计算机科学与技术操作系统考研真题答案

11．对同一待排序列分别进行折半插入排序和直接插入排序，两者之间可能的不同之处是（　　）。

A．排序的总趟数

B．元素的移动次数

C．使用辅助空间的数量

D．元素之间的比较次数

【答案】D查看答案

【解析】折半插入排序所需附加存储空间和直接插入排序相同，从时间上比较，折半插入排序仅减少了关键字间的比较次数，而记录的移动次数不变。折半插入排序的时间复杂度仍为O（n2）,所以两者之间的不同只可能是元素之间的比较次数。

12．假定基准程序A在某计算机上的运行时间为100秒，其中90秒为CPU时间，其余为I/O时间。若CPU速度提高50％，I/O速度不变，则运行基准程序A所耗费的时间是（　　）。

A．55秒

B．60秒

C．65秒

D．70秒

【答案】D查看答案

【解析】CPU速度提高50％，即CPU性能提高比为1.5，改进之后的CPU运行时间＝90÷1.5＝60秒。I/O速度不变，仍维持l0秒，所以运行基准程序A所耗费的时间为70秒。

13．假定编译器规定int和short类型长度分别为32位和16位，执行下列C语言语句：unsigned short X＝65530；unsigned int y＝X：得到y的机器数为（　　）。

A．00007FFAH

B．0000FFFAH

C．FFFF7FFAH

D．FFFFFFFAH

【答案】B查看答案

【解析】X和y均为无符号数，其中X为16位，y为32位，将16位无符号数转化成32位无符号数，前面要补零。因为X＝65530＝FFFAH，所以y＝0000FFFAH。

14.Float类型（即IEEE754单精度浮点数格式）能表示的最大正整数是（　　）。

A．2126～2103

B．2127～2104

C．2127～2103

D．2128～2104

【答案】D查看答案

【解析】IEEE754单精度浮点数尾数采用隐藏位策略的原码表示，且阶码用移码表示的浮点数。规格化的短浮点数的真值为：（-1）S×1.f×2（E－127）,S为符号位，E的取值为1～254，f为23位；故float类型能表示的最大整数是1.111^1×2（254－127）＝2127×（2－2-23）＝2128～2104。

15．某计算机存储器按字节编址，采用小端方式存放数据。假定编译器规定int和short型长度分别为32位和16位，并且数据按边界对齐存储。某C语言程序段如下：

若record变量的首地址为0xC008，则地址0xC008中内容及record.c的地址分别为（　　）。

A．0x00、0xC00D

B．0x00、0xCOOE

C．0x11、0xC00D

D．0x11、0xC00E

【答案】D查看答案

【解析】32位整数a需要占4个字节，l6位整数c需要占2个字节，而字符数据b占一个字节。a＝273,转换成十六进制是111H，采用小端方式存放数据，地址0xC008中的内容为11H。由于数据按边界对齐存储，地址0xC008～OxCOOB中存放a，地址0xC00C中存放b，地址0xC00D中空闲，地址0xC00E～0xC00F中存放c。 

16．下列关于闪存（Flash Memory）的叙述中，错误的是（　 ）。

A．信息可读可写，并且读、写速度一样快

B．存储元由MOS管组成，是一种半导体存储器

C．掉电后信息不丢失，是一种非易失性存储器

D．采用随机访问方式，可替代计算机外部存储器

【答案】A查看答案

【解析】闪存是EEPROM的进一步发展，可读可写，用MOS管的浮栅上有无电荷来存储信息，它依然是ROM的一种，故写速度比读速度要慢不少。闪存是一种非易失性存储器，它采用随机访问方式，现在常见的SSD固态硬盘就是由flash芯片组成的。

17．假设某计算机按字编址，Cache有4个行，Cache和主存之间交换的块大小为l个字。若Cache的内容初始为空，采用2路组相联映射方式和LRU替换算法，当访问的主存地址依次为0，4，8，2，0，6，8，6，4，8时，命中Cache的次数是（　 ）。

A．1

B．2

C．3

D．4

【答案】C查看答案

【解析】Cache有4个行，2路组相联，即Cache被分成2组，每组2行。主存地址为0～1、4～5、8～9可映射到第0组Cache中，主存地址为2～3、6～7可映射到第1组Cache中。Cache初始为空，采用LRU替换算法，当访问主存的10个地址依次为0，4，8，2，0，6，8，6，4，8时，命中Cache的次数共有3次，分别发生在第7、8和10步时。

