计算机操作系统与计算机中数据的表示
目标
1、牢记几个计算机系统
2、会计算储存容量单位及其换算
复习：
（1）、计算机系统是由（）组成。
A.系统软件和应用软件
B.主机、显示器、键盘
C.主机及外围设备
D.硬件系统和软件系统
（2）、下列软件属于系统软件的是( ) 。
A．PowerPoint
B．Word2000
C．Excel 2000
D．Windows 2000
（3）、选择操作系统输入法可按下列哪个组合键（）
Ａ．Ctrl+Shift
Ｂ．Ctrl+Alt
Ｃ．Ｃtrl+空格键
Ｄ．Shift+Alt
尝试学习
（1）、计算机中数据的表示方式：二进制编码：在计算机内部存储和处理数据，都用二进制数表示。目前国际上通用的是“美国国家标准信息交换码”，简称为“ASCII”码。
（2）、储存容量单位及其换算。数据存储的基本单位：字节，Byte，简写为 B ，为8 个二进制位。存储一个英文字符使用 1 个字节空间；存储一个汉字使用 2 个字节。
存储单位换算：1Byte= 8 bit（比特，二进制位）；1GB=1024MB；1MB=1024KB；1KB=1024B。
（3）、计算机中数据表示形式是( )
A、八进制
B、十进制
C、二进制
D、十六进制
（4）、常用的操作系统有：DOS、UNIX、Linux、Windows、Netware、OS/2等。Windows操作系统有多个版本，如：Windows95、Windows98、WindwosMe、Windows2000、WindowsXP、Windows7等版本。
操作系统：是重要的系统软件，是管理软硬件资源的平台，帮助人与计算机沟通。操作系统的任务：（1）管理软、硬件资源，使之协调工作；（2）担任人和计算机的软接口。
巩固练习：
（1）、按Ｗindows操作系统推出的时间顺序，下列提示中较新的版本是（）Ａ．WindowsXP
Ｂ．Windows2000
Ｃ．Windows98
Ｄ．Windows95
（2）、在Windows操作系统中，选择所有的文件可以使用键盘命令（）进行。
A．[Ctrl]+S
B．[Ctrl]+A
C．[Ctrl]+X
D．[Ctrl]+V
（3）、计算机存储容量的基本单位是（）。
A、升
B、字节
C、公斤
D、加仑
（4）、1KB=（）B。
A、256
B、128
C、1024
D、2048
（5）、八个二进制位构成一个字节，1KB＝（）Byte，1MB＝（）KB，1GB＝（）MB．
A．1000,1000,1000B．1024，1024，1024
C．2000,2000,2000D．4000，4000，4000
山西大学研究生学位课程论文（2012 ---- 2013学年第1学期） 学院（中心、所）： 专业名称： 课程名称：自然辩证法 论文题目：自然辩证法与自然科学的关系授课教师（职称）： 研究生姓名： 年级： 学号： 成绩： 评阅日期： 山西大学研究生学院 2014年月日
自然辩证法与自然科学的关系 摘要：随着社会的发展与进步，自然辩证法已不再是单纯理论的研究，它对于自然科学研究者有着不容忽视的指导意义，自然辩证法是联系马克思主义哲学与科学技术的纽带，与自然科学的关系密不可分。本文介绍了自然辩证法的两大内容，即自然观和自然科学观，举例说明了这两大内容对自然科学发展的影响，阐述了二者与科学发展不可分割的关系。 关键词：自然观自然科学观 自然辩证法是马克思主义的自然观和自然科学观的反映。体现马克思主义哲学的世界观、认识论、方法论的统一，构成马克思主义哲学的一个组成部分。它研究的内容主要有两大方面：一是自然观，即对自然界辩证法的研究；二是自然科学观，即对自然科学辩证法的研究，两个方面的研究密切相联，不可分割。 1、自然辩证法中的自然观 这方面的研究，要求不断地概括和运用自然科学的最新成果，发展和更新人们关于自然界辩证发展的总图景和对自然界的总观点，其中包括物质观、运动观、时空观、信息观、系统观、规律观以及自然发展史和自然界各种运动形态的划分、联系、交错、转化等等；要求探讨辩证法的基本规律和范畴在自然界各种过程中的丰富多样的表现及运用，使人们对辩证法规律和范畴的理解不断充实和深化，在许多方面进一步清晰化、准确化和精细化，并增添新的内容。从而，把辩证唯物主义自然观提高到同自然科学的新发展、新思想相适应的现代水平。 中国古代的自然观对我国科学技术的发展产生了重大影响。古代中国有数不清的如四大发明这样为世界科技作出卓越贡献的成就。但是如果按学科来看，古代中国的主要科学成就都集中在应用领域，例如制造业、建筑业等；而基础理论学科方面的成就相对贫乏。一本介绍数学发展历史的书中说，对数学贡献最大的是欧洲人，同时，书中也介绍了巴比伦、埃及、印度、阿拉伯等国家的数学成就，却对中国的数学成就只字未提。想来也有一定道理，
