吉林建筑大学《计算机系统结构》2021-2022学年第一学期期末试卷

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《计算机系统结构》2021-2022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30个小题，每小题1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、计算机系统的可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。以下关于提高计算机系统可靠性的方法，不正确的是（）A.采用冗余技术，如双电源、双硬盘等B.增加系统的复杂性，以应对各种可能的故障C.定期进行系统维护和检测D.选用高质量的硬件和软件产品2、在计算机系统的指令流水线中，分支预测技术用于减少分支指令对流水线性能的影响。以下关于分支预测技术的描述，哪一项是错误的？（）A.静态分支预测根据分支指令的历史执行情况进行预测B.动态分支预测通过在运行时收集分支指令的执行信息来提高预测准确性C.分支预测错误会导致流水线的停顿和性能下降D.分支预测技术可以完全消除分支指令对流水线性能的影响3、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4、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5、在数据库系统的备份和恢复策略中，有多种备份方式可供选择。以下关于备份方式的描述，哪一项是错误的？（）A.全量备份将数据库的全部数据进行备份，恢复速度快，但备份时间长，存储空间占用大B.增量备份只备份自上次备份以来更改的数据，备份时间短，存储空间占用小，但恢复过程较为复杂C.差异备份备份自上次全量备份以来更改的数据，结合了全量备份和增量备份的优点，但需要同时维护全量备份和差异备份D.无论采用哪种备份方式，都能够保证在数据库发生故障时完全恢复到故障前的状态，不会有任何数据丢失6、在计算机网络的安全防护中，防火墙是常用的设备之一。以下哪种防火墙能够根据应用层数据进行过滤和控制？（）A.包过滤防火墙B.状态检测防火墙C.应用代理防火墙D.网络地址转换防火墙7、在计算机网络的网络协议栈中，以下关于TCP协议和UDP协议的比较，正确的是：（）A.TCP协议提供可靠的数据传输服务，适用于对数据准确性要求高的应用；UDP协议提供不可靠的数据传输服务，适用于实时性要求高的应用B.TCP协议的传输效率高于UDP协议，因为TCP协议不需要建立连接和进行拥塞控制C.UDP协议比TCP协议更复杂，需要更多的系统资源来实现D.TCP协议和UDP协议在网络中的应用场景完全不同，不存在相互替代的情况8、在计算机网络的传输层协议中，TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）有不同的特点和应用场景。以下关于它们的描述，哪一项是错误的？（）A.TCP提供可靠的、面向连接的服务，保证数据的顺序到达和无差错传输B.UDP是一种无连接的、不可靠的协议，不保证数据的到达顺序和正确性，但传输效率较高C.TCP适用于对数据准确性要求高的应用，如文件传输、电子邮件等；UDP适用于实时性要求高的应用，如视频会议、在线游戏等D.在任何情况下，TCP都比UDP更适合使用，因为它提供了更可靠的服务9、在多核处理器环境下的程序并行化设计中，以下关于任务分解的说法，正确的是：（）A.任务分解越细越好，这样可以充分发挥多核处理器的性能B.任务分解时不需要考虑任务之间的依赖关系，随意分解即可C.合理的任务分解需要考虑任务的计算量、数据相关性和通信开销等因素，以实现高效的并行执行D.任务分解只适用于数值计算类的应用，对于其他类型的应用没有作用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、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12、对于设计一个高性能的数据库系统，存储引擎的选择至关重要。以下关于存储引擎的描述，哪一项是不准确的？（）A.B+树存储引擎适用于范围查询和排序操作较多的场景，因为它能够提供高效的索引结构B.哈希表存储引擎在精确匹配查询时具有非常高的性能，但对于范围查询和排序的支持相对较弱C.基于日志结构合并树（LSM-Tree）的存储引擎适合写入操作频繁的应用，但其读取性能可能不如传统的索引结构D.无论应用场景如何，选择存储引擎时只需要考虑其性能，而不需要考虑存储空间的利用效率和数据的可靠性13、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14、在计算机存储系统中，虚拟存储器的概念被广泛应用。当系统发生缺页中断时，以下哪个操作会被执行？（）A.从硬盘读取所需页面到内存B.释放一部分内存空间C.重新启动正在运行的程序D.切换到其他进程运行15、在计算机图形学中，图形的渲染是将三维场景转换为二维图像的过程。以下关于图形渲染的描述中，不正确的是：（）A.图形渲染管线包括顶点处理、几何处理、光栅化、片段处理和输出合并等阶段，每个阶段负责完成特定的任务，共同实现图形的渲染B.顶点着色器用于处理顶点的位置、颜色、纹理坐标等属性，几何着色器可以对图元进行生成、修改或删除操作，片段着色器用于计算每个像素的颜色值C.纹理映射是将纹理图像应用到几何表面上，以增加图形的真实感，常见的纹理映射方式有环境映射、漫反射映射和镜面反射映射等D.图形渲染的性能只取决于显卡的硬件性能，与渲染算法、场景复杂度和图形API的选择等因素无关16、现代计算机系统中，存储层次结构对于提高系统性能起着重要作用。假设一个程序需要频繁访问一组数据，以下哪种存储介质能够提供最快的访问速度？（）A.硬盘B.固态硬盘C.内存D.