考研计算机训练题-01
1. 在单处理器系统中实现并发技术后,( )。
A．各进程在某一时刻并行运行,CPU和I/O设备间并行工作
B．各进程在一个时间段内并行运行,CPU和I/O设备间串行工作
C．各进程在一个时间段内并行运行,CPU和I/O设备间并行工作
D．各进程在某一时刻并行运行,CPU和I/O设备间串行工作
2.下列对于模块化程序设计的叙述中,正确的是( )。
Ⅰ.模块越小,模块化的优点越明显
Ⅱ.便于多人分工编制大型软件
Ⅲ.便于软件功能扩充
Ⅳ.模块间的单向调用关系,形成了模块的层次式结构
3.衡量整个计算机性能指标的参数有()。
Ⅰ.用户接口数 Ⅱ.资源利用率 Ⅲ.缺页率
Ⅳ.吞吐量 Ⅴ.周转时间
解析：操作系统的性能与计算机系统工作的优劣有着密切联系。评价操作系统的性能指标一般有:系统的可靠性、系统的吞吐量(即单位时间内所能处理的信息量)、系统响应时间(即用户从提交作业到得到计算结果的时间间隔)、系统资源利用率(指系统各个部件、各种设备的使用程度以及可移植性)。
4.以现代操作系统为例,解释“操作系统作为用户/计算机接口”的论断。
答案：在计算机系统的4个层次中,硬件是最底层。操作系统处于用户与计算机系统硬件之间。用户通过操作系统来使用计算机。对于多数计算机而言,在机器语言的体系结构(包括指令系统、存储组织、I/O和总线结构)上编程是相当困难的,尤其是输入/输出操作。为了让用户和程序员在使用计算机时不涉及硬件细节,使程序员与硬件细节独立开来,需要建立一种高度抽象。这种抽象就是为用户提供一台等价的扩展计算机,即虚拟机。操作系统作为虚拟机为用户使用计算机提供了方便,用户不必了解计算机工作细节,通过操作系统来使用计算机,操作系统就成立用户和计算机之间的接口。
5.操作系统是随着多道程序设计技术的出现而逐步发展起来的,要保证多道程序的正确执行,在技术上需要解决哪些基本问题?
要保证多道程序正常运行,在技术上需要解决的以下问题:
1)在多道程序之间应该如何分配被它们共享的处理器,使得CPU既能满足各程序运行需求,又有较高的利用率。此外,一旦将CPU分配给某程序后,应何时收回。
2)如何为每道程序分配必要的内存空间,使它们能各得所需,但又不会因相互重叠而丢失信息。此外,应如何防止因某道程序出现异常而破坏其他程序。
3)系统中可能有多种类型的I/O设备供多道程序共享,应如何分配这些I/O设备,如何做到既方便用户使用设备,又提高设备的利用率。
4)在现代计算机系统中通常都存放着大量的程序和数据,应如何组织它们才便于用户使用。此外,还有信息保存的安全性和一致性问题。
5)对于系统中的各种应用程序,它们有的属于计算型,有的属于I/O型,有些既重要又紧迫,有些要求系统能及时响应,这时系统应如何组织和安排这些作业的工作流程。
6.计算机网络系统的基本组成是( )。
A．交换机、服务器、传输介质、用户计算机
B．计算机硬件资源、计算机软件资源、数据资源
C．操作系统、数据库与应用软件
D．以上均不正确
解析：计算机网络系统的基本组成应该包括计算机硬件资源、计算机软件资源、数据资源。
7.通信系统必须具备以下哪些要素( )。
Ⅰ.信源 Ⅱ.电缆 Ⅲ.通信媒体 Ⅳ.信宿
解析: 为一个通信系统,首先需要明确3点,数据由谁发?使用什么介质来发?发过去谁接收?这就对应了通信系统的三大要素,如下:
数据由谁发?信源。
使用什么介质来发?通信媒体
发过去谁接收?信宿
数据由谁发?信源。
使用什么介质来发?通信媒体
发过去谁接收?信宿
8.通信子网的主要组成部分为( )。
A．主机和局域网
B．通信设备与通信链路
C．各种软件资源、信息资源
D．通信链路和终端
解析：从功能上看,计算机网络由通信子网和资源子网两部分构成。
通信子网:由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成,它为网络提供数据传输、交换和控制能力,实现联网计算机之间的数据通信。而通信子网的主要组成部分为各种传输介质(总称为通信链路)与通信设备。