计算机操作系统习题答 案 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
第一章操作系统概论 1.单项选择题 ⑴ B; ⑵ B; ⑶ C; ⑷ B; ⑸ C; ⑹ B; ⑺ B；⑻ D；⑼ A；⑽ B； 2.填空题 ⑴操作系统是计算机系统中的一个最基本的系统软件，它管理和控制计算机系统中的各种系统资源； ⑵如果一个操作系统兼有批处理、分时和实时操作系统三者或其中两者的功能，这样的操作系统称为多功能（元）操作系统； ⑶没有配置任何软件的计算机称为裸机； ⑷在主机控制下进行的输入/输出操作称为联机操作； ⑸如果操作系统具有很强交互性，可同时供多个用户使用，系统响应比较及时，则属于分时操作系统类型；如果OS可靠，响应及时但仅有简单的交互能力，则属于实时操作系统类型；如果OS在用户递交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理操作系统类型； ⑹操作系统的基本特征是：并发、共享、虚拟和不确定性； ⑺实时操作系统按应用的不同分为过程控制和信息处理两种； ⑻在单处理机系统中，多道程序运行的特点是多道、宏观上并行和微观上串行。 第二章进程与线程 1.单项选择题
⑴ B；⑵ B；⑶ A C B D; ⑷ C; ⑸ C; ⑹ D; ⑺ C; ⑻ A; ⑼ C; ⑽ B; ⑾ D; ⑿ A; ⒀ D; ⒁ C; ⒂ A; 2.填空题 ⑴进程的基本状态有执行、就绪和等待（睡眠、阻塞）； ⑵进程的基本特征是动态性、并发性、独立性、异步性及结构性； ⑶进程由控制块（PCB）、程序、数据三部分组成，其中PCB是进程存在的唯一标志。而程序部分也可以为其他进程共享； ⑷进程是一个程序对某个数据集的一次执行； ⑸程序并发执行与顺序执行时相比产生了一些新特征，分别是间断性、失去封闭性和不可再现性； ⑹设系统中有n（n>2）个进程，且当前不在执行进程调度程序，试考虑下述4种情况： ①没有运行进程，有2个就绪进程，n个进程处于等待状态； ②有一个运行进程，没有就绪进程，n-1个进程处于等待状态； ③有1个运行进程，有1个等待进程，n-2个进程处于等待状态； ④有1个运行进程，n-1个就绪进程，没有进程处于等待状态； 上述情况中不可能发生的情况是①； ⑺在操作系统中引入线程的主要目的是进一步开发和利用程序内部的并行性； ⑻在一个单处理系统中，若有5个用户进程，且假设当前时刻为用户态，则处于就绪状态的用户进程最多有4个，最少0个；
第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（2）OS 作为计算机系统资源的管理者（3）OS实现了对计算机资源的抽象 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：（1）不断提高计算机资源的利用率；（2）方便用户；（3）器件的不断更新换代；（4）计算机体系结构的不断发展。5．何谓脱机I/O和联机I/O 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O 方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6．试说明推劢分时系统形成和収展的主要劢力是什么
答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么应如何解决 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设臵多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配臵缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8．为什么要引入实时OS 答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS 是为了满足应用的需求，更好地满足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。 9．什么是硬实时任务和软实时任务试举例说明。 答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结果。举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内计算机操作系统第三版答案 2 / 47 容的更新、火车售票系统。10．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至
