大学试题(计算机科学)-计算机过程控制笔试（2018-2023年）真题摘选含答案

长风破浪会有时，直挂云帆济沧海。大学试题(计算机科学)-计算机过程控制笔试（2018-2023年）真题摘选含答案（图片大小可自由调整）卷I一.参考题库(共30题)1.过程的数学模型有两种，非参数模型和（）模型。2.简述开关量光电耦合输入电路中，光电耦合器的作用。3.阶跃响应不变法的基本思想是什么？4.为了实现并发进程间的合作和协调工作，以及保证系统的安全，操作系统在进程管理方面应做哪些工作？5.选择性控制系统的特点是采用了（）。6.调节器参数的工程整定方法？7.操作系统中存储器管理的主要功能是什么？什么叫虚拟存储器，并举例说明操作系统是如何实现虚拟内存的？8.故障诊断中的状态估计方法的基本思想是什么？9.执行器的流量特性是指（）之间的关系。10.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。11.常见的过程计算机控制系统分为下列几种典型形式（）、直接数字控制系统、（）、（）和现场总线控制系统。12.线性定常离散系统的稳态误差是否只与系统本身的结构和参数有关？13.在操作系统中引入线程概念的主要目的是什么？14.成分、温度调节系统的调节规律，通常选用（）。A、PIB、PDC、PID15.用热电偶测温，焊接的一端插入被测介质中用以感受被测温度，称为（）；另一端与导线相连，称为冷端。16.什么是嵌入式系统？如何理解嵌入式系统的定义？17.简述网络控制系统的特点。18.设计实时操作系统的主要困难是什么？19.分别说明比例、积分、微分控制对控制系统的作用？20.前馈控制系统一般可单独使用，因为其控制精度高，且不受外界干扰影响。21.DDC的中文含义是直接数字控制。22.什么是程序控制系统？23.系统在自动控制作用下，从一个平衡状态进入另一个平衡状态之间的过程称为（）。24.流量、压力调节系统的调节规律，通常选用（）。A、PIB、PDC、PID25.前馈控制适用于什么场合？26.被控对象的动态特性是描述被控对象输入输出关系动态特征的。27.干扰通道存在纯时间滞后，理论上（）控制质量。28.根据采样过程的特点，可以将采样分为哪几种类型？29.闭环控制系统分为几种类型？每种代表什么含义？30.请阐述你对操作系统目标的理解。卷I参考答案一.参考题库1.参考答案:参数2.参考答案:开关量光电耦合输入电路，它们除了实现电气隔离之外，还具有电平转换功能。3.参考答案: 阶跃响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。4.参考答案: （1）进程控制：系统必须设置一套控制机构来实现进程创建、进程撤消以及进程在运行过程中的状态转换。 （2）进程同步：系统必须设置同步机制来实现对所有进程的运行进行协调，协调的方式包括进程的互斥和进程的同步。 （3）进程通信：多道程序环境下可能需要诸进程合作完成一个任务，这些进程相互间需要通过交换信息来协调各自工作的进度。因此系统必须具有进程之间通信（交换信息）的能力。 （4）进程调度：系统必须能够在处理机空闲时，按一定算法从就绪进程队列中选择一个就绪进程，把处理机分配给它，并为之设置运行的现场使其投入运行。5.参考答案:选择器6.参考答案: 临界比例度法、衰减曲线法、反应曲线法。 （1）临界比例度法：闭环控制系统中进行，不需要测试过程的动态特性，方法简单、使用方便。 （2）衰减曲线法：无需出现等幅振荡过程，对一些干扰比较频繁、过程变化较快的控制系统不适用此种方法。 （3）反应曲线法：开环整定方法，所受实验条件的限制较少，实用性较强。综上，衰减曲线法最好，临界比例度法次之，反应曲线法最差。7.参考答案: 存储器管理的主要功能是：内存分配，地址映射，内存保护，内存扩充。 虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的存储空间，在这种计算机系统中虚地址被映象成实地址。简单地说，虚拟存储器是由操作系统提供的一个假想的特大存储器，它通过把主、辅存统一起来管理，结用户造成一种仿佛系统内有巨大主存供用户使用的假象。例如页式虚存管理，一道作业被划分成若干页，其中较活跃的几页放在内存，而其余不活跃的页被放在辅存，当需要访问辅存内的页时，就可通过页面调度将其调人内存运行；但用户感觉不到这种变化，他会以为作业的所有部分都存在于主存。