18．某计算机的控制器采用微程序控制方式，微指令中的操作控制字段采用字段直接编码法，共有33个微命令，构成5个互斥类，分别包含7、3、12、5和6个微命令，则操作控制字段至少有（　　）。

A．5位

B．6位

C．15位

D．33位

【答案】C查看答案

【解析】33个微命令分成5个互斥类（即5个字段），根据每个类中微命令的多少可以分别确定字段的长度为3、2、4、3、3位，又因为采用直接编码方式，所以它们之和3＋2＋4＋3＋3＝15也就是操作控制字段的位数。

19．某同步总线的时钟频率为l00MHz，宽度为32位，地址/数据线复用，每传输一个地址或数据占用一个时钟周期。若该总线支持突发（猝发）传输方式，则一次“主存写”总线事务传输l28位数据所需要的时间至少是（　　）。

A．20ns

B．40ns

C．50ns

D．80ns

【答案】C查看答案

【解析】总线的时钟频率为l00MHz，则时钟周期为10ns。数据是128位，总线宽度是32位，所以需要4个时钟周期，而传输地址还需要一个周期，所以传输一个128位的数据至少需要5个时钟周期，所以至少需要10ns＊5＝50ns。

20．下列关于USB总线特性的描述中，错误的是（　 ）。

A．可实现外设的即插即用和热插拔

B．可通过级联方式连接多台外设

C．是一种通信总线，可连接不同外设

D．同时可传输2位数据，数据传输率高

【答案】D。查看答案

【解析】USB总线即通用串行总线，它的特点有：（1）即插即用；（2）热插拔；（3）有很强的链接能力能将所有外设链接起来，且不损失带宽；（4）有很好的可扩展性；（5）高速传输，速度可达480Mbps。所以ABC三项都符合USB总线的特点。D项,USB是串行总线，不能同时传输两位数据。

21．下列选项中，在I/O总线的数据线上传输的信息包括（　 ）。

Ⅰ.I/O接口中的命令字

Ⅱ.I/0接口中的状态字

Ⅲ．中断类型号

A．仅Ⅰ、Ⅱ

B．仅Ⅰ、Ⅲ

C．仅Ⅱ、Ⅲ

D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

【答案】D查看答案

【解析】在I/O总线的数据线上传输的信息包括I/O接口中的命令字、状态字以及真正的数据，而且中断类型号也是通过数据线传输的。

22．响应外部中断的过程中，中断隐指令完成的操作，除保护断点外，还包括（　　）。

Ⅰ．开关中断  Ⅱ．保存通用寄存器的内容  Ⅲ．形成中断服务程序入口地址并送PC

A．仅Ⅰ、Ⅱ

B．仅Ⅰ、Ⅲ

C．仅Ⅱ、Ⅲ

D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

【答案】B查看答案

【解析】中断隐指令完成的操作有3个：（1）保存断点；（2）关中断；（3）引出中断服务程序（形成中断服务程序入口地址并送PC）。而保存通用寄存器内容的操作是由软件来实现，不是由中断隐指令实现的。

23．下列选项中，不可能在用户态发生的事件是（　 ）。

A．系统调用

B．外部中断

C．进程切换

D．缺页

【答案】C查看答案

【解析】在现代操作系统中为了共享和保护，设定了用户态和内核态（可以通过设置软、硬件标志位来实现），在用户态运行用户的程序，在内核运行系统的程序。所以，从选项来看，系统调用可以在任何态发生，用户可以发起系统调用，系统也可以；外部中断是不可控的，也会在任何时刻发生，缺页的发生也是不可控的，可以发生在用户代码之间；而进程切换却不会在用户态发生。我们可以考虑一下情形，进程切换是在什么时候发生的，进程切换前必定运行的是进程调度，只有进程调度选择了下一次被调度的进程，进程切换才可以进行。进程调度是scheduler，进程切换是dispatcher，这体现了现代操作系统策略与机制分离的设计思想。所以，进程切换必定不会在用户态发生（所谓发生指其起始的源头时刻），必定是在内核态（进程调度）发生的。