第5章死锁 1）选择题 （1）为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。但是，不适当的_C__ 也可能产生死锁。 A. 进程优先权 B. 资源的线性分配 C. 进程推进顺序 D. 分配队列优先权 （2）采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用_B___ 方法解除死锁。 A. 执行并行操作 B. 撤消进程 C. 拒绝分配新资源 D. 修改信号量 （3）发生死锁的必要条件有四个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这四个必要条件之一来实现，但破坏_A__ 条件是不太实际的。 A. 互斥 B. 不可抢占 C. 部分分配 D. 循环等待 （4）为多道程序提供的资源分配不当时，可能会出现死锁。除此之外，采用不适当的_ D _ 也可能产生死锁。 A. 进程调度算法 B. 进程优先级 C. 资源分配方法 D. 进程推进次序 （5）资源的有序分配策略可以破坏__D___ 条件。 A. 互斥使用资源 B. 占有且等待资源 C. 非抢夺资源 D. 循环等待资源 （6）在__C_ 的情况下，系统出现死锁。 A. 计算机系统发生了重大故障 B. 有多个封锁的进程同时存在 C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源 D. 资源数大大小于进程数或进程同时申请的资源数大大超过资源总数 （7）银行家算法在解决死锁问题中是用于_B__ 的。 A. 预防死锁 B. 避免死锁 C. 检测死锁 D. 解除死锁 （8）某系统中有3个并发进程，都需要同类资源4个，试问该系统不会发生死锁的最少资源数是_C__ 。 A. 12 B. 11 C. 10 D. 9 （9）死锁与安全状态的关系是_A__ 。 A. 死锁状态一定是不安全状态 B. 安全状态有可能成为死锁状态 C. 不安全状态就是死锁状态 D. 死锁状态有可能是安全状态
简答题---练习题 1．文件的物理结构有哪几种为什么说串联文件结构不适合于随机存取 2．在单处理机的请求分页系统中，在CPU上执行的进程A发生缺页中断时进入什么状态系统处理完缺页中断后到就绪队列中再次调度用户进程时，结果调度到的仍然是A 进程，有可能出现这种情况吗为什么 3．目录文件可以分为哪些种类说明它们各自的特点(包括优缺点)。 4．解释ＰＶ操作的含义及其信号量的物理意义。 5．在单处理机的分时系统中，在CPU上执行的进程A用完时间片后，系统进行切换，结果调度到的仍然是A进程。有可能出现上述情况吗为什么 6．常用的文件存储空间的管理方法有哪几种试述它们各自的优缺点。 7．分析死锁与阻塞的根本区别 8．进程的生存周期包括哪三个基本状态作业调度与进程调度的主要区别是什么 9．分析在生产者和消费者问题中，是否可以交换两个P和V操作的顺序，并说明原因。10．判断下列同步问题是否有错若有错则指出错误的原因,并改正（14分）： (1)设p1和P2两进程共用一缓冲区Buf,P1向Buf写信息,P2从Buf中读出信息, 算法描述如图1所示。 (2)设A1和A2为两并发进程,它们共享一临界资源,执行算法见图2. P1进程 P2进程 A1进程 A2进程 向Buf写信息 V(S) V(S1) V(S2) S的初值为0 S1,S2的初值为1
图 1 图 2 11.什么是操作系统的主要功能 12.批处理、分时和实时系统的特征 13.多道程序(multipropramming)和多重处理(multirocessing)有何区别 14.讨论操作系统可以从哪些角度出发，如何把它们统一起来 15.设计计算机操作系统与哪些硬件器件有关 16.终端处理程序应具有那些功能 17.系统调用与一般的过程调用有什么差别 18.命令解释程序的主要作用是什么 19.系统调用的执行过程分可分为哪几步 系统有什么特点 21.什么是进程间的互斥什么是进程间同步 22. 并发进进程所受的制约关系有哪两种引起制约的原因是什么 23.在生产者-消费者问题中，我们设置三个信号灯，一个用于互斥的信号灯mutex,起初值为1；另外两个信号灯是：full(初值为0，用以指示缓冲区内是否有物品)和empty （初值为n,表示可利用的缓冲区数目）。