華南理工大學(xué)《系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)華南理工大學(xué)《系統(tǒng)設(shè)計(jì)》

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、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(zhǎng)C.內(nèi)存容量D.硬盤容量2、計(jì)算機(jī)的總線是連接各個(gè)部件的重要通道，負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)、地址和控制信號(hào)。關(guān)于計(jì)算機(jī)總線，以下說(shuō)法不正確的是（）A.數(shù)據(jù)總線用于在CPU與內(nèi)存、I/O設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)B.地址總線決定了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存尋址能力C.控制總線用于傳輸控制信號(hào)，協(xié)調(diào)各部件的工作D.不同類型的總線可以隨意連接，不會(huì)影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能3、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)中，以下關(guān)于高速緩存（Cache）的描述，正確的是（）A.Cache的作用是為了彌補(bǔ)CPU和主存之間的速度差異，提高系統(tǒng)性能B.直接映射方式的Cache結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但可能導(dǎo)致沖突失效，降低命中率C.組相聯(lián)映射方式結(jié)合了直接映射和全相聯(lián)映射的優(yōu)點(diǎn)，在命中率和硬件復(fù)雜度之間取得較好平衡D.當(dāng)Cache未命中時(shí)，需要從主存中讀取數(shù)據(jù)并更新Cache，這個(gè)過(guò)程稱為寫回4、在操作系統(tǒng)的進(jìn)程同步中，信號(hào)量是一種常用的同步機(jī)制。以下關(guān)于信號(hào)量的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.信號(hào)量可以分為整型信號(hào)量和記錄型信號(hào)量B.利用信號(hào)量可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的互斥和同步C.信號(hào)量的操作包括P操作和V操作，其中P操作是申請(qǐng)資源，V操作是釋放資源D.信號(hào)量可以解決所有的進(jìn)程同步問(wèn)題，并且不會(huì)產(chǎn)生死鎖5、在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，關(guān)于圖形的顯示和渲染技術(shù)，以下描述哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.光柵化是將圖形從幾何表示轉(zhuǎn)換為像素表示的過(guò)程，是常見的圖形顯示方法之一B.光線追蹤通過(guò)模擬光線的傳播和交互來(lái)計(jì)算圖形的顏色和光照效果，能生成逼真的圖像，但計(jì)算量較大C.圖形的抗鋸齒處理可以減少圖像中的鋸齒狀邊緣，提高圖像質(zhì)量，但會(huì)增加計(jì)算成本D.圖形的渲染速度只取決于顯卡的性能，與圖形的復(fù)雜度和渲染算法無(wú)關(guān)6、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)層次中，主存和輔存之間的數(shù)據(jù)交換通常由操作系統(tǒng)的存儲(chǔ)管理模塊負(fù)責(zé)。以下關(guān)于存儲(chǔ)管理中頁(yè)面置換算法的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.先進(jìn)先出（FIFO）頁(yè)面置換算法可能會(huì)出現(xiàn)Belady異?，F(xiàn)象B.最近最少使用（LRU）頁(yè)面置換算法性能較好，但實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜C.最不經(jīng)常使用（LFU）頁(yè)面置換算法根據(jù)頁(yè)面的訪問(wèn)頻率來(lái)選擇置換頁(yè)面D.隨機(jī)頁(yè)面置換算法是一種公平且高效的頁(yè)面置換算法7、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能評(píng)估中，以下關(guān)于響應(yīng)時(shí)間和吞吐量的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.響應(yīng)時(shí)間是指從用戶提交請(qǐng)求到系統(tǒng)給出響應(yīng)的時(shí)間間隔，通常用于衡量系統(tǒng)的交互性能B.吞吐量是指系統(tǒng)在單位時(shí)間內(nèi)完成的工作量，例如處理的事務(wù)數(shù)量、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量等C.減少系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間通常會(huì)導(dǎo)致吞吐量的增加，因?yàn)橄到y(tǒng)能夠更快地處理請(qǐng)求D.優(yōu)化系統(tǒng)性能時(shí)，可能需要在響應(yīng)時(shí)間和吞吐量之間進(jìn)行權(quán)衡，以滿足不同的應(yīng)用需求8、在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)中，關(guān)于高速緩存（Cache）的作用，以下描述正確的是：（）A.高速緩存可以完全替代主存，提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度B.高速緩存能夠減少CPU對(duì)主存的訪問(wèn)次數(shù)，從而顯著提高系統(tǒng)性能。它依據(jù)局部性原理工作，存儲(chǔ)了主存中近期可能被頻繁訪問(wèn)的數(shù)據(jù)和指令C.高速緩存只是增加了存儲(chǔ)系統(tǒng)的復(fù)雜性，對(duì)性能提升沒(méi)有實(shí)質(zhì)作用D.高速緩存的容量越大越好，無(wú)需考慮成本和實(shí)現(xiàn)難度9、在操作系統(tǒng)的設(shè)備管理中，緩沖技術(shù)可以提高系統(tǒng)的性能。以下關(guān)于緩沖技術(shù)的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.緩沖技術(shù)可以減少設(shè)備與CPU之間的速度差異，提高數(shù)據(jù)傳輸效率B.單緩沖、雙緩沖和環(huán)形緩沖是常見的緩沖類型，它們?cè)诓煌瑘?chǎng)景下的性能有所不同C.緩沖技術(shù)可以減少設(shè)備的中斷次數(shù)，降低系統(tǒng)開銷D.緩沖技術(shù)總是能夠顯著提高系統(tǒng)性能，不存在任何負(fù)面影響10、操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)硬件與軟件資源的程序，也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心。