河北资源环境职业技术学院《计算机系统导论》2023-2024学年第一学期期末试卷

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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20个小题，每小题2分，共40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，文件系统用于管理和组织存储在磁盘上的文件和目录。关于常见的文件系统，如FAT32、NTFS和EXT4等，以下描述哪一项是不准确的？（）A.FAT32文件系统支持的最大单个文件大小相对较小，一般不超过4GB，适用于较旧的操作系统和小型存储设备B.NTFS文件系统具有更好的安全性、可靠性和支持更大的文件和磁盘容量，常用于Windows操作系统C.EXT4文件系统是Linux操作系统常用的文件系统，具有良好的性能和扩展性，支持大文件和大容量磁盘D.这些文件系统在功能和性能上没有明显差异，可以随意在不同的操作系统中使用，并且不会影响数据的完整性和可用性2、在操作系统中，虚拟内存技术为程序提供了一个比实际物理内存更大的地址空间。以下关于虚拟内存的描述中，错误的是：（）A.虚拟内存通过将程序的部分内容暂时存储在磁盘上，当需要时再调入内存，实现了在有限物理内存下运行大型程序的能力B.页面置换算法是虚拟内存管理中的重要组成部分，常见的页面置换算法有先进先出（FIFO）、最近最少使用（LRU）和最近最不常用（LFU）等C.虚拟内存的实现需要硬件支持，如地址转换机制和缺页中断处理机制，操作系统通过这些机制来管理虚拟内存的分配和使用D.虚拟内存可以完全消除内存碎片的问题，因为程序使用的是连续的虚拟地址空间，而物理内存的碎片可以通过页面置换算法进行整合3、在操作系统中，关于内核态和用户态的切换，以下哪种表述是恰当的？（）A.内核态和用户态的切换是由操作系统自动完成的，应用程序无法控制，也不会对系统性能产生影响B.系统调用是从用户态切换到内核态的唯一途径，切换过程简单快速，不会产生明显的性能开销C.频繁的内核态和用户态切换会增加系统的开销，降低系统性能，因此应尽量减少系统调用的次数D.内核态和用户态的区别主要在于权限不同，对系统的资源管理和性能没有实质性的影响4、文件系统是操作系统用于管理和存储文件的重要组成部分。对于文件系统的结构和功能，下列描述中错误的是（）A.文件系统通常包括目录结构，用于组织和管理文件，方便用户查找和访问B.文件的存储可以采用连续分配、链接分配或索引分配等方式，不同的分配方式有各自的优缺点C.文件系统需要提供文件的创建、删除、读取、写入等基本操作，并保证文件的安全性和完整性D.文件系统中的文件只能按照名称进行访问，不能根据文件的属性或内容进行快速检索5、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6、计算机的总线是连接各个部件的重要通道，负责传输数据、地址和控制信号。关于计算机总线，以下说法不正确的是（）A.数据总线用于在CPU与内存、I/O设备之间传输数据B.地址总线决定了计算机系统的内存寻址能力C.控制总线用于传输控制信号，协调各部件的工作D.不同类型的总线可以随意连接，不会影响计算机系统的性能7、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8、在计算机系统中，关于缓存（Cache）的作用，以下哪种说法是不准确的？（）A.减少CPU访问主存的次数，提高数据读取速度B.可以存储经常使用的数据和指令，以加快处理速度C.能够完全替代主存，降低系统成本D.有助于提高计算机系统的整体性能9、操作系统中的内存管理是一项关键任务，不同的内存分配方式各有特点。以下关于动态分区分配方式的描述中，正确的是：（）A.动态分区分配会产生外部碎片，即内存空间被分割成许多不连续的小空闲区域，导致无法分配给大进程B.动态分区分配采用首次适应算法时，每次总是从内存的低地址开始查找第一个能满足要求的空闲分区，这种算法容易导致低地址部分的内存空间被频繁使用，而高地址部分的内存空间长期闲置C.动态分区分配采用最佳适应算法时，总是把能满足要求、又是最小的空闲分区分配给作业，这种算法能够减少内存碎片的产生，但可能会导致较大的内存开销用于存储分区信息D.