试写出此时的生产者-消费者问题的描述。24.作业调度的性能评价标准有哪些这些性能评价标准在任何情况下都能反映调度策略的优劣吗 25.请说明在生产者－消费者问题的描述中，P操作颠倒会产生死锁吗为什么 个进程共享m个同类资源，每一个资源在任意时刻只能供一个进程使用，每一进程对任意资源都只能使用一有限时间，使用完便立即释放。并且，每个进程对该类资源的最大需求量小于该类资源的数目。设所有进程对资源的最大需要数目之和小于p+m。试证：在该系统中不会发生死锁。 系统采用什么样的进程调度算法它的进程切换调度算法swtch的主要任务是什么 28.存储管理的主要功能是什么 29.段式管理可以实现虚存吗如果可以，简述实现方法。
自然辩证法和计算机语言发展 【摘要】本文以自然辩证的观点探讨了计算机语言的发展历程，运用自然辩证法的基本理论、基本方法，系统分析了计算机语言的发展历史、现状和未来。并对其的发展趋势和未来模式做了探索性研究和预测，同时以哲学的观点阐述其发展的因果关系，揭示其事物发展的共性问题；最后文章介绍了在计算机语言发展历程中做出杰出贡献的科学家，以其在计算机事业中的突出表现来折射出人类智慧的伟大，以其不平凡的一生来激励和指导我们在计算机语言的发展中向着正确的方向前进。 【关键字】自然辩证法计算机语言计算机技术编程语言因特网 面向对象正文一九九三年美国的克林顿政府提出了“信息高速公路”计划，从而在这十多年间在全球范围内引发了一场信息风暴，信息技术几乎触及了现代生活的方方面面，毫不夸张的说没有了信息技术，现代文明的生活将无从谈起；作为信息技术中最重要的部分，计算机技术无疑是其发展的核心问题，而我们知道计算机只是一台机器，它只能按照计算机语言编好的程序执行，那么正确认识计算机语言的过去和未来，就是关系到计算机发展的重中之重；以自然辩证法的观点认识和分析计算机语言的发展历程，将有助于更加全面地推动计算机技术的发展，有助于更加准确地掌握计算机语言发展趋势。一、科学认识大门的钥匙--当代自然辩证法自然辩证法，是马克思主义对于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学，是辩证唯物主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论。它主要研究自然界发展的总规律，人与自然相互作用的规律，科学技术发展的一般规律，科学技术研究的方法。马克思、恩格斯全面地、系统地概括了他们所处时代的科学技术成功，批判吸取了前人的合理成分，系统地论述了辩证唯物主义自然观、自然科学发展过程及其规律性，以及科学认识方法的辩证法，以恩格斯的光辉著作《自然辩证法》为标志，创立了自然辩证法继续发展的广阔道路。自然辩证法是马克思主义哲学的一个重要组成部分。在辩证唯物主义哲学体系中，自然辩证法与历史唯物论相并列。它集中研究自然界和科学技术的辩证法，是唯物主义在自然界和科学技术领域中的应用，它的原理和方法主要适用于自然领域和科学技术领域。学习和运用自然辩证法将有助于我们搞清科学和哲学的关系，从而更加清楚地认识科学的本质和发展规律，更加全面的观察思考问题，只有加深了认识，我们才能更好地发挥主观能动性，迎接新的科学技术的挑战。下面我将以自然辩证法的观点来分析计算机语言的发展历程。二、计算机语言的发展历程和发展趋势计算机语言的发展是一个不断演化的过程，其根本的推动力就是抽象机制更高的要求，以及对程序设计思想的更好的支持。具体的说，就是把机器能够理解的语言提升到也能够很好的模仿人类思考问题的形式。计算机语言的演化从最开始的机器语言到汇编语言到各种结构化高级语言，最后到支持面向对象技术的面向对象语言。1、计算机语言的发展历史：二十世纪四十年代当计算机刚刚问世的时候，程序员必须手动控制计算机。当时的计算机十分昂贵，唯一想到利用程序设计语言来解决问题的人是德国工程师楚泽(Konrad Zuse)。几十年后，计算机的价格大幅度下跌，而计算机程序也越来越复杂。也就是说，开发时间已经远比运行时间来得宝贵。于是，新的集成、可视的开发环境越来越流行。它们减少了所付出的时间、金钱（以及脑细胞）。只要轻敲几个键，一整段代码就可以使用了。这也得益于可以重用的程序代码库。随着C,PASCAL,FORTRAN,等结构化高级语言的诞生，使程序员可以离开机器层次，在更抽象的层次上表达意图。由此诞生的三种重要控制结构，以及一些基本数据类型都能够很好的开始让程序员以接近问题本质的方式去思考和描述问题。随着程序规模的不断扩大，在60年代末期出现了软件危机，在当时的程序设计模型中都无法克服错误随着代码的扩大而级数般的扩
