中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）《高性能計(jì)算》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）《高性能計(jì)算》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、假設(shè)要編寫一個(gè)程序來監(jiān)控系統(tǒng)資源的使用情況，如CPU利用率、內(nèi)存占用和網(wǎng)絡(luò)帶寬。以下哪種編程語言和系統(tǒng)接口在系統(tǒng)監(jiān)控方面具有較好的支持和易用性？（）A.C語言結(jié)合系統(tǒng)調(diào)用B.Python結(jié)合psutil庫C.Java結(jié)合JMX接口D.Go語言結(jié)合內(nèi)置的系統(tǒng)監(jiān)控函數(shù)2、以下關(guān)于程序設(shè)計(jì)中的面向?qū)ο缶幊淘瓌t說法錯(cuò)誤的是？（）A.單一職責(zé)原則（SingleResponsibilityPrinciple）要求一個(gè)類應(yīng)該只有一個(gè)引起它變化的原因。也就是說，一個(gè)類應(yīng)該只負(fù)責(zé)一項(xiàng)職責(zé)，這樣可以提高代碼的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性B.開放封閉原則（Open-ClosedPrinciple）要求軟件實(shí)體（類、模塊、函數(shù)等）應(yīng)該對(duì)擴(kuò)展開放，對(duì)修改封閉。也就是說，在不修改現(xiàn)有代碼的情況下，可以通過擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)新的功能C.里氏替換原則（LiskovSubstitutionPrinciple）要求子類必須能夠替換它們的父類。也就是說，子類應(yīng)該能夠在任何使用父類的地方被使用，而不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤D.面向?qū)ο缶幊淘瓌t只適用于大型項(xiàng)目，對(duì)于小型項(xiàng)目，不需要遵循這些原則。實(shí)際上，無論項(xiàng)目大小，遵循面向?qū)ο缶幊淘瓌t可以提高代碼的質(zhì)量和可維護(hù)性3、在設(shè)計(jì)一個(gè)用于天氣預(yù)報(bào)的系統(tǒng)時(shí)，需要收集和分析來自多個(gè)氣象站的數(shù)據(jù)，運(yùn)用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，并以直觀的方式展示給用戶。以下哪種技術(shù)和工具的選擇是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.使用C++編寫數(shù)據(jù)收集和處理程序，結(jié)合Python的NumPy和SciPy庫進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，利用專業(yè)的氣象模型軟件進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過HTML5和CSS3構(gòu)建前端展示界面B.采用Java的Netty框架接收數(shù)據(jù)，運(yùn)用Spark進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，使用第三方氣象預(yù)測(cè)服務(wù)獲取預(yù)報(bào)結(jié)果，借助Vue.js實(shí)現(xiàn)前端可視化C.運(yùn)用Python的AsyncIO庫進(jìn)行異步數(shù)據(jù)采集，結(jié)合TensorFlow進(jìn)行模型訓(xùn)練和預(yù)測(cè)，使用Echarts庫進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化，利用Django框架搭建后端服務(wù)D.選擇JavaScript的FetchAPI獲取數(shù)據(jù)，利用Node.js的流處理模塊處理數(shù)據(jù)，借助matplotlib生成圖表，使用Express框架構(gòu)建后端4、在JavaScript中，以下哪個(gè)對(duì)象用于操作瀏覽器歷史記錄？（）A.historyB.locationC.navigatorD.document5、在Python中，要編寫一個(gè)遞歸函數(shù)來計(jì)算斐波那契數(shù)列的第n項(xiàng)。以下關(guān)于遞歸函數(shù)的實(shí)現(xiàn)和性能考慮，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.定義遞歸函數(shù)，通過遞歸調(diào)用自身來計(jì)算斐波那契數(shù)列的項(xiàng)B.在遞歸過程中，使用緩存或者備忘錄來避免重復(fù)計(jì)算，提高性能C.對(duì)于較大的n值，遞歸方式計(jì)算斐波那契數(shù)列可能會(huì)導(dǎo)致棧溢出錯(cuò)誤D.遞歸是計(jì)算斐波那契數(shù)列的最優(yōu)方法，不需要考慮使用其他非遞歸的算法6、在設(shè)計(jì)一個(gè)用于智能交通管理的系統(tǒng)時(shí)，需要實(shí)時(shí)處理來自多個(gè)傳感器和攝像頭的數(shù)據(jù)，進(jìn)行車輛識(shí)別、流量分析和路徑規(guī)劃。