24．中断处理和子程序调用都需要压栈以保护现场，中断处理一定会保存而子程序调用不需要保存其内容的是（　　）。

A．程序计数器

B．程序状态字寄存器

C．通用数据寄存器

D．通用地址寄存器

【答案】B查看答案

【解析】中断处理与子程序调用最大的区别是中断处理程序与正在运行的进程可能无关，而子程序调用与正在运行的进程有关。中断是要打断处理器的正常工作次序，并要求其去处理某一事件的一种常用手段。因此，除了要保护当前程序的地址，计数器（指针）和数据寄存器以外，还需要保存程序状态字。子程序调用是与当前进程有关，是正在运行的程序有意安排执行的，这一类调用发生的时间以及位置具有确定性，处于同一个进程内，因此不需要保存程序状态字。所以中断处理和子程序调用不同的区别是中断处理程序必定会保存程序状态字寄存器。

25．下列关于虚拟存储的叙述中，正确的是（　 ）。

A．虚拟存储只能基于连续分配技术

B．虚拟存储只能基于非连续分配技术

C．虚拟存储容量只受外存容量的限制

D．虚拟存储容量只受内存容量的限制

【答案】D查看答案

【解析】所谓虚拟存储，是指运行的进程不必全部装入内存，只需要部分装入便可以开始运行的一种技术，在运行过程中，当所需要的代码部分不在内存时，通过一种技术（例如缺页中断技术），将所需要的页面调入内存，从而继续运行。虚拟存储可以在较少的内存中运行较大的程序。但是需要有较大的外存以及相应的软、硬件机制配合才能实现。虚拟存储器可以连续分配也可以非连续分配，虚拟存储器和外存大小没有关系。

26．操作系统的I/O子系统通常由四个层次组成，每一层明确定义了与邻近层次的接口。其合理的层次组织排列顺序是（　　）。

A．用户级I/O软件、设备无关软件、设备驱动程序、中断处理程序

B．用户级I/O软件、设备无关软件、中断处理程序、设备驱动程序

C．用户级I/O软件、设备驱动程序、设备无关软件、中断处理程序

D．用户级I/O软件、中断处理程序、设备无关软件、设备驱动程序

【答案】A查看答案

【解析】对于一次设备的调用，操作系统为用户准备了系统调用的接口，当用户使用设备时，首先在用户程序中发起一次系统调用，操作系统的设备无关层软件接到该调用请求后调用处理程序进行处理，根据调用格式和形参，再转到相应的设备驱动程序去处理；大部分设备在运行时是需要时间的，所以设备驱动程序会以中断方式驱动设备，即设置好控制寄存器参数和中断向量等参数后阻塞自己；当设备准备好或所需数据到达后设备硬件发出中断，设备驱动程序唤醒，将数据按上述调用顺序逆向回传到用户程序中，或继续驱动设备执行下一条指令。因此，I/O软件从上到下分为四个层次：用户层、与设备无关的软件层、设备驱动程序以及中断处理程序。

27．假设5个进程P0、Pl、P2、P3、P4共享三类资源R1、R2、R3，这些资源总数分别为l8、6、22.T0时刻的资源分配情况如题27表所示，此时存在的一个安全序列是（　　）。

题27表 资源分配情况表

A．P0，P2，P4，Pl，P3

B．Pl，P0，P3，P4，P2

C．P2，Pl，P0，P3，P4

D．P3，P4，P2，Pl，P0

【答案】D查看答案

【解析】分析一下下表，可以看到，P3，P4，P2，Pl，P0运行是可以的。

本题也可以排除法，T0时刻可用资源是R1，R2，R3分别为2,3,3，此时刻，P0需要R1，R2，R3分别为2,3,7，故排除A，P1需要R1，R2，R3分别为1,3,3，P2还需要资源R1，R2，R3分别为0，0，6，故C 排除，P3需要R1，R2，R3分别为2,2,1。所以正确答案在B，D之间。看B选项，P1之后的可用资源R1，R2，R3分别变为6, 3，6，而P0尚需资源2,3,7，故B方案行不通。

28．若一个用户进程通过read系统调用读取一个磁盘文件中的数据，则下列关于此过程的叙述中，正确的是（　　）。

Ⅰ．若该文件的数据不在内存，则该进程进入睡眠等待状态；Ⅱ．请求read系统调用会导致CPU从用户态切换到核心态；Ⅲ．read系统调用的参数应包含文件的名称。

A．仅Ⅰ、Ⅱ

B．仅Ⅰ、Ⅲ

C．仅Ⅱ、Ⅲ

D．Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ

【答案】A查看答案

【解析】对于Ⅰ，当所读文件的数据不再内存时，产生中断（缺页中断、缺段中断），原进程进入睡眠等待状态（阻塞状态），直到所需数据从外存调入内存后，将该进程唤醒，使其变为就绪状态。对于Ⅱ，read系统调用CPU将从用户态切换到核心态，从而获取操作系统提供的服务。对于Ⅲ，在操作系统中，要读一个文件首先要open系统调用将该文件打开。Open系统调用的参数需要包含文件的路径名与文件名，而read系统调用只需使用open返回的文件描述符，并不使用文件名作为参数。Read系统调用要求用户提供三个输入参数：①文件描述符；②buf缓冲区首址；③传送的字节数n。read系统调用的功能是试图从fd所指示的文件中读入n个字节的数据，并将它们送至由指针buf所指示的缓冲区中。

