(全)2024下半年真題系統架構設計師綜合知識答案解析01

系統架構設計師第二版教程VIP課程https://edu.csdn.net/course/detail/40283

操作系統

下列選項中不能作為預防死鎖措施的是?????。

A. 破壞“循環等待"條件

B. 破壞“不可搶占”條件

C. 破壞“互斥”條件

D. 破壞“請求和保持”條件

答案：C

解析：所謂死鎖，是指兩個以上的進程因相互爭奪對方占用的資源而陷入無限等待的現象。死鎖產生的4個必要條件：互斥（資源互斥）、請求保持（進程占有資源并等待其他資源）、不可剝奪（系統不能剝奪進程資源）和環路（進程資源圖是一個環路）。

但是，破壞“互斥”條件不能作為預防死鎖的措施。這是因為互斥條件是資源使用的基本特性，無法進行改變，它確保了資源的獨占性和數據的完整性。在多任務操作系統中，進程或線程需要獨占某些資源（如打印機、文件等）以防止數據競爭和不一致。

如果取消互斥條件，允許多個進程同時訪問同一資源，雖然可以避免死鎖的發生，但會引發其他嚴重問題，如數據損壞、資源爭用沖突和優先級反轉等。因此，破壞互斥條件并不是一個可行的死鎖預防策略。

為了預防死鎖，通常會采取其他措施來破壞產生死鎖的其他三個必要條件之一或多個：

請求和保持條件：可以通過實施資源分級策略或靜態分配法來破壞。例如，要求進程在開始運行前一次性申請其在整個運行期間所需的全部資源，或者在提出新資源請求前釋放已占有的資源。

不可搶占條件：可以允許進程搶占已經分配給其他進程的資源，但這通常需要復雜的管理機制來處理資源的搶占和恢復。

循環等待條件：可以通過全局資源排序策略來破壞，即給系統中的所有資源編號，并要求進程按遞增順序申請資源。

在多道批處理系統中有P1和P2兩個作業，執行順序如下，P1(計算40ms，I/O操作60ms，計算20ms)，P2(計算100ms，I/O操作40ms，計算40ms)，P2比P1晚20ms到達，在不考慮調度和切換時間的情況下完成兩道作業最少需要?????時間。

A. 240ms

B. 200ms

C. 260ms

D. 220ms

答案：D

解析：教材2.3.2操作系統，P30。多道批處理操作系統允許多個作業裝入內存執行，在任意一個時刻，作業都處于開始點和終止點之間。每當運行中的一個作業由于輸入／輸出操作需要調用外部設備時，就把CPU交給另一個等待運行的作業，從而將主機與外部設備的工作由串行改變為并行，進一步避免了因主機等待外設完成任務而浪費寶貴的CPU時間。多道批處理系統主要有3 個特點：多道、宏觀上并行運行和微觀上串行運行。

簡單的多個作業的執行，時空圖如下所示：

分段允許程序員把內存視為由這個地址空間或段組成，其中段的大小是?????。

A. 固定的

B. 不可變的

C. 相等的

D. 動態可變的

答案：D

解析：分段存儲管理是將進程空間劃分成若干個段，每段也有段號和段內地址，每段是一組完整的邏輯信息。

分段地址結構：

分頁與分段的區別：分頁是根據物理空間劃分，每頁大小相同；分段是根據邏輯空間劃分，每段是一個完整的功能，便于共享，但是大小不同，即根據需要動態改變。

當一個進程被一個更高優先級的進程搶占或其時間片用完時，其狀態會從執行態轉變為????

?狀態。

A. 就緒

B. 掛起

C. 睡眠

D. 阻塞

答案：A

解析：當一個進程被一個更高優先級的進程搶占或其時間片用完時，其狀態會從執行態轉變為緒狀態。

進程的基本狀態有：

就緒狀態(Ready)：進程已獲得除CPU以外的所有必要盜源，只要再獲得CPU，就可以立即執行。例如，在多任務操作系統中，多個進程可能同時處于就緒狀態，等待CPU調度。

執行狀態(Running)：進程正在CPU上運行，占用 CPU資源執行指令。

阻塞狀態(Blocked)：進程因等待某一事件(如I/O操作完成、等待信號量等)而暫時無法繼續執行，此時即使CPU空閑，它也不能占用CPU運行，

低優先級進程狀態變化的原因分析：

當低優先級進程正在執行(處于執行態)時，如果高優先級進程進入就緒狀態，根據優先級調度算法，操作系統會搶占CPU，將低優先級進程從執行態變為就緒態。此時低優先級進程仍然具備執行條件，只是因為優先級較低而暫時失去CPU使用權。另外，如果采用時間片輪轉調度算法，低優先級進程的時間片用光，它也會從執行態變為就緒態，等待下一次調度。這種機制可以保證每個就緒進程都有機會獲得CPU時間，實現公平的資源分配。