同時(shí)，系統(tǒng)要與城市的交通信號(hào)燈系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。以下哪種技術(shù)和工具的組合是最有效的？（）A.使用C++結(jié)合OpenCV進(jìn)行圖像和視頻處理，利用深度學(xué)習(xí)框架TensorFlow進(jìn)行車輛識(shí)別，通過MQTT協(xié)議與信號(hào)燈系統(tǒng)通信，運(yùn)用圖數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)交通網(wǎng)絡(luò)信息B.采用Java的圖像處理庫JMF處理數(shù)據(jù)，運(yùn)用Spark進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，使用HTTP協(xié)議與信號(hào)燈系統(tǒng)交互，借助關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理交通網(wǎng)絡(luò)C.運(yùn)用Python的圖像處理模塊PIL，結(jié)合Flink進(jìn)行實(shí)時(shí)流處理，通過藍(lán)牙與信號(hào)燈系統(tǒng)連接，使用NoSQL數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)D.選擇JavaScript的canvas進(jìn)行圖像繪制，利用Node.js的流處理模塊處理數(shù)據(jù)，借助WebSockets與信號(hào)燈系統(tǒng)通信，使用MySQL數(shù)據(jù)庫7、在開發(fā)一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）應(yīng)用程序時(shí)，需要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的場景渲染和交互響應(yīng)。以下哪種編程語言和圖形API的組合在VR開發(fā)中較為常用和高效？（）A.C++結(jié)合VulkanB.C#結(jié)合Unity的圖形接口C.JavaScript結(jié)合WebVRD.Python結(jié)合OpenGLES8、在一個(gè)使用C++語言開發(fā)的大型項(xiàng)目中，需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算模塊。該模塊需要處理大量的浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，并且要求計(jì)算結(jié)果具有高精度和高效率。同時(shí)，為了方便代碼的維護(hù)和擴(kuò)展，需要采用良好的編程風(fēng)格和設(shè)計(jì)模式。假設(shè)現(xiàn)在要計(jì)算兩個(gè)大型矩陣的乘積，以下哪種算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的組合最有可能滿足上述要求？（）A.使用直接的兩層嵌套循環(huán)進(jìn)行計(jì)算，矩陣元素存儲(chǔ)在二維數(shù)組中B.采用分治法，將矩陣分割為小塊進(jìn)行計(jì)算，矩陣元素存儲(chǔ)在鏈表中C.運(yùn)用Strassen算法，矩陣元素存儲(chǔ)在動(dòng)態(tài)分配的二維數(shù)組中D.借助并行計(jì)算技術(shù)，同時(shí)對(duì)多個(gè)矩陣元素進(jìn)行計(jì)算，矩陣存儲(chǔ)在哈希表中9、在編寫一個(gè)用于計(jì)算兩個(gè)整數(shù)之和的程序時(shí)，通常會(huì)使用特定的編程語言來實(shí)現(xiàn)。假設(shè)我們使用C語言，以下關(guān)于這個(gè)程序的實(shí)現(xiàn)方式，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.可以使用標(biāo)準(zhǔn)的輸入輸出函數(shù)scanf和printf來獲取用戶輸入的兩個(gè)整數(shù)，并輸出它們的和B.通過定義變量來存儲(chǔ)輸入的整數(shù)和計(jì)算結(jié)果，使用算術(shù)運(yùn)算符+進(jìn)行求和運(yùn)算C.在代碼中需要考慮用戶輸入的是否為有效的整數(shù)，如果不是，需要進(jìn)行錯(cuò)誤處理和提示D.為了提高程序的運(yùn)行效率，可以不進(jìn)行任何輸入有效性的檢查，直接進(jìn)行求和計(jì)算10、設(shè)想開發(fā)一個(gè)醫(yī)療信息管理系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)患者的基本信息、病歷、診斷結(jié)果、治療方案等。同時(shí)，系統(tǒng)需要支持醫(yī)生的查詢、編輯和統(tǒng)計(jì)分析功能。為了保障患者數(shù)據(jù)的隱私和安全性，同時(shí)滿足醫(yī)療行業(yè)的法規(guī)要求，以下哪種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問控制策略是最合適的？（）A.將所有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)公共的數(shù)據(jù)庫中，通過用戶角色進(jìn)行粗粒度的訪問控制B.采用分布式數(shù)據(jù)庫，對(duì)敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密存儲(chǔ)，實(shí)施基于屬性的訪問控制（ABAC）C.