學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁東北農(nóng)業(yè)大學(xué)

《計算機系統(tǒng)原理基礎(chǔ)實驗》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在計算機系統(tǒng)中，輸入和輸出設(shè)備是人與計算機交互的重要途徑。以下關(guān)于輸入輸出設(shè)備的表述，錯誤的是（）A.鍵盤和鼠標(biāo)是常見的輸入設(shè)備，用于向計算機輸入指令和數(shù)據(jù)B.顯示器和打印機是主要的輸出設(shè)備，分別用于顯示圖像和打印文本C.掃描儀屬于輸入設(shè)備，能夠?qū)⒓堎|(zhì)文檔轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像D.所有的輸入輸出設(shè)備都必須通過接口直接與CPU進(jìn)行通信2、在計算機網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)安全體系中，以下關(guān)于防火墻和入侵檢測系統(tǒng)（IDS）的配合使用，正確的是：（）A.防火墻主要用于阻止外部非法訪問，入侵檢測系統(tǒng)主要用于檢測和響應(yīng)內(nèi)部的攻擊行為B.入侵檢測系統(tǒng)可以替代防火墻，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全防護的全部功能C.防火墻和入侵檢測系統(tǒng)相互獨立，沒有任何關(guān)聯(lián)，各自發(fā)揮作用D.防火墻和入侵檢測系統(tǒng)的功能完全相同，只是實現(xiàn)方式不同3、在計算機網(wǎng)絡(luò)中，IP地址是用于標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)中主機的邏輯地址。IPv4地址由32位二進(jìn)制數(shù)組成，通常采用點分十進(jìn)制表示法。以下關(guān)于IPv4地址分類的描述，哪一項是錯誤的？（）A.A類地址的網(wǎng)絡(luò)號占8位，第一位固定為0B.B類地址的網(wǎng)絡(luò)號占16位，前兩位固定為10C.C類地址的網(wǎng)絡(luò)號占24位，前三位固定為110D.D類地址用于多播通信，其網(wǎng)絡(luò)號沒有固定的位段劃分4、在計算機網(wǎng)絡(luò)的安全防護中，防火墻是一種常用的設(shè)備。以下關(guān)于防火墻的描述，哪一項是錯誤的？（）A.防火墻可以根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行過濾，阻止非法訪問B.防火墻可以分為軟件防火墻和硬件防火墻，它們的功能和性能有所不同C.防火墻能夠完全防止來自內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的攻擊，保障網(wǎng)絡(luò)的安全D.防火墻需要不斷更新規(guī)則庫，以應(yīng)對新出現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)威脅5、在計算機網(wǎng)絡(luò)的路由選擇中，動態(tài)路由協(xié)議能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓詣诱{(diào)整路由表。以下關(guān)于動態(tài)路由協(xié)議的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.距離矢量路由協(xié)議（如RIP）通過交換路由信息來計算到達(dá)目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的距離B.鏈路狀態(tài)路由協(xié)議（如OSPF）通過廣播鏈路狀態(tài)信息來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱DC.動態(tài)路由協(xié)議能夠快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?，但可能會引入一定的路由環(huán)路風(fēng)險D.一旦網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞€(wěn)定，動態(tài)路由協(xié)議所產(chǎn)生的路由開銷會比靜態(tài)路由協(xié)議低6、計算機系統(tǒng)中的輸入輸出控制方式有多種，例如程序查詢方式、中斷方式、DMA方式等。對于高速、大批量數(shù)據(jù)傳輸，哪種控制方式效率更高？（）A.程序查詢方式B.中斷方式C.DMA方式D.通道方式7、在計算機體系結(jié)構(gòu)的緩存一致性問題中，以下關(guān)于MESI協(xié)議的描述，正確的是：（）A.MESI協(xié)議可以完全避免緩存一致性問題，保證多核系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的一致性B.MESI協(xié)議通過四種狀態(tài)（Modified、Exclusive、Shared、Invalid）來標(biāo)記緩存行的狀態(tài)，實現(xiàn)緩存數(shù)據(jù)的同步C.MESI協(xié)議簡單高效，但會導(dǎo)致大量的總線通信，降低系統(tǒng)性能D.MESI協(xié)議只適用于小規(guī)模的多核系統(tǒng)，對于大規(guī)模多核系統(tǒng)效果不佳8、設(shè)備驅(qū)動程序在計算機系統(tǒng)中起著連接硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)的重要作用。以下關(guān)于設(shè)備驅(qū)動程序的描述，哪一項是不正確的？（）A.設(shè)備驅(qū)動程序負(fù)責(zé)與硬件設(shè)備進(jìn)行通信，將操作系統(tǒng)的指令轉(zhuǎn)換為硬件能夠理解的信號B.