主机、终端与各种软件资源、信息资源应该是资源子网的组成部分。
通信子网:由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成,它为网络提供数据传输、交换和控制能力,实现联网计算机之间的数据通信。而通信子网的主要组成部分为各种传输介质(总称为通信链路)与通信设备。
主机、终端与各种软件资源、信息资源应该是资源子网的组成部分。
9.计算机网络最基本的功能是( )。
Ⅰ.流量控制 Ⅱ.路由选择
Ⅲ.分布式处理 Ⅳ.传输控制
Ⅲ.分布式处理 Ⅳ.传输控制
解析：数据通信是计算机网络最基本的功能,包括连接控制、传输控制、差错控制、流量控制、路由选择、多路复用等子功能。分布式处理不是基本功能。
10.在发送器上产生的时延被称为( )。
A．排队时延
B．传输时延
C．处理时延
D．传播时延
解析：1)在发送器上产生的时延被称为传输时延,或者称为发送时延。
2)在传输链路上产生的时延被称为传播时延。
3)主机或路由器在接收到分组时所花费的时间称为处理时延。
4)分组在进过网络传输时,要经过许多路由器,但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。在路由器确定转发接口后,还需要在输出队列中排队等待转发,这些都被称为排队时延。
2)在传输链路上产生的时延被称为传播时延。
3)主机或路由器在接收到分组时所花费的时间称为处理时延。
4)分组在进过网络传输时,要经过许多路由器,但分组在进入路由器后要先在输入队列中排队等待处理。在路由器确定转发接口后,还需要在输出队列中排队等待转发,这些都被称为排队时延。
11.按数据交换技术分类,计算机网络可划分为( )。
A．广域网、城域网、局域网、个人区域网
B．电路交换、报文交换、分组交换
C．星形网络、总线型网络、环形网络、网状网络
D．公用网、专用网
解析：1)按分布范围分类:广域网、城域网、局域网、个人区域网。
(2)按拓扑结构分类:星形网络、总线型网络、环形网络、网状网络。
(3)按传输技术分类:广播式网络、点对点网络。
(4)按使用者分类:公用网、专用网。
(5)按数据交换技术分类:电路交换、报文交换、分组交换。
(2)按拓扑结构分类:星形网络、总线型网络、环形网络、网状网络。
(3)按传输技术分类:广播式网络、点对点网络。
(4)按使用者分类:公用网、专用网。
(5)按数据交换技术分类:电路交换、报文交换、分组交换。
12.对等层实体之间采用( )进行通信。
A．协议
B．接口
C．服务
D．三者都用到
解析：三种类型数据单元为：服务数据单元SDU、协议数据单元PDU、接口数据单元IDU。
SDU指的是第n层待传送和处理的数据单元。PDU指的是同等层水平方向传送的数据单元。它通常是将SDU分成若干段，每一段加上报头，作为单独协议数据单元PDU在水平方向上传送。IDU指的是在相邻层接口间传送的数据单元，它是由SDU和一些控制信息组成。
SDU指的是第n层待传送和处理的数据单元。PDU指的是同等层水平方向传送的数据单元。它通常是将SDU分成若干段，每一段加上报头，作为单独协议数据单元PDU在水平方向上传送。IDU指的是在相邻层接口间传送的数据单元，它是由SDU和一些控制信息组成。
13.OSI与TCP/IP的体系结构对比。
14.设某段电路的传播时延是20ms,带宽为20Mbit/s,则该段电路的时延带宽积为( )。
A．2×105bit
B．4×105bit
C．1×105bit
D．8×105bit
解析：由公式知时延带宽积=传播时延×信道带宽,故时延带宽积为=20×10-3×20×106bit=4×105bit。
15.计算机网络可分为哪两大子网?它们各实现什么功能?