这样可以让更多的作业进入主存，提高系统的效率。8.参考答案:故障诊断中的状态估计方法的基本思想是：首先重构被控过程的状态，通过与可测变量比较构成残差序列，再构造适当的模型并用统计检验法，从残差序列中把故障诊断出来。因此，这就要求系统可观测或部分可观测，通常用各种状态观测器或滤波器进行状态估计。9.参考答案:被控介质流过阀门的相对流量与阀门的相对开度10.参考答案:直接设计法或称离散化设计法的具体设计步骤如下：（1）根据已知的被控对象，针对控制系统的性能指标要求及其它约束条件，确定理想的闭环脉冲传递函数）（z；（2）确定数字控制器的脉冲传递函数D（z）；根据D（z）编制控制算法程序。11.参考答案:操作指导控制系统；监督计算机控制系统；集散控制系统12.参考答案:线性定常离散系统的稳态误差，不但与系统本身的结构和参数有关，而且与输入序列的形式及幅值有关。除此之外，离散系统的稳态误差与采样周期的选取也有关。13.参考答案: 减少程序并发执行时所需付出的时空开销，提高程序执行的并发度。特别有利于共享存储器的多处理机系统，和更加适合c／s模型。14.参考答案:C15.参考答案:热端16.参考答案:目前国内普遍被认同的嵌入式系统定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。通常，从以下几个方面来理解嵌入式系统的定义：（1）以应用为中心是指嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的。（2）嵌入式系统以计算机技术为基础，是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图象数据传输技术，甚至传感器等先进技术和Internet网络技术与具体应用对象相结合后的产物。这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。嵌入式系统可以根据实际系统的需要对软、硬件进行剪裁以适应实际系统在功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面的要求。说明嵌入式系统存在着一个较为通用的软、硬件内核。这个内核往往是几KB到几十KB之间的微内核，正是由于微内核的存在，才使得嵌入式系统能够根据实际应用系统的需要在软、硬件方面得以顺利的裁剪或扩充。17.参考答案:网络控制系统通常具备下述特点（1）非定常性。数据到达的时刻不再是定常和有规则的，更不能再用简单的采样时间来刻画。（2）非完整性。由于数据在传输中可能发生丢失和出错，数据不再是完整的，当然数字控制中也可能有类似的现象，但在网络控制中发生的可能性要大得多。（3）非有序性。由于网络传输时间的不确定，先产生的数据可能迟于后产生的数据到达远程控制系统。因此，数据到达的次序可能不再遵守原有的时间顺序。非确定性。由于数据到达的随机性，整个控制过程已不再是一个确定性的系统，而是一个随机系统。18.参考答案: 设计适用于实时环境的操作系统的主要困难是：在实时环境规定的时间限额内对用户作出相应的反应。如果系统不能在规定的时间限额内完成指定的任务，那么就可能导致整个实时系统的崩溃。因此，在设计这类操作系统时，设计者必须保证所采用的调度策略及相关技术不会使响应时间超过实时环境所规定的时间限额。19.参考答案: 比例控制影响系统的动态特性和系统的稳定性；积分控制的作用是可以消除系统余差；微分控制可以提高系统的响应速度，克服对象容量滞后的影响。20.参考答案:错误21.参考答案:正确22.参考答案: 程序控制系统的设定值也是变化的，但它是一个已知的时间函数，即设定值按一定的时间程序变化。23.参考答案:过渡过程24.参考答案:A25.参考答案: 前馈控制是按扰动而进行控制的，因此，前馈控制常用于的场合： A.一是扰动必须可测，否则无法实施控制； B.二是必须经常有比较显著和比较频繁的扰动，否则无此必要。 C.三是存在对被控参数影响较大且不易直接控制的扰动。26.参考答案:正确27.参考答案:不影响28.参考答案: 根据采样过程的特点，可以将采样分为以下几种类型。 （1）周期采样：指相邻两次采样的时间间隔相等，也称为普通采样。 （2）同步采样：如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同且同时进行采样，则称为同步采样。 （3）非同步采样：如果一个系统中有多个采样开关，它们的采样周期相同但不同时开闭，则称为非同步采样。 （4）多速采样：如果一个系统中有多个采样开关，每个采样开关都是周期采样的，但它们的采样周期不相同，则称多速采样。 （5）随机采样：若相邻两次采样的时间间隔不相等，则称为随机采样。29.参考答案: （1）定值控制系统，就是系统被控量的给定值保持在规定值不变或在小范围附近不变。 （2）程序控制系统，是被控量的给定值按预定的时间程序变化工作。 （3）随动控制系统，是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系统。30.参考答案: 操作系统的目标之一是方便用户使用计算机系统。操作系统是用户与计算机硬件之间的接口，用户通过操作系统使用计算机。友好的界面（接口）使操作系统容易被用户所接受。 操作系统的目标之二是扩充机器功能。硬件提供了最基本的一些功能，这些功能是实现复杂计算任务的基础，操作系统则对这些基本功能进行了有机组合，形成各种粒度更大的模块，能够完成复杂任务，而使用形式却更简单，机器功能由此变得更强大。 操作系统的目标之三是管理系统资源，系统资源包括硬件资源和软件资源，处理器、存储器、输入输出设备都属于硬件资源，程序和数据属于软件资源，进程调度、存储管理、设备管理等是从资源管理角度组织操作系统课程内容的，文件管理则主要体现了对软件资源及外存硬件资源的管理。 提高系统效率是前三个目标的结果，构筑开放环境使得信息在不同操作系统之间交换更容易。卷II一.参考题库(共30题)1.表示过程控制系统控制关系的方框图，两个框之间的带箭头连线表示其相互关系和信号传递方向，但是不表示（）的物料关系。2.被控对象特性是指被控对象输入与输出之间的关系。3.液位调节系统的调节规律，通常选用（）。A、PIB、PDC、PIDD、P4.线性离散控制系统稳定的充要条件是什么？5.常见复杂控制系统有串级控制、补偿控制、比值控制、分程与选择控制和（）控制等。6.热电偶及其测温原理？7.什么是调节（被控）对象，给定值和偏差？8.串级控制系统适用于容量滞后较小的生产工艺过程。9.在热电偶测温回路中接入第三种导体时，只要接入第三种导体的两个接点温度相同，回路中总电动势值（）。10.连续控制系统相比，计算机控制系统具有哪些特点？11.什么叫共模干扰，其抑制方法有哪些？12.什么是硬件故障冗余系统？13.控制系统中，下面哪种控制规律具有消除余差的作用（）。A、位式控制B、比例控制C、微分控制D、积分控制14.试说明多级存储方法与虚拟存储方法的主要区别。15.何谓JCB？其作用是什么？它由谁在什么时候创建？它由谁在什么时候撤消？JCB至少包括哪些内容？16.热电偶温度计必须作冷端温度补偿。17.存储管理为什么涉及到地址变换？18.在一个单CPU的多道程序设计系统中，若在某一时刻有N个进程同时存在，那么处于运行态、等待态和就绪态进程的最小和最大值分别可能是多少？19.检测元件的作用是感受工艺变量的变化并转换成（）信号。20.写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传递函数的极点有何影响？21.什么是操作系统？它有什么基本特征？22.串级控制系统主回路一般是一个（）控制系统，副回路一般是一个随动控制系统。23.定值调节系统是（X）环调节，前馈系统是（X）环调节（）。A、开，闭B、闭，开C、开，开D、闭，闭24.正作用执行机构是指（）。25.采用多道程序设计的主要优点是什么？26.在阀前后压差为一定的情况下得到的信号流量特征称为（）。27.利用微分作用来克服控制系统的信号传递滞后的设想是否合理与正确？28.简述热电偶“中间导体”定律？29.分程控制系统从控制的平滑性来考虑，调节阀应尽量选用（）调节阀，可采用分程信号重叠法来控制调节阀开度。30.串级控制系统中的副控制器给定值是由主控制器的输出决定的，所以副控制器相当于一个闭环定值控制系统。卷II参考答案一.参考题库1.参考答案:方框之间2.参考答案:正确3.参考答案:D4.参考答案:线性离散控制系统稳定的充要条件是：闭环系统特征方程的所有根的模｜zi｜<1，即闭环脉冲传递函数的极点均位于z平面的单位圆内。5.