29．一个多道批处理系统中仅有P1和P2两个作业，P2比P1晚5ms到达。它们的计算和I/0操作顺序如下：P1：计算60ms，I/O 80ms，计算20ms；P2：计算120ms，I/O 40ms，计算40ms若不考虑调度和切换时间，则完成两个作业需要的时间最少是（　 ）。

A．240ms

B．260ms

C．340ms

D．360ms

【答案】B查看答案

【解析】考查处理系统的性能计算，由于P2比P1晚5ms到达，P1先占用CPU,根据P1和P2的执行过程，作业运行的甘特图如下所示。

30．若某单处理器多进程系统中有多个就绪态进程，则下列关于处理机调度的叙述中，错误的是（　　）。

A．在进程结束时能进行处理机调度

B．创建新进程后能进行处理机调度

C．在进程处于临界区时不能进行处理机调度

D．在系统调用完成并返回用户态时能进行处理机调度

【答案】C查看答案

【解析】ABD三项，可以进行处理机调度。C项，当进程处于临界区时，只要不破坏临界资源的使用规则，是不会影响处理机调度的，比如，通常访问临界资源可能是慢速的外设（如打印机），如果在进程访问打印机时，不能处理机调度，那么系统的性能将是非常低的。几种不进行处理机调度的情况如下：①在处理机中断的过程中；②进程在操作系统内核程序临界区中；③其他需要完全屏蔽中断的原子操作过程中。

31．下列关于进程和线程的叙述中，正确的是（　 ）。

A．不管系统是否支持线程，进程都是资源分配的基本单位

B．线程是资源分配的基本单位，进程是调度的基本单位

C．系统级线程和用户级线程的切换都需要内核的支持

D．同一进程中的各个线程拥有各自不同的地址空间

【答案】A查看答案

【解析】B项，“线程是资源分配的基本单位，进程是调度的基本单位”这句话说反了，明显错误。C项，“系统级线程和用户级线程的切换都需要内核的支持”也不正确，因为用户级线程的切换由用户编写的Run-time System执行的，内核并不感知。D项，“同一进程中的各个线程拥有各自不同的地址空间”明显错误，引入线程的目的就是为了同一进程的所有线程能共享进程的地址空间。

32．下列选项中，不能改善磁盘设备I/O性能的是（　　）。

A．重排I/0请求次序

B．在一个磁盘上设置多个分区

C．预读和滞后写

D．优化文件物理块的分布

【答案】B查看答案

【解析】磁盘I/O性能主要是指其读写速度。相对而言，磁盘的I/O性能是计算机性能提高的一个瓶颈。“重排I/O请求次序”可以优化磁臂调度的算法，减少读写时间，故正确；“预读和滞后写”是利用内存作为磁盘的缓存，使得对磁盘的访问变为对内存的访问，也可以在总体上提高其性能；“优化文件物理块的分布”减少磁臂调度和旋转调度的等待时间，也可以提高磁盘I/O性能，而磁盘分区仅在磁盘空间的组织上进行划分，对磁盘I/O性能的提升没有什么帮助，是不能改善磁盘设备I/O性能的。

33．在TCP/IP体系结构中，直接为ICMP提供服务的协议是（　　）。

A．PPP

B．IP

C．UDP

D．TCP

【答案】B查看答案

【解析】首先明确ICMP是网络层的协议，由于服务必须是下一层向上一层提供服务的，因此选项C项中的UDP和选项D项中的TCP属于传输层，在网络层上面，所以显然错误，而PPP协议是广域网数据链路层协议，直接为网络层，也就是IP层提供服务，ICMP协议是封装在网络层，因此PPP不能直接为ICMP提供服务，ICMP报文直接封装在IP分组中。

