哈爾濱師范大學(xué)《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

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《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)原理基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20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、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能評(píng)估中，以下哪個(gè)指標(biāo)主要用于衡量CPU的運(yùn)算速度？（）A.主頻B.字長C.內(nèi)存容量D.硬盤容量2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的編譯程序?qū)⒏呒?jí)語言編寫的程序轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言程序。關(guān)于編譯程序的工作過程，以下說法不正確的是（）A.詞法分析將源程序分解為單詞B.語法分析檢查程序的語法結(jié)構(gòu)是否正確C.語義分析確定程序的語義信息D.編譯程序一次處理整個(gè)源程序，不進(jìn)行分階段處理3、當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)機(jī)制至關(guān)重要。以下哪種技術(shù)常用于檢測(cè)和糾正內(nèi)存中的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤？（）A.奇偶校驗(yàn)B.ECC（糾錯(cuò)碼）C.磁盤鏡像D.數(shù)據(jù)備份4、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，輸入輸出（I/O）操作對(duì)于系統(tǒng)的性能和功能至關(guān)重要。以下關(guān)于I/O控制方式的描述中，不正確的是：（）A.程序查詢方式需要CPU不斷查詢I/O設(shè)備的狀態(tài)，直到設(shè)備準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，這種方式會(huì)大量占用CPU時(shí)間，導(dǎo)致系統(tǒng)效率低下B.中斷驅(qū)動(dòng)方式在I/O設(shè)備準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)時(shí)向CPU發(fā)送中斷請(qǐng)求，CPU響應(yīng)中斷后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，提高了CPU的利用率C.DMA方式允許I/O設(shè)備直接與內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而不需要CPU的干預(yù)，進(jìn)一步減輕了CPU的負(fù)擔(dān)，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男蔇.I/O通道方式是一種比DMA方式更高效的I/O控制方式，它可以同時(shí)控制多個(gè)I/O設(shè)備，但需要更復(fù)雜的硬件支持，因此成本較高，不適合在一般系統(tǒng)中使用5、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵。以下關(guān)于TCP/IP協(xié)議棧的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.TCP/IP協(xié)議棧包括網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層和應(yīng)用層B.IP協(xié)議位于網(wǎng)際層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的路由和尋址C.TCP協(xié)議位于傳輸層，提供不可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，適用于對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用D.HTTP、FTP等應(yīng)用層協(xié)議基于TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)了各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用6、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)進(jìn)程之間相互等待對(duì)方所占用的資源，從而導(dǎo)致所有進(jìn)程都無法繼續(xù)推進(jìn)的情況，這種現(xiàn)象被稱為？（）A.饑餓B.死鎖C.活鎖D.競(jìng)爭(zhēng)條件7、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，關(guān)于路由協(xié)議的工作機(jī)制，以下哪種說法是正確的？（）A.RIP協(xié)議采用距離矢量算法，定期向相鄰路由器發(fā)送路由信息，收斂速度慢，容易產(chǎn)生路由環(huán)路，但配置簡(jiǎn)單，適用于小型網(wǎng)絡(luò)B.OSPF協(xié)議使用鏈路狀態(tài)算法，通過泛洪機(jī)制向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通告鏈路狀態(tài)信息，收斂速度快，能適應(yīng)大型網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜拓?fù)?，但配置?fù)雜，對(duì)路由器性能要求高C.BGP協(xié)議是一種外部網(wǎng)關(guān)協(xié)議，用于在不同的自治系統(tǒng)之間交換路由信息，其路由決策基于路徑屬性和策略，具有高度的靈活性和可擴(kuò)展性D.以上關(guān)于RIP、OSPF和BGP協(xié)議的說法都是正確的8、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全機(jī)制中，用戶認(rèn)證是重要的一環(huán)。以下哪種用戶認(rèn)證方式基于用戶所擁有的物品進(jìn)行認(rèn)證？（）A.用戶名和密碼認(rèn)證B.指紋識(shí)別認(rèn)證C.智能卡認(rèn)證D.面部識(shí)別認(rèn)證9、計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)在數(shù)據(jù)的保存和讀取方面起著關(guān)鍵作用。關(guān)于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)，以下說法不正確的是（）A.內(nèi)存的讀寫速度通常比外存快，但容量較小B.硬盤是常見的外存儲(chǔ)設(shè)備，其存儲(chǔ)容量大但讀寫速度相對(duì)較慢C.緩存（Cache）位于CPU和內(nèi)存之間，用于加快數(shù)據(jù)傳輸速度D.