湘西民族職業(yè)技術(shù)學(xué)院《現(xiàn)代機(jī)器學(xué)習(xí)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(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)中，操作系統(tǒng)的進(jìn)程調(diào)度算法影響著系統(tǒng)的性能。以下關(guān)于進(jìn)程調(diào)度算法，不正確的是（）A.先來(lái)先服務(wù)調(diào)度算法按照進(jìn)程到達(dá)的先后順序進(jìn)行調(diào)度B.短作業(yè)優(yōu)先調(diào)度算法優(yōu)先調(diào)度執(zhí)行時(shí)間短的作業(yè)C.高響應(yīng)比優(yōu)先調(diào)度算法綜合考慮作業(yè)的等待時(shí)間和執(zhí)行時(shí)間D.進(jìn)程調(diào)度算法不會(huì)影響系統(tǒng)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間2、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)中，高速緩存（Cache）扮演著重要的角色。以下關(guān)于Cache的描述中，不準(zhǔn)確的是：（）A.Cache是位于CPU和主存之間的一種高速小容量存儲(chǔ)器，其目的是為了減少CPU訪問(wèn)主存的平均時(shí)間B.Cache的命中率是衡量其性能的重要指標(biāo)，命中率越高，說(shuō)明CPU從Cache中獲取數(shù)據(jù)的概率越大，系統(tǒng)性能越好C.直接映射、全相聯(lián)映射和組相聯(lián)映射是常見(jiàn)的Cache地址映射方式，其中全相聯(lián)映射方式的靈活性最高，但硬件實(shí)現(xiàn)成本也最高D.Cache中的數(shù)據(jù)是主存數(shù)據(jù)的完整副本，即主存中的所有數(shù)據(jù)都會(huì)在Cache中存在一份，以確保CPU能夠快速訪問(wèn)3、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4、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能評(píng)估中，以下哪種方法可以用于測(cè)量程序的實(shí)際執(zhí)行時(shí)間？（）A.指令周期法B.時(shí)鐘周期法C.事件計(jì)數(shù)法D.以上都可以5、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，文件系統(tǒng)用于管理和組織存儲(chǔ)在磁盤上的文件和目錄。關(guān)于常見(jiàn)的文件系統(tǒng)，如FAT32、NTFS和EXT4等，以下描述哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.FAT32文件系統(tǒng)支持的最大單個(gè)文件大小相對(duì)較小，一般不超過(guò)4GB，適用于較舊的操作系統(tǒng)和小型存儲(chǔ)設(shè)備B.NTFS文件系統(tǒng)具有更好的安全性、可靠性和支持更大的文件和磁盤容量，常用于Windows操作系統(tǒng)C.EXT4文件系統(tǒng)是Linux操作系統(tǒng)常用的文件系統(tǒng)，具有良好的性能和擴(kuò)展性，支持大文件和大容量磁盤D.這些文件系統(tǒng)在功能和性能上沒(méi)有明顯差異，可以隨意在不同的操作系統(tǒng)中使用，并且不會(huì)影響數(shù)據(jù)的完整性和可用性6、當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)需要支持大量的并發(fā)用戶連接時(shí)，服務(wù)器架構(gòu)和相關(guān)技術(shù)的選擇非常重要。以下關(guān)于服務(wù)器架構(gòu)和優(yōu)化的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.C/S（客戶端/服務(wù)器）架構(gòu)中，客戶端負(fù)責(zé)處理大部分業(yè)務(wù)邏輯，服務(wù)器主要提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理服務(wù)B.B/S（瀏覽器/服務(wù)器）架構(gòu)中，用戶通過(guò)瀏覽器訪問(wèn)服務(wù)器，服務(wù)器承擔(dān)了更多的業(yè)務(wù)處理和計(jì)算任務(wù)C.線程池和連接池技術(shù)可以復(fù)用線程和連接資源，減少創(chuàng)建和銷毀的開(kāi)銷，提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力D.負(fù)載均衡技術(shù)可以將用戶請(qǐng)求均勻分配到多個(gè)服務(wù)器上，避免單個(gè)服務(wù)器過(guò)載，提高系統(tǒng)的整體性能和可用性7、在多核處理器環(huán)境下的程序并行化設(shè)計(jì)中，以下關(guān)于任務(wù)分解的說(shuō)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(shí)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(jì)算量、數(shù)據(jù)相關(guān)性和通信開(kāi)銷等因素，以實(shí)現(xiàn)高效的并行執(zhí)行D.任務(wù)分解只適用于數(shù)值計(jì)算類的應(yīng)用，對(duì)于其他類型的應(yīng)用沒(méi)有作用8、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(shuō)法是恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.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(guò)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(wèn)題B.消息傳遞模型在節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)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(kāi)銷較大C.多核環(huán)境下，線程同步可以通過(guò)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(méi)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9、在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，IP地址是用于標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備的重要標(biāo)識(shí)符。IPv4地址由32位二進(jìn)制數(shù)組成，通常以點(diǎn)分十進(jìn)制的形式表示。以下關(guān)于IPv4地址分類和子網(wǎng)掩碼的說(shuō)法，哪一個(gè)是錯(cuò)誤的？