應用程序在用戶態使用特權指令進行系統調用，是?????中斷。

A.信號中斷

B.溢出中斷

C.訪管中斷

D.外部中斷

答案：C

解析：信號中斷：通常是外部事件或異步信號觸發。例如按下Ctrl+C。溢出中斷：通常發生算術運算時候。訪管中斷：應用程序主動發起的軟件中斷。外部中斷：通常由外部設備（如鍵盤、鼠標）等觸發。

訪管中斷是一種自愿性的中斷，由用戶程序通過執行訪管指令來請求操作系統服務。

訪管中斷是計算機系統中的一個重要概念，它涉及到用戶態與核心態之間的切換。在用戶態下，程序無法直接執行某些特權指令或訪問受限資源，而當需要這些操作時，程序會通過執行一條特殊的訪管指令來觸發訪管中斷。這種中斷機制允許用戶程序以受控的方式進入核心態，從而請求操作系統提供的服務或執行特權操作。

訪管中斷的處理過程通常包括以下幾個步驟：

1）觸發訪管中斷：用戶程序執行訪管指令，產生一個中斷事件（自愿中斷），暫停當前用戶程序的執行。

2）保存上下文：CPU保存當前用戶程序的執行狀態和上下文信息，以便后續恢復執行。

3）切換到核心態：CPU從用戶態切換到核心態，開始執行操作系統的中斷處理程序。

4）執行系統調用：操作系統根據訪管指令中的操作數和參數，執行相應的系統調用或服務例程，完成用戶請求的操作。

5）恢復用戶態：系統調用或服務完成后，操作系統恢復用戶程序的執行狀態和上下文信息，將CPU切換回用戶態，繼續執行被中斷的用戶程序。

訪管中斷是實現用戶程序與操作系統之間交互的重要機制之一，它確保了用戶程序可以在受控的情況下訪問受限資源或執行特權操作，同時保護了系統的穩定性和安全性。

數據庫設計

數據庫的三級模式結構中，?????描述局部數據的邏輯結構和特征。

A.概念模式

B.內模式

C.外模式

D.邏輯模式

答案：C

解析：在數據庫的三級模式中，描述局部數據的邏輯結構和特征的是外模式。

1. 內模式

也稱存儲模式，是數據物理結構和存儲方式的描述，是數據在數據庫內部的表示方式，定義所有的內部記錄類型、索引和文件的組織方式以及數據控制方面的細節。一個數據庫只有一個內模式。對應數據庫中的物理存儲文件。

2. 概念模式

也稱模式，是數據庫中全部數據的邏輯結構和特征的描述。一個數據庫只有一個概念模式。對應數據庫中的基本表。

3. 外模式

也稱用戶模式或子模式，是用戶與數據庫系統的接口，是用戶需要使用的部分數據的描述。一個數據庫可以有多個外模式。對應數據庫中的視圖。

外模式稱用戶模式，是對數據庫用戶能看見的局部數據的邏輯結構和特征的描述。一個數據庫中可以存在多個外模式。外模式可以保證數據庫的安全性，每個用戶看見只能和訪問對應外模式中的數據，而對其余數據是不可見的。

關系操作中，操作的對象和結果都是?????。

A. 元組

B. 記錄

C. 集合

D. 列

答案：C

解析：教材2.2.2 關系運算，P227。

7. 關系運算

關系操作的特點是操作對象和操作結果都是集合。關系代數運算符有4類：集合運算符、專門的關系運算符、算術比較符和邏輯運算符。

數據庫中有一張人員信息表包含性別屬性，要求這個屬性的值只能是男或者女，這屬于?????。

A. 關系完整性

B. 用戶定義完整性

C. 參照完整性

D. 實體完整性

答案：B

解析：教材6.2.1關系數據庫基本概念，P227。

6. 完整性約束

完整性規則提供了一種手段來保證當用戶對數據庫做修改時不會破壞數據的一致性。防止對數據的意外破壞。關系模型的完整性規則是對關系的某種約束條件。關系的完整性分為三類：