中斷處理是設(shè)備驅(qū)動程序的重要組成部分，當(dāng)硬件設(shè)備產(chǎn)生中斷時，驅(qū)動程序會響應(yīng)并進(jìn)行相應(yīng)的處理C.設(shè)備驅(qū)動程序的即插即用支持使得新設(shè)備能夠在插入系統(tǒng)時自動被識別和配置，無需用戶手動安裝驅(qū)動D.設(shè)備驅(qū)動程序都是由操作系統(tǒng)內(nèi)核開發(fā)團隊統(tǒng)一編寫的，第三方開發(fā)者無法為新的硬件設(shè)備開發(fā)驅(qū)動程序9、在多核處理器環(huán)境下的程序并行化設(shè)計中，以下關(guān)于任務(wù)分解的說法，正確的是：（）A.任務(wù)分解越細(xì)越好，這樣可以充分發(fā)揮多核處理器的性能B.任務(wù)分解時不需要考慮任務(wù)之間的依賴關(guān)系，隨意分解即可C.合理的任務(wù)分解需要考慮任務(wù)的計算量、數(shù)據(jù)相關(guān)性和通信開銷等因素，以實現(xiàn)高效的并行執(zhí)行D.任務(wù)分解只適用于數(shù)值計算類的應(yīng)用，對于其他類型的應(yīng)用沒有作用10、在計算機系統(tǒng)中，（）是指一段時間內(nèi)CPU用于執(zhí)行進(jìn)程的時間與總時間的比值。A.CPU利用率B.系統(tǒng)吞吐量C.周轉(zhuǎn)時間D.響應(yīng)時間11、在圖形處理方面，有多種技術(shù)和算法用于提高性能和效果。以下關(guān)于圖形處理的描述，哪一項是不正確的？（）A.GPU編程（如CUDA、OpenCL）可以利用GPU的并行計算能力加速圖形和通用計算任務(wù)B.DirectX和OpenGL是常見的圖形API，它們提供了豐富的函數(shù)和接口用于圖形渲染C.圖形硬件加速技術(shù)可以通過專用的硬件電路提高圖形處理的速度，如紋理映射和幾何變換D.在圖形處理中，只需要關(guān)注圖形的顯示效果，不需要考慮性能和資源的優(yōu)化12、在計算機存儲系統(tǒng)中，虛擬存儲器的概念被廣泛應(yīng)用。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生缺頁中斷時，以下哪個操作會被執(zhí)行？（）A.從硬盤讀取所需頁面到內(nèi)存B.釋放一部分內(nèi)存空間C.重新啟動正在運行的程序D.切換到其他進(jìn)程運行13、在計算機系統(tǒng)的存儲虛擬化技術(shù)中，以下關(guān)于邏輯卷管理（LVM）的描述，正確的是：（）A.邏輯卷管理可以將多個物理磁盤組合成一個邏輯卷，方便進(jìn)行存儲容量的分配和管理B.邏輯卷管理只能在同一種類型的磁盤上進(jìn)行，不能跨不同類型的磁盤C.邏輯卷管理會降低磁盤的讀寫性能，因此在對性能要求高的系統(tǒng)中不建議使用D.邏輯卷管理的配置和管理非常簡單，不需要專業(yè)的知識和技能14、在計算機體系結(jié)構(gòu)中，指令流水線是提高CPU執(zhí)行效率的一種重要技術(shù)。以下關(guān)于指令流水線的描述，哪一項是不正確的？（）A.指令流水線通過將指令的執(zhí)行過程分為多個階段，使得不同指令可以在不同階段同時執(zhí)行，從而提高了CPU的吞吐量B.指令流水線可能會因為指令之間的數(shù)據(jù)依賴、控制依賴等問題導(dǎo)致流水線阻塞，降低執(zhí)行效率C.增加流水線的級數(shù)可以進(jìn)一步提高CPU的執(zhí)行效率，但也會增加硬件復(fù)雜度和成本D.指令流水線可以完全消除指令執(zhí)行過程中的等待時間，使得CPU能夠以恒定的高速度執(zhí)行指令，不受任何因素的影響15、操作系統(tǒng)的系統(tǒng)調(diào)用接口為應(yīng)用程序提供了與操作系統(tǒng)交互的途徑。以下關(guān)于系統(tǒng)調(diào)用接口的描述，錯誤的是（）A.系統(tǒng)調(diào)用接口定義了一組應(yīng)用程序可以使用的函數(shù)或方法，通過這些函數(shù)可以請求操作系統(tǒng)的服務(wù)B.應(yīng)用程序通過系統(tǒng)調(diào)用接口可以實現(xiàn)文件操作、進(jìn)程管理、內(nèi)存管理等各種功能C.系統(tǒng)調(diào)用接口的實現(xiàn)通常涉及從用戶態(tài)到內(nèi)核態(tài)的切換，這會帶來一定的性能開銷D.系統(tǒng)調(diào)用接口是操作系統(tǒng)內(nèi)核的一部分，應(yīng)用程序可以直接修改和擴展系統(tǒng)調(diào)用接口的功能二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）簡要說明計算機存儲系統(tǒng)中內(nèi)存的刷新機制。2、（本題5分）簡要說明計算機中程序設(shè)計語言的分類和特點。3、（本題5分）解釋計算機系統(tǒng)中的總線的數(shù)據(jù)傳輸類型。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）分析計算機系統(tǒng)中的圖形處理單元（GPU）架構(gòu)和編程模型，如CUDA、OpenCL。探討如何利用GPU進(jìn)行并行計算，加速圖形處理和通用計算任務(wù)，以及在異構(gòu)計算環(huán)境下的資源管理和任務(wù)調(diào)度。2、（本題5分）考慮一個具有多級緩存的計算機系統(tǒng)，包括L1、L2和L3緩存。分析不同級緩存的特點（如容量、速度、命中率等）以及它們?nèi)绾螀f(xié)同工作以提高系統(tǒng)性能。3、（本題5分）在一個具有操作系統(tǒng)內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)切換機制的計算機系統(tǒng)中，分析切換的過程和原因。討論如何減少內(nèi)核態(tài)和用戶態(tài)切換的開銷以提高系統(tǒng)性能。4、（本題5分）詳細(xì)分析操作系統(tǒng)中的虛擬設(shè)備技術(shù)，如虛擬打印機、虛擬磁盤等，探討虛擬設(shè)備如何提高系統(tǒng)資源的利用率和靈活性。5、（本題5分）分析在計算機系