从功能上看,计算机网络由通信子网和资源子网两部分构成。
通信子网:由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成,它为网络提供数据传输、交换和控制能力,实现连网计算机之间的数据通信。
资源子网:由主机、终端以及各种软件资源、信息资源组成,负责全网的数据处理业务,向网络用户提供各种网络资源与服务。
通信子网:由各种传输介质、通信设备和相应的网络协议组成,它为网络提供数据传输、交换和控制能力,实现连网计算机之间的数据通信。
资源子网:由主机、终端以及各种软件资源、信息资源组成,负责全网的数据处理业务,向网络用户提供各种网络资源与服务。
16.试描述通信的两台主机之间通过OSI参考模型进行数据传输的过程。
发送数据的具体过程:要进行通信的源用户进程首先将要传输的数据送至应用层并由该层的协议根据协议规范进行处理,为用户数据附加上控制信息后形成应用层协议数据单元,再送至表示层;表示层根据本层的协议规范对收到的应用层协议数据单元进行处理,给应用层协议数据单元附加上表示层的控制信息后形成表示层的协议数据单元,再将它传送至下一层。数据按这种方式逐层向下传送直至物理层,最后由物理层实现比特流形式的传送。
当比特流沿着传输介质经过各种传输设备后最终到达目标系统,此后接收数据的具体过程:按照发送数据的逆过程,比特流从物理层开始逐层向上传送,在每一层都按照该层的协议规范以及数据单元的控制信息完成规定的操作,而后再将本层的控制信息剥离,并将数据部分向上一层传送,依此类推,直至最终的、通信的目的用户进程。
当比特流沿着传输介质经过各种传输设备后最终到达目标系统,此后接收数据的具体过程:按照发送数据的逆过程,比特流从物理层开始逐层向上传送,在每一层都按照该层的协议规范以及数据单元的控制信息完成规定的操作,而后再将本层的控制信息剥离,并将数据部分向上一层传送,依此类推,直至最终的、通信的目的用户进程。
17.试介绍计算机网络的总线型网络、星形网络、环形网络,并说出在星形网络、环形网络和总线型网络中,各自采用什么方式实现广播式传输。
1)总线型网络:使用一条总线连接所有结点,任何一个结点发送数据,其他结点都能收到。总线型网络安装简单,需要铺设的电线最短,成本低。任何一个结点发生故障,都不会影响到整个网络。但一旦总线出现故障,整个网络将瘫痪。总线型网络依赖于数据信号沿着总线向两端传播的基本特性实现广播式传输。
2)星形网络:有一个中心结点,传输介质从中心结点向外辐射连接其他结点。特点是很容易在网络中增加新的站点,但一旦中心结点发生故障,会引起整个网络瘫痪。星形网络通过中心结点将一个结点发来的数据同时转发给所连接的其他结点,以此实现广播式传输。
3)环形网络:将网络上所有的结点用传输介质连接成一个闭环,任何两个结点的数据交换必须沿环进行。环形网络安装起来较简单,任何结点或链路都直接影响网络的可靠性。环形网络通过发送方发送数据帧,数据帧遍历各个结点,最后由发送方将数据帧从环上取下,从而达到广播式传输。
2)星形网络:有一个中心结点,传输介质从中心结点向外辐射连接其他结点。特点是很容易在网络中增加新的站点,但一旦中心结点发生故障,会引起整个网络瘫痪。星形网络通过中心结点将一个结点发来的数据同时转发给所连接的其他结点,以此实现广播式传输。