①實體完整性：關系的主屬性不能取空。

②參照完整性：外鍵的值或者為空，或者必須等于對應關系中的主鍵值。

員工（員工號，姓名，性別，參加工作時間，部門號），部門（部門號，名稱，電話，負責人）

③用戶定義完整性：根據語義要求所自定義的約束條件。

給出關系模式R(A，B，C，D)和其屬性之間的函數依賴(A→C，BC→D)，則R的碼是?????。

A. B

B. C

C. AB

D. A

答案：C

解析：求候選鍵最穩靠的辦法是圖示法。圖示法求候選鍵的過程如下：

（1）將關系的函數依賴關系用“有向圖”的方式表示。

（2）找出入度為0的屬性，并以該屬性集合為起點，嘗試遍歷有向圖，若能正常遍歷圖中所有結點，則該屬性集即為關系模式的候選鍵。

（3）若入度為0的屬性集不能遍歷圖中所有結點，則需要嘗試性的將一些中間結點（既有入度，也有出度的結點）并入度為0的屬性集中，直至該屬性集合能遍歷所有結點，則該屬性集合為候選鍵。

本題有向圖如下所示：

從圖中可以看出，入度為0的節點是A與B，從這兩個節點的組合出發，能遍歷全圖，所以AB組合鍵為候選碼。

有兩個關系R(a，b，c)和S(b，c，d)，將R和S進行自然連接，得到的結果包含?????列。

A. 4

B. 6

C. 2

D. 5

答案：A

解析：自然連接：是一種特殊的等值連接，它要求兩個關系中進行比較的分量必須是相同的屬性組，相同屬性組的值要相等，并且在結果集中將重復屬性列去掉。

此題中，兩個關系模式R與S的相同屬性為：b、c，然后針對R與S做b與c屬性的等值連接，這樣產生的結果記錄為：(a，b，c，d)，所以得到的結果包含4列。

下面關于SQL注入的說法錯誤的是?????。

A. 使用ORM框架可以自動處理查詢和參數化輸入，但無法減少SQL注入的風險

B. SQL注入是一種常見的攻擊方式

C. 使用預處理語句和參數化查詢是防范SQL注入的有效方法

D. 通過使用UNION關鍵字，攻擊者可以將多個查詢結果合并，從而獲取數據庫中的敏感信息

答案：A

解析：教材13.4.3 ORM、Hibernate與CMP2.0設計思想，P469。使用ORM框架可以減少直接編寫SQL語句的需求，從而降低SQL注入的風險。ORM（Object-Relational Mapping），它在關系型數據庫和對象之間作一個映射，這樣，我們在具體操作數據庫的時候，就不需要再去和復雜的 SQL語句打交道，只需像操作對象一樣即可。

ORM的優點：

①使用ORM可以大大降低學習和開發成本；

②程序員不用再寫SQL來進行數據庫操作；

③減少程序的代碼量；

④降低由于 SQL代碼質量差而帶來的影響。

ORM的缺點：

①不太容易處理復雜查詢語句；

②性能較直接用 SQL差。

計算機網絡

路由器在OSI模型的?????。

A. 網絡層

B. 物理層

C. 傳輸層

D. 數據鏈路層

答案：A

解析：P71。

協議層	互連設備	作用
物理層	中繼器集線器	①中繼器：信號在介質里傳輸的過程中會有衰減和噪聲，使用中繼器進行放大和去噪； ②集線器：是一種特殊的多路中繼器。
數據鏈路層	網橋交換機	①網橋：連接兩個局域網，檢查幀的源地址和目的地址，若兩者在同一網絡段上，則不轉發，否則轉發到另一個網絡段上； ②交換機：檢查以太網幀的目的地址MAC，在自己的地址表（端口號-MAC）中進行查找并轉發。
網絡層	路由器	用于連接多個邏輯上分開的網絡，最主要的功能是選擇路由路徑。
應用層	網關	將協議進行轉換，將數據重新分組，以便在兩個不同類型的網絡系統之間進行通信。