高速缓存17、在现代操作系统中，虚拟内存技术被广泛应用。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。以下关于虚拟内存的描述，哪一项是不正确的？（）A.虚拟内存通过将部分不常用的内存页交换到磁盘上，来扩展程序可用的内存空间B.虚拟内存的实现需要硬件支持，如内存管理单元（MMU）C.虚拟内存可以提高系统的多任务处理能力，让更多程序同时运行D.虚拟内存能够完全消除内存不足导致的程序崩溃问题18、操作系统中的内存管理是一项关键任务，它直接影响系统的性能和稳定性。关于内存分页管理，以下说法不正确的是（）A.内存分页管理将内存空间划分为固定大小的页，程序和数据也被分成相同大小的页进行存储和管理B.分页管理可以有效地解决外部碎片问题，但可能会产生内部碎片，即页面内未被使用的部分C.页表用于记录每个页面在内存中的物理地址，当进程访问内存时，通过查找页表进行地址转换D.分页管理方式下，页面的大小越大越好，这样可以减少页表的大小，提高地址转换的效率19、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20、死锁是操作系统中可能出现的一种严重问题，它会导致系统资源的浪费和进程的阻塞。关于死锁的产生和解决，以下描述错误的是（）A.死锁产生的必要条件包括互斥条件、请求和保持条件、不可剥夺条件以及循环等待条件B.银行家算法是一种用于避免死锁的资源分配算法，它通过预测资源分配的安全性来决定是否进行分配C.死锁检测可以通过资源分配图等方法来进行，一旦检测到死锁，可以通过剥夺资源、撤销进程等方式来解除死锁D.死锁是一种不可避免的现象，在操作系统中无法通过任何方法来预防或解决，只能尽量减少其发生的概率21、在计算机系统中，人工智能技术的应用越来越广泛。以下关于人工智能的描述，不正确的是（）A.人工智能可以模拟人类的智能行为，如学习、推理和决策B.机器学习是人工智能的核心领域之一，包括监督学习和无监督学习C.人工智能已经完全超越了人类的智能水平D.深度学习是一种基于神经网络的机器学习方法22、在计算机图形学中，要显示一个三维物体，通常需要进行投影变换。以下哪种投影方式会产生近大远小的视觉效果？（）A.平行投影B.正投影C.透视投影D.轴测投影23、设备驱动程序在计算机系统中起着连接硬件设备和操作系统的重要作用。以下关于设备驱动程序的描述，哪一项是不正确的？（）A.设备驱动程序负责与硬件设备进行通信，将操作系统的指令转换为硬件能够理解的信号B.中断处理是设备驱动程序的重要组成部分，当硬件设备产生中断时，驱动程序会响应并进行相应的处理C.设备驱动程序的即插即用支持使得新设备能够在插入系统时自动被识别和配置，无需用户手动安装驱动D.设备驱动程序都是由操作系统内核开发团队统一编写的，第三方开发者无法为新的硬件设备开发驱动程序24、不同类型的操作系统在功能和特点上存在着差异。关于Windows、Linux和MacOS这三种常见操作系统的比较，以下说法错误的是（）A.Windows操作系统具有广泛的软件兼容性和友好的用户界面，适合普通用户和企业办公使用B.Linux操作系统是开源的，具有高度的可定制性和稳定性，常用于服务器和嵌入式系统C.MacOS操作系统与苹果硬件紧密结合，具有优秀的图形处理能力和用户体验，主要应用于苹果电脑D.这三种操作系统的内核结构和系统调用接口完全相同，因此应用程序可以在它们之间无缝移植25、在计算机系统的可靠性评估中，MTTF（平均无故障时间）和MTBF（平均故障间隔时间）是常用的指标。如果一个系统的MTTF为1000小时，MTBF为1200小时，那么该系统的平均维修时间是多少？（）A.200小时B.100小时C.50小时D.20小时26、在数据库系统中，关于事务的ACID特性，以下哪种表述是准确的？（）A.原子性确保事务中的所有操作要么全部成功执行，要么全部不执行，不会出现部分执行的情况B.一致性要求事务执行前后数据库的完整性约束不被破坏，但不保证数据的准确性和有效性C.隔离性使得多个并发执行的事务相互隔离，互不干扰，但可能会导致数据的不一致性D.持久性保证事务一旦提交，其对数据库的修改就会永久保存，即使系统发生故障也不会丢失27、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28、在计算机系统中，操作系统的进程调度算法影响着系统的性能。以下关于进程调度算法，不正确的是（）A.先来先服务调度算法按照进程到达的先后顺序进行调度B.短作业优先调度算法优先调度执行时间短的作业C.高响应比优先调度算法综合考虑作业的等待时间和执行时间D.进程调度算法不会影响系统的平均周转时间29、在计算机系统的性能评估中，以下哪种指标能够综合反映CPU的运算速度和处理能力？（）A.时钟频率B.指令周期C.MIPS（每秒百万条指令）D.CPI（每条指令的时钟周期数）30、当一个系统需要支持大量的并发用户连接时，服务器架构和相关技术的选择非常重要。以下关于服务器架构和优化的描述，哪一项是不准确的？（）A.C/S（客户端/服务器）架构中，客户端负责处理大部分业务逻辑，服务器主要提供数据存储和管理服务B.B/S（浏览器/服务器）架构中，用户通过浏览器访问服务器，服务器承担了更多的业务处理和计算任务C.线程池和连接池技术可以复用线程和连接资源，减少创建和销毁的开销，提高系统的并发处理能力D.负载均衡技术可以将用户请求均匀分配到多个服务器上，避免单个服务器过载，提高系统的整体性能和可用性二、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）某计算机系统的文件系统采用FAT32格式，分析FAT32文件系统的结构和特点，包括文件分配表、目录结构等，并讨论其在存储容量和性能方面的限制。2、（本题5分）研究在虚拟内存管理系统中，页面置换算法（如最佳置换算法OPT、先进先出置换算法FIFO、最近最久未使用置换算法LRU