3)环形网络:将网络上所有的结点用传输介质连接成一个闭环,任何两个结点的数据交换必须沿环进行。环形网络安装起来较简单,任何结点或链路都直接影响网络的可靠性。环形网络通过发送方发送数据帧,数据帧遍历各个结点,最后由发送方将数据帧从环上取下,从而达到广播式传输。
18.试叙述服务与协议的基本概念。
协议:协议就是一种规则,并且是控制两个对等实体进行通信的规则,也就是水平的。
协议由以下3个部分组成。
1)语义:对构成协议元素的含义的解释,即“讲什么”。
2)语法:数据与控制信息的结构或格式,即“怎么讲”。
3)同步:规定了事件的执行顺序。
服务:下层为相邻上层提供的功能调用。上面提到的协议是水平的,而服务则是垂直的,即下层向上层通过接口提供服务。服务分为以下3大类。
1)面向连接的服务和无连接的服务。
2)有应答服务与无应答服务。
3)可靠服务与不可靠服务。
注意:并非在一个层内完成的全部功能都称为服务,只有那些能够被高一层实体“看得见”的功能才称为服务。
关于服务必须掌握的内容:
1)第n层的实体不仅要使用第n-1层的服务,还要向第n+1层提供本层的服务,该服务是第n层及其以下各层所提供的服务总和,且最高层向用户提供服务。
2)上一层只能通过相邻层的接口使用下一层的服务,而不能调用其他层的服务,即下一层提供服务的实现细节对上一层透明。
协议由以下3个部分组成。
1)语义:对构成协议元素的含义的解释,即“讲什么”。
2)语法:数据与控制信息的结构或格式,即“怎么讲”。
3)同步:规定了事件的执行顺序。
服务:下层为相邻上层提供的功能调用。上面提到的协议是水平的,而服务则是垂直的,即下层向上层通过接口提供服务。服务分为以下3大类。
1)面向连接的服务和无连接的服务。
2)有应答服务与无应答服务。
3)可靠服务与不可靠服务。
注意:并非在一个层内完成的全部功能都称为服务,只有那些能够被高一层实体“看得见”的功能才称为服务。
关于服务必须掌握的内容:
1)第n层的实体不仅要使用第n-1层的服务,还要向第n+1层提供本层的服务,该服务是第n层及其以下各层所提供的服务总和,且最高层向用户提供服务。
2)上一层只能通过相邻层的接口使用下一层的服务,而不能调用其他层的服务,即下一层提供服务的实现细节对上一层透明。
19.有两个网络,它们都提供可靠的面向连接的服务,一个提供可靠的字节流,另一个提供可靠的报文流。两者是否相同?为什么?
两者不相同。在报文流中,网络保持对报文边界的跟踪;而在字节流中,网络不做这样的跟踪。例如,一个进程向一条连接写了1024B,稍后又写了1024B。那么接收方共收到了2048B。对于报文流,接收方将得到两个报文,每个报文1024B。而对于字节流,报文边界不被识别,接收方将全部2048B当做一个整体,在此已经体现不出原先有两个不同报文的事实。
20.收发两端之间的传输距离为1000km,信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延:
1)数据长度为107bit,数据发送速率为100kbit/s。
2)数据长度为103bit,数据发送速率为1Gbit/s。
从上面的计算中可以得到什么样的结论?
1)数据长度为107bit,数据发送速率为100kbit/s。
2)数据长度为103bit,数据发送速率为1Gbit/s。
从上面的计算中可以得到什么样的结论?