34．在物理层接口特性中，用于描述完成每种功能的事件发生顺序的是（　　）。

A．机械特性

B．功能特性

C．过程特性

D．电气特性

【答案】C查看答案

【解析】物理层的主要任务描述为确定与传输媒体接口的一些特性；机械特性：主要定义物理连接的边界点，即接插装置；电气特性：规定传输二进制位时，线路上信号的电压高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制；功能特性：主要定义各条物理线路的功能；规程特性：主要定义各条物理线路的工作规程和时序关系。而从题干可以分析描述事件先后顺序的就是规程，也就是过程特性。

35．以太网的MAC协议提供的是（　 ）。

A．无连接不可靠服务

B．无连接可靠服务

C．有连接不可靠服务

D．有连接可靠服务

【答案】A查看答案

【解析】考虑到局域网信道质量好，以太网采取了两项重要的措施以使通信更简洁：（1）采用无连接的工作方式；（2）不对发送的数据帧进行编号，也不要求对方发回确认。因此，以太网提供的服务是不可靠的服务，即尽最大努力交付，差错的纠正由高层完成。

36．两台主机之间的数据链路层采用后退N帧协议（GBN）传输数据，数据传输速率为l6kbps，单向传播时延为270ms，数据帧长度范围是128～512字节，接收方总是以与数据帧等长的帧进行确认。为使信道利用率达到最高，帧序号的比特数至少为（　　）。

A．5

B．4

C．3

D．237

【答案】B查看答案

【解析】GBN的工作原理如下图所示，本题求解的是发送一个帧到接收到这个帧的确认期间最多可以发送多少数据帧，要尽可能多发送帧，应以短的数据帧计算，注意帧的单位是字节，因此首先计算出发送一帧的时间t1＝128×8/16kbps＝64ms，故发送一帧到收到确认为止的总时间为;64＋270＊2＋64＝668ms，这段时间总共可以发送668/64＝10.4（帧），为了保证发送帧序号和确认帧序号在此期间不重复，因此帧序号的比特数至少为4。

37．下列关于IP路由器功能的描述中，正确的是（　　）。

Ⅰ．运行路由协议，设置路由表；

Ⅱ．监测到拥塞时，合理丢弃IP分组；

Ⅲ．对收到的IP分组头进行差错校验，确保传输的IP分组不丢失；

Ⅳ．根据收到的IP分组的目的IP地址，将其转发到合适的输出线路上。

A．仅Ⅲ、Ⅳ

B．仅Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

C．仅Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ

D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

【答案】C查看答案

【解析】路由器的主要功能是路由和转发，因此Ⅰ和Ⅳ是正确的，而针对Ⅱ和Ⅲ，可以从ICMP协议的差错控制出发，注意检测到拥塞时，合理丢弃IP分组，并回传ICMP源抑制报文，Ⅱ是正确的，而Ⅲ对收到的IP分组头进行差错校验，确保传输的IP分组不丢失，差错校验是正确的，但网络层不保证IP分组不丢失，也就是不可靠的，因此Ⅲ的说法错误，正确的说法仅Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ。

38．ARP协议的功能是（　 ）。

A．根据IP地址查询MAC地址

B．根据MAC地址查询IP地址

C．根据域名查询IP地址

D．根据IP地址查询域名

【答案】A查看答案

【解析】ARP协议是网络层协议，因此只能和传输层和数据链路层有关系，从这一点出发，域名是应用层的范畴，选项C和D是不正确的，根据MAC地址查询IP地址是RARP协议的功能。

39．某主机的IP地址为180.80.77.55，子网掩码为255.255.252.0。若该主机向其所在子网发送广播分组，则目的地址可以是（　　）。

A．180.80.76.0

B．180.80.76.255

C．180.80.77.255

D．180.80.79.255

【答案】D查看答案

【解析】IPv4地址中的特殊地址，直接广播地址，也就是把主机位全部设置为1，这里77的二进制是01001101，子网掩码252的二进制是11111100，由此可以看到77的前6位作为子网位，后四位作为主机位，由此可以知道其广播地址是l80.80.01001111.255，也就是l80.80.79.255。

40．若用户1与用户2之间发送和接收电子邮件的过程如题40图所示，则图中①、②、③阶段分别使用的应用层协议可以是（　　）。

题40图 电子邮件发送接收示意图

A．SMTP、SMTP、SMTP

B．POP3、SMTP、POP3

C．POP3、SMTP、SMTP

D．SMTP、SMTP、POP3

【答案】D查看答案

【解析】题中电子邮件的工作过程如下：

①用户1调用用户代理来编辑要发送的邮件，用户代理用SMTP将邮件传送给用户1的发送端邮件服务器。