?????是在傳輸層定義的協議。

A. NFS和Telnet

B. TCP和UDP

C. FTP和SMTP

D. IP和ICMP

答案：B

解析：P71。NFS、Telnet、FTP和SMTP屬于應用層。IP和ICMP屬于網絡層協議，TCP和UDP屬于傳輸層協議，正確答案為B選項。

TCP/IP是Internet的核心協議，被廣泛應用于局域網和廣域網中，已成為事實上的國際標準。

以下?????能有效提高傳輸速率。

A.增加帶寬，降低信噪比

B.增加帶寬，提高信噪比

C.減少帶寬，提高信噪比

D.減少帶寬，降低信噪比

答案：B

解析：帶寬是指在單位時間內能夠通過通信線路傳輸的數據量。增加帶寬可以增加數據傳輸的容量，從而提高傳輸速率。

信噪比（SNR）是指信號強度與背景噪聲強度的比值。提高信噪比可以減少噪聲對信號的干擾，提高信號的清晰度，從而提高傳輸的準確性和速率。

軟件工程基礎知識

螺旋模型是基于?????的改進模型。

A.噴泉模型

B.快速原型模型

C.瀑布模型

D.增量模型

答案：B

解析：教材5.1.2軟件過程改進，P178。螺旋模型（Spiral Model），是在快速原型的基礎上擴展而成。對于一個復雜的大項目，開發一個原型往往達不到要求。螺旋模型將生命周期模型（瀑布模型）和原型模型結合起來，加入兩種模型均忽略的風險分析。螺旋模型中的每個螺旋周期分為四個步驟：目標設定、風險分析、開發和有效性驗證以及評審。螺旋模型強調風險分析，與瀑布模型相比，支持用戶需求的動態變化。螺旋模型適合用于龐大、復雜且具有高風險的系統。

RUP(Rational Unified Process，統一軟件開發過程)是?????的、以體系結構為中心的、選代和增量的軟件開發過程。

A.數據驅動

B.用例驅動

C.場景驅動

D.模型驅動

答案：B

解析：教材5.1.4統一過程模型（RUP），P183。RUP是用例驅動、以體系結構為中心、迭代和增量的軟件開發過程。其特點為：

（1）用例驅動：需求分析、設計、實現和測試等活動都是用例驅動的。

（2）以體系結構為中心：包括系統的總體組織和全局控制、通信協議等。是一個多維的結構，會采用多個視圖來描述。

（3）迭代與增量。把整個項目開發分為多個迭代過程。在每次選代中，只考慮系統的一部分需求，進行分析、設計、實現、測試和部署等過程；每次迭代是在己完成部分的基礎上進行的，每次增加一些新的功能實現，以此進行下去，直至最后項目的完成。

關于數據流圖，以下哪項說法是錯誤的是?????。

A. 自頂而下

B. 子圖輸入輸出必須和父圖加工輸入輸出保持一致

C. 用來描述加工的執行順序

D. 描述系統的數據流和信息處理

答案：C

解析：數據流圖（DFD）主要用來描述系統中數據的流向和信息處理過程，而不是具體的執行順序。它重點是展示數據的傳遞路徑、處理過程及存儲位置。

一個復雜的軟件系統可能涉及上百個加工或數據流，太復雜，也不易理解。于是根據自頂向下逐層分解的思想，將數據流圖進行分層。

一個模塊內的處理元素是相關的，而且必須以特定次序執行，則稱為?????。

A. 通信內聚

B. 邏輯內聚

C. 過程內聚

D. 時間內聚

答案：C

解析：教材5.3.1 結構化方法，P197。

模塊的內聚類型
內聚類型	描述
功能內聚	完成單一功能，各部分協同工作，缺一不可，是最強的內聚
順序內聚	模塊內的處理元素都密切相關且按順序執行
通信內聚	模塊內的所有處理元素集中在一個數據結構的區域上
過程內聚	模塊內的處理元素都密切相關并按特定的次序執行
時間內聚	模塊內的任務必須在同一時間間隔內執行
邏輯內聚	模塊內通過參數確定完成邏輯上相關的一組任務
偶然內聚	也稱巧合內聚，模塊內的處理元素之間沒有任何聯系，是最弱的內聚

以下?????屬于是白盒測試技術。

A.控制流分析

B.數據流分析

C.程序變異測試

D.功能測試

答案：D

解析：白盒測試，也稱結構測試，根據程序的內部結構和邏輯來設計測試用例，對程序的路徑和過程進行測試，檢查是否滿足設計的需要。常用的白盒測試技術有控制流分析、數據流分析、路徑分析、程序變異等。根據測試用例的覆蓋程度，分為語句覆蓋、判定覆蓋、分支覆蓋和路徑覆蓋等。

控制流分析：屬于白盒測試中的靜態分析方法之一，主要通過分析程序的控制流圖，來確定程序的執行路徑和邏輯結構，從而設計測試用例以覆蓋不同的路徑和分支。

數據流分析：也是白盒測試的靜態分析方法之一，側重于分析程序中數據的流動和使用情況，包括數據的定義、引用、賦值等，以發現數據在流動過程中可能出現的問題，如未初始化的變量、數據的別名等。