动态分区分配采用最坏适应算法时，总是挑选最大的空闲分区进行分配，这种算法虽然能够避免产生小碎片，但可能会导致较大的作业无法得到分配10、在计算机系统结构中，多核处理器的出现带来了性能提升，但也面临一些挑战。以下哪一项不是多核处理器面临的主要挑战？（）A.核间通信开销B.线程调度和资源分配C.散热问题D.指令集的扩展11、在计算机系统的可靠性模型中，以下关于串联系统和并联系统的比较，正确的是：（）A.串联系统的可靠性高于并联系统，因为串联系统中的每个组件都对系统的正常运行起关键作用B.并联系统中只要有一个组件正常工作，系统就能正常运行，因此并联系统的可靠性总是高于串联系统C.串联系统和并联系统的可靠性计算方法相同，都可以通过简单地相加各个组件的可靠性得到D.串联系统和并联系统的可靠性与组件的数量无关，只取决于组件本身的可靠性12、在计算机系统的文件系统中，目录结构的设计对文件的管理和访问效率有重要影响。以下关于目录结构的描述，哪一项是不准确的？（）A.单级目录结构简单，但不便于文件的分类和管理B.两级目录结构将用户目录和系统目录分开，提高了安全性C.树形目录结构层次清晰，便于文件的组织和查找，但可能存在路径名过长的问题D.无环图目录结构可以实现文件的共享，但会增加目录管理的复杂性13、计算机系统中的输入输出控制方式有多种，例如程序查询方式、中断方式、DMA方式等。对于高速、大批量数据传输，哪种控制方式效率更高？（）A.程序查询方式B.中断方式C.DMA方式D.通道方式14、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15、在计算机的音频处理中，采样频率和量化位数是影响音频质量的重要因素。以下关于它们的描述，错误的是哪一项？（）A.采样频率越高，声音的还原度越高B.量化位数越多，声音的精度越高C.增加采样频率和量化位数会显著增加存储空间D.降低采样频率和量化位数对音频质量没有影响16、在计算机系统的容错技术中，冗余技术是常用的手段之一。以下关于冗余技术的描述，哪一项是不正确的？（）A.硬件冗余包括冗余部件和容错结构，如双机热备B.信息冗余通过添加校验位等方式来检测和纠正数据错误C.时间冗余通过重复执行操作来提高系统的可靠性D.冗余技术会增加系统的成本和复杂性，但对系统性能没有影响17、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18、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19、在计算机网络的体系结构中，TCP/IP模型包括网络接口层、网际层、传输层和应用层。以下关于TCP/IP模型各层功能的描述，哪一项是不准确的？（）A.网络接口层负责将数据帧在物理网络中传输B.网际层主要负责IP地址的分配和路由选择C.传输层提供端到端的可靠数据传输服务，如TCP协议D.应用层包含了所有的网络应用程序，如HTTP、FTP等，并且直接与用户交互20、在操作系统的虚拟内存技术中，页面置换算法起着关键作用。以下关于页面置换算法的描述，正确的是：（）A.先进先出（FIFO）页面置换算法总是能选择最优的页面进行置换，保证系统性能最优B.最近最少使用（LRU）页面置换算法实现简单，性能稳定，是最常用的算法C.最优（OPT）页面置换算法在实际系统中容易实现，能够有效地降低缺页率D.不同的页面置换算法在不同的工作负载和内存使用情况下表现各异，需要根据具体情况选择合适的算法二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释计算机操作系统中线程与进程的区别和联系。2、（本题5分）简述计算机操作系统中进程的状态转换及其原因。3、（本题5分）说明计算机系统中操作系统的系统日志级别设置。三、综合题（本大题共5个小题，共25分)1、（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。2、（本题5分）综合探讨计算机系统中的操作系统的职业规划中的数据支持和分析。3、（本题5分）深入分析计算机系统中的操作系统的家居智能化中的设备控制和数据处理。4、（本题5分）某计算机的Cache分为一级Cache和二级Cache，一级Cache的命中率为90%，二级Cache的命中率为80%，一级Cache访问时间为0.5ns，二级Cache访问时间为1ns，主存访问时间为10ns，计算CPU访问Cache的平均时间。5、（本题5分）某计算机系统采用分段存储管理方式，段表如下：段