存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一旦寫入，就無法更改或刪除10、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)多個(gè)進(jìn)程并發(fā)執(zhí)行時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)進(jìn)程之間的資源競(jìng)爭(zhēng)和同步問題。以下關(guān)于進(jìn)程同步與互斥的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.互斥是指多個(gè)進(jìn)程不能同時(shí)使用同一資源，同步是指多個(gè)進(jìn)程按照一定的順序執(zhí)行B.互斥是指多個(gè)進(jìn)程按照一定的順序執(zhí)行，同步是指多個(gè)進(jìn)程不能同時(shí)使用同一資源C.互斥和同步都是指多個(gè)進(jìn)程不能同時(shí)使用同一資源D.互斥和同步都是指多個(gè)進(jìn)程按照一定的順序執(zhí)行11、在操作系統(tǒng)的進(jìn)程通信中，共享內(nèi)存是一種高效的通信方式。以下關(guān)于共享內(nèi)存的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.共享內(nèi)存允許多個(gè)進(jìn)程訪問同一塊物理內(nèi)存區(qū)域，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速交換B.為了保證數(shù)據(jù)的一致性，使用共享內(nèi)存進(jìn)行進(jìn)程通信時(shí)需要進(jìn)行同步操作C.共享內(nèi)存的創(chuàng)建和管理由操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)，進(jìn)程只需要通過特定的系統(tǒng)調(diào)用進(jìn)行訪問D.共享內(nèi)存只能用于同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的進(jìn)程通信，不能用于不同計(jì)算機(jī)之間的進(jìn)程通信12、在計(jì)算機(jī)的指令流水線中，流水線沖突會(huì)影響性能。以下哪種沖突不屬于流水線沖突？（）A.結(jié)構(gòu)沖突B.數(shù)據(jù)沖突C.控制沖突D.地址沖突13、對(duì)于操作系統(tǒng)中的進(jìn)程調(diào)度算法，考慮一個(gè)多任務(wù)系統(tǒng)，有多個(gè)進(jìn)程同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)CPU資源。以下關(guān)于短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法的說法，正確的是：（）A.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法總是能保證系統(tǒng)的平均響應(yīng)時(shí)間最短，適用于所有類型的作業(yè)B.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法可能導(dǎo)致長作業(yè)長時(shí)間得不到執(zhí)行，造成饑餓現(xiàn)象。但它能有效減少系統(tǒng)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間C.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法在實(shí)際應(yīng)用中難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間，因此實(shí)用性不強(qiáng)D.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法不考慮作業(yè)的優(yōu)先級(jí)和緊迫程度，只關(guān)注作業(yè)的運(yùn)行時(shí)間14、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是連接硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)的橋梁。以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的說法，不正確的是（）A.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)將硬件設(shè)備的操作轉(zhuǎn)換為操作系統(tǒng)能夠理解的指令B.不同的操作系統(tǒng)需要不同的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序C.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序一旦安裝，就無需更新D.設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序出現(xiàn)故障可能導(dǎo)致硬件設(shè)備無法正常工作15、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，中斷是一種重要的機(jī)制，用于處理外部事件和系統(tǒng)異常。以下關(guān)于中斷的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.中斷分為硬件中斷和軟件中斷，硬件中斷由外部設(shè)備產(chǎn)生，軟件中斷由程序指令觸發(fā)B.中斷處理程序需要快速響應(yīng)中斷請(qǐng)求，并且在處理完成后返回被中斷的程序繼續(xù)執(zhí)行C.中斷優(yōu)先級(jí)決定了多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生時(shí)的處理順序，高優(yōu)先級(jí)中斷總是先被處理D.過多的中斷會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降，因此應(yīng)該盡量減少中斷的發(fā)生16、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)于多核處理器的架構(gòu)和并行編程模型，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.共享內(nèi)存模型適合數(shù)據(jù)共享較多、通信頻繁的并行任務(wù)，通過共享變量可以方便地實(shí)現(xiàn)進(jìn)程或線程之間的通信，但需要注意同步和互斥問題B.消息傳遞模型在節(jié)點(diǎn)之間通過發(fā)送和接收消息進(jìn)行通信，編程復(fù)雜度低，適合大規(guī)模分布式系統(tǒng)，但通信開銷較大C.多核環(huán)境下，線程同步可以通過鎖、信號(hào)量等機(jī)制實(shí)現(xiàn)，但這些機(jī)制會(huì)導(dǎo)致性能下降，因此應(yīng)盡量避免使用D.并行編程模型的選擇對(duì)程序性能沒有影響，只要算法設(shè)計(jì)合理，在任何架構(gòu)下都能獲得高效的執(zhí)行17、進(jìn)程同步與互斥是多進(jìn)程環(huán)境下保證程序正確執(zhí)行的重要機(jī)制。以下關(guān)于進(jìn)程同步與互斥的描述，不正確的是（）A.