解：1)100kbit/s=105bit/s,故发送时延=107bit/(105bit/s)=100s
传播时延=106m/(2×108m/s)=0.005s
2)1Gbit/s=109bit/s,故发送时延=103bit/(109bit/s)=1us
传播时延=106m/(2×108m/s)=0.005s
传播时延=106m/(2×108m/s)=0.005s
2)1Gbit/s=109bit/s,故发送时延=103bit/(109bit/s)=1us
传播时延=106m/(2×108m/s)=0.005s
结论:若数据长度大而且发送速率低,则在总的时延中,发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而且发送速率高,则传播时延就可能是总时延中的主要成分。换句话说,总时延的大小取决于传播时延还是发送时延,需要根据不同的网络环境而定。
21.假设信号在媒体上的传播速度为2x108m/s。媒体长度L分别为:
1)10cm(网络接口卡)。
2)100m(局域网)。
3)100km(城域网)。
4)5000km(广域网)。
试计算当数据传输速率为1Mbit/s和1Gbit/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
1)10cm(网络接口卡)。
2)100m(局域网)。
3)100km(城域网)。
4)5000km(广域网)。
试计算当数据传输速率为1Mbit/s和1Gbit/s时在以上媒体中正在传播的比特数。
解：1)传播时延=0.1/(2×108)s=5×10-10s
1Mbit/s:比特数=5×10-10×1×106bit=5×10-4bit
1Gbit/s:比特数=5×10-10×1×109bit=5×10-1bit
2)传播时延=100/(2×108)s=5×10-7s
1Mbit/s:比特数=5×10-7×1×106bit=5×10-1bit
1Gbit/s:比特数=5×10-7×1×109bit=5×102bit
3)传播时延=100000/(2×108)s=5×10-4s
1Mbit/s:比特数=5×10-4×1×106bit=5×102bit
1Gbit/s:比特数=5×10-4×1×109bit=5×105bit
4)传播时延=5000000/(2×108)s=2.5×10-2s
1Mbit/s:比特数=2.5×10-2×1×106bit=2.5×104bit
1Gbit/s:比特数=2.5×10-2×1×109bit=2.5×107bit
1Mbit/s:比特数=5×10-10×1×106bit=5×10-4bit
1Gbit/s:比特数=5×10-10×1×109bit=5×10-1bit
2)传播时延=100/(2×108)s=5×10-7s
1Mbit/s:比特数=5×10-7×1×106bit=5×10-1bit
1Gbit/s:比特数=5×10-7×1×109bit=5×102bit
3)传播时延=100000/(2×108)s=5×10-4s
1Mbit/s:比特数=5×10-4×1×106bit=5×102bit
1Gbit/s:比特数=5×10-4×1×109bit=5×105bit
4)传播时延=5000000/(2×108)s=2.5×10-2s
1Mbit/s:比特数=2.5×10-2×1×106bit=2.5×104bit
1Gbit/s:比特数=2.5×10-2×1×109bit=2.5×107bit
22.假设在地球和某行星之间建立一条传输速率为100Mbit/s的链路,从该行星到地球的距离大约是150000km,数据在链路上以光速3×108m/s传输。
(1)试计算该链路的最小RTT。
(2)使用RTT作为延迟,计算该链路的“延迟×带宽”值。
(3)在2)中计算的“延迟×带宽”值的含义是什么?
(4)如果在月亮上用一个照相机拍摄地球的照片,并把它们以数字形式保存到磁盘上。不妨设照片总大小为6.25MB,如果需要将这些照片传向地球,试问从发送数据请求到接收方接收完所有数据最少要花费多少时间(忽略发送方数据请求报文与接收方应答报文的长度,并且接收方处理请求报文的时间也忽略)?
(2)使用RTT作为延迟,计算该链路的“延迟×带宽”值。
(3)在2)中计算的“延迟×带宽”值的含义是什么?
(4)如果在月亮上用一个照相机拍摄地球的照片,并把它们以数字形式保存到磁盘上。不妨设照片总大小为6.25MB,如果需要将这些照片传向地球,试问从发送数据请求到接收方接收完所有数据最少要花费多少时间(忽略发送方数据请求报文与接收方应答报文的长度,并且接收方处理请求报文的时间也忽略)?