路徑分析：也是白盒測試的靜態分析方法之一，是通過分析程序的所有可能執行路徑來設計測試用例。路徑分析的目標是覆蓋程序中的所有可能路徑，但由于路徑數量可能非常龐大（甚至無限），通常采用一些簡化策略，如基本路徑測試。基本路徑測試通過計算程序的圈復雜度（Cyclomatic Complexity）來確定需要測試的基本路徑數量。

程序變異測試：是白盒測試的一種動態分析方法，通過故意引入錯誤（變異）到程序中，然后運行測試用例來檢測這些錯誤是否被發現，從而評估測試用例的有效性和充分性。

黑盒測試，也稱功能測試，在不考慮軟件內部結構和特性的情況下，根據功能設計用例，測試軟件功能。常用的黑盒測試技術有等價類劃分、邊界值分析、錯誤推測、因果圖和判定表等。

下列關于邏輯覆蓋，說法錯誤的是?????。

A. 滿足條件覆蓋并不一定滿足判定覆蓋

B. 滿足條件組合覆蓋的測試一定滿足判定覆蓋、條件覆蓋和判定/條件覆蓋

C. 滿足路徑覆蓋也一定滿足條件組合覆蓋

D. 判定/條件覆蓋同時滿足判定覆蓋和條件覆蓋

答案：C

解析：常用的白盒測試技術有邏輯覆蓋、循環覆蓋和基本路徑測試。邏輯覆蓋：語句覆蓋、判定覆蓋、條件覆蓋、判定/條件覆蓋、條件組合覆蓋和路徑覆蓋。

●語句覆蓋（SC）：是指選擇足夠多的測試用例，使被測程序的每條語句至少執行一次。語句覆蓋是一種很弱的邏輯覆蓋。

●判定覆蓋（DC）：又稱分支覆蓋，是指設計足夠的測試用例，使得不僅每條語句至少執行一次，而且每個判定表達式的每種可能的結果（分支）都至少執行一次。判定覆蓋比語句覆蓋強。

●條件覆蓋（CC）：是指設計一組測試用例，不僅每條語句至少執行一次，而且使判定表達式中的每個條件的所有可能的值至少滿足一次。條件覆蓋不一定包含判定覆蓋、判定覆蓋也不一定包含條件覆蓋。

●判定/條件覆蓋（CDC）：是指同時滿足判定覆蓋和條件覆蓋的邏輯覆蓋。設計足夠的測試用例，使得判定表達式中每個條件的所有可能的值至少滿足一次，而且每個判定本身的所有可能結果也至少出現一次。

●條件組合覆蓋（MCC）：設計足夠的測試用例，使得每個判定表達式中條件的所有值的組合都至少出現一次。滿足條件組合覆蓋的測試用例，也一定滿足判定覆蓋、條件覆蓋和判定/條件覆蓋。

●路徑覆蓋：設計足夠的測試用例，覆蓋被測程序中所有可能的路徑（如果程序中有環路，則要求每條環路至少經過一次）。路徑覆蓋考慮了程序中各種判定結果的所有可能組合，因此是一種較強的覆蓋標準。但路徑覆蓋并未考慮判定中的條件結果的組合，并不能代替條件覆蓋和條件組合覆蓋。

軟件測試過程中的系統測試主要是為了發現?????階段的錯誤。

A.編碼

B.需求分析

C.概要設計

D.詳細設計

答案：B

解析：系統測試的對象是完整、集成的計算機系統。目的是通過與軟件需求進行比較，發現所開發的系統與用戶需求不符或矛盾的地方。測試依據是用戶需求（SRS）或開發合同。主要包括功能測試、性能測試、健壯性測試、安裝或反安裝測試、用戶界面測試、壓力測試、可靠及安全性測試等。一般采用黑盒測試法。

基于數據驅動的測試腳本寫在?????文件里。

A. 數據文件

B. 腳本文件

C. 程序文件

D. 系統文件

答案：B

解析：基于數據驅動的測試中，測試數據通常存儲在數據文件中，如 Excel、CSV、JSON、YAML 等格式。而測試腳本則寫在腳本文件中，通過相應的代碼邏輯在腳本中實現從數據文件中讀取數據，并根據數據進行測試操作，將測試數據與測試邏輯分離。

在軟件的使用過程中，用戶往往會對軟件提出新的功能與性能要求。為了滿足這些要求，需要修改或再開發軟件，以擴充軟件功能、增強軟件性能、改進加工效率、提高軟件的可維護性。這種情況下進行的維護活動稱為?????。

A. 預防性維護

B. 適應性維護

C. 完善性維護

D. 改正性維護