信號(hào)量是一種常用的進(jìn)程同步與互斥工具，它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)共享資源的訪問控制B.互斥鎖用于保證在同一時(shí)刻只有一個(gè)進(jìn)程能夠訪問共享資源，避免競(jìng)爭(zhēng)條件的發(fā)生C.條件變量通常與互斥鎖配合使用，用于實(shí)現(xiàn)進(jìn)程之間的等待和通知機(jī)制D.進(jìn)程同步與互斥機(jī)制只在多處理器系統(tǒng)中才需要，在單處理器系統(tǒng)中不存在進(jìn)程同步與互斥的問題18、在操作系統(tǒng)中，進(jìn)程調(diào)度算法的選擇對(duì)系統(tǒng)性能有顯著影響。以下關(guān)于進(jìn)程調(diào)度算法的描述中，不正確的是：（）A.先來先服務(wù)（FCFS）調(diào)度算法按照進(jìn)程到達(dá)的先后順序進(jìn)行調(diào)度，這種算法簡(jiǎn)單直觀，但可能導(dǎo)致短作業(yè)等待時(shí)間過長B.短作業(yè)優(yōu)先（SJF）調(diào)度算法優(yōu)先調(diào)度執(zhí)行時(shí)間短的作業(yè)，能夠有效地降低平均等待時(shí)間，但可能會(huì)造成長作業(yè)長期得不到執(zhí)行C.時(shí)間片輪轉(zhuǎn)（RR）調(diào)度算法將CPU時(shí)間劃分為固定大小的時(shí)間片，每個(gè)進(jìn)程輪流獲得一個(gè)時(shí)間片進(jìn)行執(zhí)行，這種算法適用于分時(shí)系統(tǒng)，但可能導(dǎo)致頻繁的進(jìn)程切換D.優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法根據(jù)進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行調(diào)度，優(yōu)先級(jí)高的進(jìn)程總是先得到執(zhí)行，這種算法能夠保證重要進(jìn)程的及時(shí)響應(yīng)，但不會(huì)出現(xiàn)低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程饑餓的情況19、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用于組織和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。以下關(guān)于常見數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的說法，錯(cuò)誤的是（）A.數(shù)組是一種順序存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，訪問元素的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)B.鏈表是一種鏈?zhǔn)酱鎯?chǔ)結(jié)構(gòu)，插入和刪除元素的操作比較方便C.棧是一種先進(jìn)先出的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)D.樹和圖也是常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于解決不同類型的問題20、在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，事務(wù)是一組操作的集合，具有原子性、一致性、隔離性和持久性等特性。以下關(guān)于事務(wù)隔離級(jí)別的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.讀未提交（ReadUncommitted）隔離級(jí)別允許一個(gè)事務(wù)讀取另一個(gè)未提交事務(wù)修改的數(shù)據(jù)，可能導(dǎo)致臟讀問題B.讀已提交（ReadCommitted）隔離級(jí)別只能讀取已提交事務(wù)的數(shù)據(jù)，避免了臟讀，但可能出現(xiàn)不可重復(fù)讀問題C.可重復(fù)讀（RepeatableRead）隔離級(jí)別在一個(gè)事務(wù)內(nèi)多次讀取的數(shù)據(jù)是一致的，避免了不可重復(fù)讀，但可能出現(xiàn)幻讀問題D.串行化（Serializable）隔離級(jí)別是最高的隔離級(jí)別，但會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)并發(fā)性能大幅下降，因此在實(shí)際應(yīng)用中很少使用二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)中計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)IP技術(shù)。2、（本題5分）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)中算術(shù)邏輯運(yùn)算單元的功能。3、（本題5分）簡(jiǎn)要說明計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)庫的事務(wù)處理機(jī)制。4、（本題5分）說明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中操作系統(tǒng)的系統(tǒng)信息獲取方法。5、（本題5分）說明計(jì)算機(jī)中的超標(biāo)量技術(shù)和超流水線技術(shù)的原理。三、綜合題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)論述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)的量子計(jì)算對(duì)未來計(jì)算系統(tǒng)的影響。2、（本題5分）深入探討計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，包括指令格式、尋址方式等，并分析其對(duì)計(jì)算機(jī)性能的影響。3、（本題5分）詳細(xì)論述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的引導(dǎo)過程，包括BIOS、引導(dǎo)加載程序和操作系統(tǒng)內(nèi)核的加載步驟。4、（本題5分）某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有5個(gè)進(jìn)程，它們的到達(dá)時(shí)間和服務(wù)時(shí)間如下表所示：進(jìn)程到達(dá)時(shí)間服務(wù)時(shí)間P103P226P344P465P582采用非搶占式短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法，計(jì)算平均周轉(zhuǎn)時(shí)間和平均帶權(quán)周轉(zhuǎn)時(shí)間。5、（本題5分）深入分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（如OSI七層模型和TCP/IP四層模型）中各層的功能、協(xié)議和數(shù)據(jù)傳輸過程。四、分析題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）深入分析文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，如文件的組織方式（順序文件、索