、在操作系统中，进程调度算法的选择对系统性能有显著影响。以下关于进程调度算法的描述中，不正确的是：（）A.先来先服务（FCFS）调度算法按照进程到达的先后顺序进行调度，这种算法简单直观，但可能导致短作业等待时间过长B.短作业优先（SJF）调度算法优先调度执行时间短的作业，能够有效地降低平均等待时间，但可能会造成长作业长期得不到执行C.时间片轮转（RR）调度算法将CPU时间划分为固定大小的时间片，每个进程轮流获得一个时间片进行执行，这种算法适用于分时系统，但可能导致频繁的进程切换D.优先级调度算法根据进程的优先级进行调度，优先级高的进程总是先得到执行，这种算法能够保证重要进程的及时响应，但不会出现低优先级进程饥饿的情况19、在计算机系统中，数据结构用于组织和存储数据。以下关于常见数据结构的说法，错误的是（）A.数组是一种顺序存储结构，访问元素的时间复杂度为O(1)B.链表是一种链式存储结构，插入和删除元素的操作比较方便C.栈是一种先进先出的数据结构D.树和图也是常见的数据结构，用于解决不同类型的问题20、在数据库系统中，事务是一组操作的集合，具有原子性、一致性、隔离性和持久性等特性。以下关于事务隔离级别的描述，哪一项是错误的？（）A.读未提交（ReadUncommitted）隔离级别允许一个事务读取另一个未提交事务修改的数据，可能导致脏读问题B.读已提交（ReadCommitted）隔离级别只能读取已提交事务的数据，避免了脏读，但可能出现不可重复读问题C.可重复读（RepeatableRead）隔离级别在一个事务内多次读取的数据是一致的，避免了不可重复读，但可能出现幻读问题D.串行化（Serializable）隔离级别是最高的隔离级别，但会导致系统并发性能大幅下降，因此在实际应用中很少使用二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）简述计算机中计算机网络的移动IP技术。2、（本题5分）简述计算机中算术逻辑运算单元的功能。3、（本题5分）简要说明计算机中数据库的事务处理机制。4、（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。5、（本题5分）说明计算机中的超标量技术和超流水线技术的原理。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）深入探讨计算机指令系统的设计原则，包括指令格式、寻址方式等，并分析其对计算机性能的影响。3、（本题5分）详细论述计算机系统中的引导过程，包括BIOS、引导加载程序和操作系统内核的加载步骤。4、（本题5分）某计算机系统中有5个进程，它们的到达时间和服务时间如下表所示：进程到达时间服务时间P103P226P344P465P582采用非抢占式短作业优先调度算法，计算平均周转时间和平均带权周转时间。5、（本题5分）深入分析计算机网络体系结构（如OSI七层模型和TCP/IP四层模型）中各层的功能、协议和数据传输过程。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入分析文件系统的结构和功能，如文件的组织方式（顺序文件、索