参考答案:多变量解耦6.参考答案: 原理：将两种材质不同的导体或半导体A、B连接成闭合回路就构成热电偶。热电偶的测温原理是基于热点效应，即只要热电偶两端的温度不同，则在热电偶闭合回路中就产生热电动势，这种效应就称为热电效应。7.参考答案: 自动调节系统的生产设备叫做调节对象或简称对象，而生产中要求保持的工艺指标，称为给定值。对于自动调节系统中，习惯采用给定值R减去测量值Y作为偏差e，即e=R-Y，给定值R大于测量值Y时为正偏差，而给定值R小于测量值Y时为负偏差。8.参考答案:错误9.参考答案:不变10.参考答案:（1）计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。（2）在计算机控制系统中，控制规律是由计算机通过程序实现的（数字控制器），修改一个控制规律，只需修改程序，因此具有很大的灵活性和适应性。（3）计算机控制系统能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。（4）计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。（5）一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。（6）采用计算机控制，如分级计算机控制、集散控制系统、计算机网络等，便于实现控制与管理一体化，使工业企业的自动化程度进一步提高。11.参考答案: 共模干扰也称共态干扰，是指模/数转换器两个输入端上公有的干扰电压。 抑制方法有：变压器隔离、光电隔离、浮地隔离、采用仪表放大器提高共模抑制比。12.参考答案:硬件故障冗余系统的定义是：如果一个系统在出现一定的运行性故障时，依靠系统冗余硬件的内驻能力，仍能保持系统连续正确地执行其程序和输入、输出功能，则称这一系统为硬件故障冗余系统。13.参考答案:D14.参考答案: 所谓多级存储方法是指在主存以外再配上后援存储器来补充主存，先把用户作业放在后援存储器上，然后等到要真正执行它时再设法把这部分作业调人主存.它们之间的调度由用户自己负责，这造成用户使用上的困难。由于系统不同，其主存大小也会随之不同，用户往往不得不修改程序。在批量分时系统中多个用户同时共享主存、因此，用户就不能直接参与主存和后援存储器之间的调度了。这就需要由操作系统来对它进行统一的、自动的管理，并采用虚拟存储技术；有了虚拟存储器之后，用户就不感到主存和后援存储器之间的区别，而在统一的逻辑存储器上安排程序和数据。由于虚拟存储器比实际存储器大得多，因而可以同时装入许多作业。15.参考答案: 为了管理和调度外存中的作业，就必须记录己进入系统中的各作业情况，因此，系统为每个作业设置了一个作业控制块JCB（Jobcontrolblock）来记录作业的有关信息。JCB是作业存在的唯一标志，系统通过JCB而感加作业的存在，并通过JCB对作业进行控制和管理。 系统在作业进入后备状态时由作业注册程序为作业建立JCB，从而使该作业可以被作业调度程序感知而实施管理。当作业执行完毕进入完成状态时由“终止作业”程序撤消其JCB，释放有关资源，该作业就被撤消而不再存在了。不同的系统JCB所包含的信息有所不同，这取决于系统对作业的调度要求。通常JCB包含如下内容： （1）资源要求：要求运行时间、最迟完成时间、需要的内存容量、外设的种类及数量等。 （2）资源使用情况：作业进入系统的时间、开始运行时间、已运行时间、内存地址、外部设备号等。 （3）作业控制方式：联机作业控制还是脱机作业控制。 （4）作业类型：是终端型作业还是批量型作业，是I/O繁忙型作业还是CPU繁忙型作业。16.参考答案:正确17.参考答案: 存储器是由很多存储单元构成的，每个存储单元都有物理地址。程序员编制程序时如何使用物理地址，就需要对存储空间的分配情况进行了解，这在多任务环境下是一件复杂耗时却并无太大必要的事情，使程序员不能集中精力进行算法设计。而操作系统是资源管理者，分配存储空间并登记存储空间利用情况是操作系统的职能。程序员只需了解跟自己程序空间有关的存储空间使用信息。目前较好的解决办法是规定程序员使用逻辑地址、符号地址或相对地址进行程序编写，在运行程序时，根据程序所占用的物理存储区域，由专门的硬件或软件负责将逻辑地址、符号地址或相对地址转换为物理地址，这样一个过程就是地址变换，是使程序相