解：(1)RTT表示往返时延,计算的最小RTT=2×150000000m/(3×108m/s)=1s。
(2)“延迟×带宽”=1sx100Mbit/s=100Mbit=12.5MB。
(3)“延迟×带宽”的含义:收到对方响应之前所能发送的数据量。
(4)从发送数据请求到接收方接收完所有的数据应该分为4个部分:月球向地球发送数据请求报文的传播时延、地球应答报文的传播时延、月球发送照片的发送时延、照片的传播时延。首先需要计算接收方发送照片的发送时延,即(6.25x8Mbit)/(100Mbit/s)=0.5s。由于数据请求报文的传播时延+应答报文的传播时延+照片的传播时延=1.5RTT,所以总时间=0.5s+1.5s=2s。
(2)“延迟×带宽”=1sx100Mbit/s=100Mbit=12.5MB。
(3)“延迟×带宽”的含义:收到对方响应之前所能发送的数据量。
(4)从发送数据请求到接收方接收完所有的数据应该分为4个部分:月球向地球发送数据请求报文的传播时延、地球应答报文的传播时延、月球发送照片的发送时延、照片的传播时延。首先需要计算接收方发送照片的发送时延,即(6.25x8Mbit)/(100Mbit/s)=0.5s。由于数据请求报文的传播时延+应答报文的传播时延+照片的传播时延=1.5RTT,所以总时间=0.5s+1.5s=2s。
23.冯·诺依曼型计算机的基本工作方式是( )。
A．微程序方式
B．多指令流多数据流方式
C．控制流驱动方式
D．数据流驱动方式
24.下列选项中不是冯·诺依曼型计算机的最根本特征的是( )。
A．以运算器为中心
B．指令并行执行
C．存储器按地址访问
D．数据以二进制编码,并采用二进制运算
解析：现在流行的多核处理器才拥有指令并行执行的特征。
25.
下列关于计算机操作的单位时间的关系中,正确的是( )。
A．时钟周期>指令周期>CPU周期
B．指令周期>CPU周期>时钟周期
C．CPU周期>指令周期>时钟周期
D．CPU周期>时钟周期>指令周期
解析：指令周期:从一条指令的启动到下一条指令的启动所经历的时间,通常由多个机器周期组成。
机器周期(CPU周期):在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作,例如,取指令、存储器读、存储器写等,每一项工作成为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。一般情况下,一个机器周期由若干个时钟周期组成。
综上所述,指令周期包含多个机器周期(CPU周期),机器周期包含多个时钟周期。
机器周期(CPU周期):在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作,例如,取指令、存储器读、存储器写等,每一项工作成为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。一般情况下,一个机器周期由若干个时钟周期组成。
综上所述,指令周期包含多个机器周期(CPU周期),机器周期包含多个时钟周期。
26.
假设同一套指令集用不同的方法设计了两种计算机A和B。机器A的时钟周期为1.2ns,机器B的时钟周期为2ns。某个程序在机器A上运行时的CPI为2,在B上的CPI为1。则对于该程序来说,机器A和机器B速度比例为( )。
A．2 : 1
B．1 : 2
C．6 : 5
D．5 : 6
解析：机器A的CPI为2,故执行一条指令需要2个时钟周期,即1.2ns×2=2.4ns。
机器B的CPI为1,故执行一条指令需要1个时钟周期,即2ns×1=2ns。
则机器A和机器B执行一条指令需要的时间之比为2.4ns : 2ns=6 : 5。
而速度比例为时间比例的倒数,即为5 : 6。
机器B的CPI为1,故执行一条指令需要1个时钟周期,即2ns×1=2ns。
则机器A和机器B执行一条指令需要的时间之比为2.4ns : 2ns=6 : 5。
而速度比例为时间比例的倒数,即为5 : 6。
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