（）A.A類地址的范圍是1.0.0.0至126.255.255.255，子網(wǎng)掩碼通常為255.0.0.0B.B類地址的范圍是128.0.0.0至191.255.255.255，子網(wǎng)掩碼通常為255.255.0.0C.C類地址的范圍是192.0.0.0至223.255.255.255，子網(wǎng)掩碼通常為255.255.255.0D.D類地址用于多播，范圍是224.0.0.0至239.255.255.255，子網(wǎng)掩碼通常為255.255.255.25510、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧是操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信的關(guān)鍵組件。以下關(guān)于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的描述，錯(cuò)誤的是（）A.TCP/IP協(xié)議棧是目前廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)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.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中的每一層都有特定的功能和協(xié)議，如IP協(xié)議在網(wǎng)際層負(fù)責(zé)尋址和路由C.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧中的數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)封裝和解封裝的過(guò)程，以適應(yīng)不同層的協(xié)議要求D.網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)是完全由硬件完成的，操作系統(tǒng)不需要進(jìn)行任何干預(yù)和管理11、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)對(duì)于提高系統(tǒng)性能起著重要作用。假設(shè)一個(gè)程序需要頻繁訪問(wèn)一組數(shù)據(jù)，以下哪種存儲(chǔ)介質(zhì)能夠提供最快的訪問(wèn)速度？（）A.硬盤B.固態(tài)硬盤C.內(nèi)存D.高速緩存12、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，量子計(jì)算是一種新興的計(jì)算技術(shù)。以下關(guān)于量子計(jì)算的描述，不正確的是（）A.量子計(jì)算利用量子比特進(jìn)行計(jì)算，具有超強(qiáng)的計(jì)算能力B.量子計(jì)算目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于實(shí)際的計(jì)算任務(wù)中C.量子計(jì)算面臨著技術(shù)難題和物理限制D.量子計(jì)算的發(fā)展可能會(huì)對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算技術(shù)產(chǎn)生重大影響13、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能評(píng)估中，以下哪個(gè)指標(biāo)不能單獨(dú)反映系統(tǒng)的整體性能（）A.CPU利用率B.內(nèi)存使用率C.硬盤讀寫(xiě)速度D.以上指標(biāo)都不能單獨(dú)反映14、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指令流水線中，可能會(huì)出現(xiàn)各種冒險(xiǎn)情況影響流水線的性能。以下關(guān)于指令流水線冒險(xiǎn)的描述，哪一項(xiàng)是不正確的？（）A.數(shù)據(jù)冒險(xiǎn)是由于指令之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系導(dǎo)致的流水線停頓B.控制冒險(xiǎn)是由于分支指令的執(zhí)行結(jié)果不確定導(dǎo)致的流水線停頓C.結(jié)構(gòu)冒險(xiǎn)是由于硬件資源沖突導(dǎo)致的流水線停頓D.通過(guò)增加流水線的級(jí)數(shù)可以完全避免各種冒險(xiǎn)情況的發(fā)生15、在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，關(guān)系模型的規(guī)范化是為了減少數(shù)據(jù)冗余和操作異常。以下哪種范式要求關(guān)系中的每個(gè)非主屬性都完全函數(shù)依賴于主鍵？（）A.第一范式（1NF）B.第二范式（2NF）C.第三范式（3NF）D.第四范式（4NF）二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）簡(jiǎn)要說(shuō)明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中磁盤存儲(chǔ)的基本原理和數(shù)據(jù)組織方式。2、（本題5分）簡(jiǎn)述操作系統(tǒng)中的文件保護(hù)的方法。3、（本題5分）解釋計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的指令的尋址方式。三、分析題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）分析在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)地址分配策略（如靜態(tài)IP分配、動(dòng)態(tài)IP分配、DHCP協(xié)議）的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。探討在不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中如何選擇合適的地址分配方式。2、（本題5分）分析在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，圖形處理器（GPU）的并行計(jì)算架構(gòu)和編程模型。探討如何利用GPU加速通用計(jì)算任務(wù)，如科學(xué)計(jì)算、圖像處理等，并分析其性能優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用限制。3、（本題5分）深入分析計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的中斷處理機(jī)制，包括中斷類型、中斷優(yōu)先級(jí)、中斷向量等概念，討論中斷處理對(duì)系統(tǒng)性能和響應(yīng)時(shí)間的影響。4、（本題5分）詳細(xì)分析實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)，如任務(wù)調(diào)度的實(shí)時(shí)性、中斷響應(yīng)時(shí)間的確定性、資源預(yù)留和容錯(cuò)機(jī)制等，探討其在工業(yè)控制、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。5、（本題5分）分析在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，DMA（直接內(nèi)存訪問(wèn)）控制器的工作方式和在I/O操作中的性能優(yōu)勢(shì)。探討如何配置DMA以適應(yīng)不同