對(duì)于操作系統(tǒng)的功能，下列描述不準(zhǔn)確的是（）A.操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理進(jìn)程和線程，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)處理B.它能夠進(jìn)行內(nèi)存管理，合理分配內(nèi)存資源C.操作系統(tǒng)只負(fù)責(zé)控制硬件設(shè)備，不涉及軟件的安裝和卸載D.提供用戶接口，方便用戶與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互11、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的路由算法中，距離矢量路由算法和鏈路狀態(tài)路由算法是兩種常見的類型。以下關(guān)于它們的特點(diǎn)和區(qū)別，哪一項(xiàng)描述是不準(zhǔn)確的？（）A.距離矢量路由算法通過(guò)交換路由表信息來(lái)計(jì)算最短路徑，容易產(chǎn)生路由環(huán)路B.鏈路狀態(tài)路由算法通過(guò)收集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?lái)計(jì)算最短路徑，計(jì)算復(fù)雜度較高C.距離矢量路由算法收斂速度較慢，鏈路狀態(tài)路由算法收斂速度較快D.這兩種路由算法在所有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的性能表現(xiàn)相同，可以根據(jù)個(gè)人喜好選擇使用12、在計(jì)算機(jī)組成原理中，關(guān)于CPU的指令流水線和超標(biāo)量技術(shù)，以下描述哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.指令流水線通過(guò)將指令執(zhí)行過(guò)程分解為多個(gè)階段，提高了CPU的指令執(zhí)行效率B.超標(biāo)量技術(shù)通過(guò)在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)同時(shí)執(zhí)行多條指令，進(jìn)一步提升了CPU的性能C.指令流水線和超標(biāo)量技術(shù)可以結(jié)合使用，以獲得更高的CPU性能D.指令流水線和超標(biāo)量技術(shù)對(duì)所有類型的程序都能顯著提高執(zhí)行速度，沒(méi)有任何局限性13、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(xiàng)是不正確的？（）A.GPU編程（如CUDA、OpenCL）可以利用GPU的并行計(jì)算能力加速圖形和通用計(jì)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(guò)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14、在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，存儲(chǔ)過(guò)程是一組預(yù)先編譯好的SQL語(yǔ)句集合，可以被多次調(diào)用執(zhí)行。以下關(guān)于存儲(chǔ)過(guò)程的描述中，不正確的是：（）A.存儲(chǔ)過(guò)程可以接受參數(shù)，根據(jù)參數(shù)的值執(zhí)行不同的操作，提高了數(shù)據(jù)庫(kù)操作的靈活性和可重用性B.存儲(chǔ)過(guò)程在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端執(zhí)行，減少了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，提高了系統(tǒng)的性能C.存儲(chǔ)過(guò)程可以封裝復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯，使得應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互更加簡(jiǎn)潔和清晰D.存儲(chǔ)過(guò)程一旦創(chuàng)建就不能修改，只能刪除重新創(chuàng)建，因此在創(chuàng)建存儲(chǔ)過(guò)程時(shí)必須確保其邏輯完全正確15、在操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理中，分頁(yè)存儲(chǔ)管理方式存在內(nèi)部碎片問(wèn)題。以下關(guān)于內(nèi)部碎片的描述，不正確的是哪一項(xiàng)？（）A.是指分配給進(jìn)程的內(nèi)存空間中未被使用的部分B.會(huì)造成一定的內(nèi)存浪費(fèi)C.分頁(yè)大小固定時(shí)，內(nèi)部碎片的大小也固定D.可以通過(guò)減小頁(yè)的大小來(lái)完全消除內(nèi)部碎片二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）解釋計(jì)算機(jī)中的DMA（直接內(nèi)存訪問(wèn)）方式的工作過(guò)程。2、（本題5分）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)中文件系統(tǒng)的恢復(fù)機(jī)制。3、（本題5分）簡(jiǎn)要說(shuō)明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化的技術(shù)和方法。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧（如TCP/IP協(xié)議棧）中各層協(xié)議（如網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層）的功能和作用，探討數(shù)據(jù)包在協(xié)議棧中的封裝和解封裝過(guò)程。2、（本題5分）深入分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）技術(shù)，包括其工作原理、協(xié)議（如IPSec、SSLVPN）和應(yīng)用場(chǎng)景，討論VPN技術(shù)在保障網(wǎng)絡(luò)通信安全和遠(yuǎn)程訪問(wèn)中的作用。3、（本題5分）某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)管理特定的硬件設(shè)備。分析設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)和功能，討論其與操作系統(tǒng)內(nèi)核和硬件設(shè)備的交互方式。4、（本題5分）分析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的總線結(jié)構(gòu)，如單總線、雙總線、多總線等，解釋總線的工作原理、傳輸速率、仲裁機(jī)制，以及總線對(duì)系統(tǒng)性能的影響。5、（本題5分）分析計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的路由算法和擁塞控制機(jī)制。探討如何在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲羞x擇最優(yōu)路徑，以及如何通過(guò)流量控制、緩沖區(qū)管理等手段避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸和網(wǎng)絡(luò)性能。四、綜合題（本大題共3個(gè)小題