運(yùn)用云數(shù)據(jù)庫服務(wù)，依賴云提供商的安全機(jī)制，設(shè)置簡單的訪問權(quán)限D(zhuǎn).建立本地?cái)?shù)據(jù)庫，對(duì)數(shù)據(jù)不進(jìn)行加密，通過用戶名和密碼進(jìn)行訪問控制11、在程序設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)概念用于描述算法的正確性和可靠性？（）A.算法的效率通常用時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度來衡量，與算法的正確性和可靠性無關(guān)B.算法的可讀性是指算法易于理解和閱讀的程度，也與算法的正確性和可靠性沒有直接關(guān)系C.算法的正確性是指算法能夠正確地解決問題，滿足問題的規(guī)格說明?？煽啃允侵杆惴ㄔ诟鞣N輸入情況下都能穩(wěn)定地運(yùn)行，不出現(xiàn)錯(cuò)誤或異常情況D.算法的可維護(hù)性是指算法易于修改和擴(kuò)展的程度，與算法的正確性和可靠性關(guān)系不大12、在程序設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)概念用于描述算法的空間效率？（）A.算法的時(shí)間復(fù)雜度是衡量算法執(zhí)行時(shí)間的指標(biāo)，與空間效率無關(guān)B.算法的可讀性是指算法易于理解和閱讀的程度，與空間效率沒有直接關(guān)系C.算法的空間效率是指算法執(zhí)行所需的存儲(chǔ)空間。通常用空間復(fù)雜度來衡量，空間復(fù)雜度越低，算法的空間效率越高D.算法的可維護(hù)性是指算法易于修改和擴(kuò)展的程度，與空間效率關(guān)系不大13、在Java中，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)線程安全的集合類，例如線程安全的隊(duì)列。以下關(guān)于線程安全集合類的實(shí)現(xiàn)和注意事項(xiàng)，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.使用同步機(jī)制，如鎖或者并發(fā)容器類，來保證多線程訪問時(shí)的數(shù)據(jù)一致性B.在實(shí)現(xiàn)線程安全的集合類時(shí)，需要考慮性能和并發(fā)性的平衡C.線程安全的集合類可以在任何情況下替代普通的集合類，而不需要考慮具體的應(yīng)用場景D.對(duì)于讀多寫少的場景，可以使用一些優(yōu)化的線程安全集合類，如ConcurrentHashMap14、假設(shè)正在使用C#開發(fā)一個(gè)企業(yè)資源規(guī)劃（ERP）系統(tǒng)，該系統(tǒng)涵蓋了財(cái)務(wù)管理、人力資源管理、生產(chǎn)管理等多個(gè)模塊。在財(cái)務(wù)管理模塊中，需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的財(cái)務(wù)報(bào)表生成功能，能夠根據(jù)不同的時(shí)間段、部門和項(xiàng)目生成詳細(xì)的財(cái)務(wù)報(bào)表。對(duì)于報(bào)表生成的實(shí)現(xiàn)，以下哪種方案是較為合理的？（）A.直接在數(shù)據(jù)庫中使用存儲(chǔ)過程生成報(bào)表，然后在應(yīng)用程序中讀取結(jié)果B.在應(yīng)用程序中通過復(fù)雜的循環(huán)和計(jì)算生成報(bào)表C.使用第三方報(bào)表生成工具，將數(shù)據(jù)傳遞給工具進(jìn)行報(bào)表生成D.基于XML格式定義報(bào)表模板，通過解析模板和數(shù)據(jù)來生成報(bào)表15、在設(shè)計(jì)一個(gè)移動(dòng)應(yīng)用的推送通知系統(tǒng)時(shí)，需要考慮通知的實(shí)時(shí)送達(dá)、用戶偏好設(shè)置和服務(wù)器負(fù)載。以下哪種推送技術(shù)和服務(wù)提供商在這些方面表現(xiàn)出色？（）A.蘋果的APNS服務(wù)B.谷歌的FCM服務(wù)C.華為的HMS推送服務(wù)D.以上推送服務(wù)都能滿足需求二、簡答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）論述在C語言中，如何使用指針和結(jié)構(gòu)體實(shí)現(xiàn)一個(gè)雙向鏈表，并進(jìn)行節(jié)點(diǎn)的插入、刪除和遍歷操作。2、（本題5分）論述在C語言中，如何使用遞歸函數(shù)解決問題，分析遞歸的原理、優(yōu)點(diǎn)和可能導(dǎo)致的棧溢出問題。3、（本題5分）全面論述C語言中的代碼規(guī)范和編程風(fēng)格的重要性，包括變量命名、代碼布局、注釋等方面，分析良好的編程風(fēng)格對(duì)代碼可讀性和可維護(hù)性的影響。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析C語言中指針數(shù)組和數(shù)組指針的區(qū)別，通過代碼示例進(jìn)行說明。2、（本題5分）分析Java中緩存穿透、緩存雪崩、緩存擊穿的問題及解決方法。3、（本題5分）分析Java中安全機(jī)制（如認(rèn)證、授權(quán)、加密）的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。4、（本題5分）分析C語言中文件指針的操作和文件定