第1章引论 一.单项选择题 1.操作系统是对（C ）进行管理的软件。 A. 软件 B. 硬件 C. 计算机资源 D. 应用程序 2. 如果分时操作系统的时间片一定，那么（B），则响应时间越长。 A. 用户数越少 B. 用户数越多 C. 内存越少 D. 内存越多 3. 操作系统是一种（B）。 A. 应用软件 B. 系统软件 C. 通用软件 D. 工具软件 4. 操作系统的（D）管理部分负责对进程进行调度。 A. 存储器 B. 设备 C. 文件 D. 处理机 5. （A）要保证系统有较高的吞吐能力。 A. 批处理系统 B. 分时系统 C. 网络操作系统 D. 分布式操作系统 6. 操作系统的基本类型主要有（C ） A. 批处理系统、分时系统和多任务系统 B. 单用户系统、多用户系统和批处理系统 C. 批处理操作系统、分时操作系统及实时操作系统 D. 实时系统、分时系统和多用户系统 7. 所谓（B ）是指将一个以上的作业放入内存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机和外围设备等其他资源。 A. 多重处理 B. 多道程序设计 C. 实时处理 D. 共同执行 8. 下面关于操作系统的叙述中正确的是（A ） A. 批处理作业必须具有作业控制信息 B. 分时系统不一定都具有人机交互能力 C. 从响应时间的角度看，实时系统与分时系统差不多 D. 由于采用了分时技术，用户可以独占计算机的资源 9. 分时操作系统通常采用（C ）策略为用户服务。 A. 时间片加权分配 B. 短作业优先 C. 时间片轮转 D. 可靠性和灵活性 10. 若把操作系统看作计算机资源的管理者，下列的（D ）不属于操作系统所管理的资源。 A. 磁盘 B. 内存 C. CPU D. 中断 11. 在下列的操作系统的各个功能组成部分中，（A ）不需要硬件支持。 A. 进程调度 B. 时钟管理 C. 地址映射 D. 中断系统 12. 在指令系统中只能由操作系统使用的指令称为（D ）。 A. 系统指令 B. 设备指令 C. 非特权指令 D. 特权指令 13. 下列说法中错误的是（D ） A. 操作系统是一种软件 B. 计算机是资源的集合体，包括软件资源和硬件资源 C. 计算机硬件是操作系统工作的实体，操作系统的运行离不开硬件的支持 D. 操作系统是独立于计算机系统的，它不属于计算机系统 14. 分时系统的及时性是相对（B ）而言。 A. 周转时间 B. 响应时间 C. 延迟时间 D. A、B和C
操作系统习题集 参考教材： 汤小丹等编著，计算机操作系统（第三版），西安电子科技大学出版社，2007年版； 何炎祥等编著，计算机操作系统，清华大学出版社，2005年版； 邹恒明著，计算机的心智操作系统之哲学原理，机械工业出版社，2009年4月。 第一章操作系统引论 1.1 选择题 1．下列哪一条是在操作系统设计中引入多道程序技术的好处？ A. 使并发执行成为可能 B. 简化操作系统的实现 C. 减少对内存容量的需求 D. 便于实施存储保护 2．Windows XP属于下列哪一类操作系统？ A. 单用户单任务 B. 单用户多任务 C. 多用户 D. 批处理 3．下列哪一条不是批处理系统的优点？D A. 吞吐量大 B. 资源利用率高 C. 系统开销小 D. 响应及时 4．能及时处理由过程控制反馈的数据并作出响应的操作系统是（） A、分时系统 B、网络系统 C、实时系统 D、批处理系统 5．UNIX系统是一个__________操作系统。 A、单用户 B、单用户多任务 C、多用户多任务 D、多用户单任务 6．在分时系统中，当用户数一定时，影响响应时间的主要因素是＿＿。 A、时间片 B、调度算法 C、存储分配方式 D、作业的大小 7．Windows NT属于哪一类操作系统？ A、单用户单任务 B、单用户多任务 C、单道批处理 D、多用户 8．多道程序设计技术是指：多道程序可同时进入A ，在A 的位置B ，为使多道进程并发执行必须为每个用户作业创建进程，批处理系统由C 创建，而分时系统由D 创建。 选择答案： （1）内存（2）系统（3）固定（4）不定（5）进程调度（6）中级调度 （7）作业调度（8）输入进程（9）系统调用（10）命令解释进程 1.2 填空题 1．在手工操作阶段，操作员在进行装卸卡片或磁带等手工操作时，CPU处于空闲等待，我们称这种现象为。 2．多道批处理系统的特征为。 3．批量处理系统的缺点为；。
自然辩证法与计算机信息技术 马振磊 （信息与电气工程学院，计算机应用技术专业，2015110189） 摘要：本文以自然辩证的观点探讨了计算机信息化的特点及历程，运用自然辩证法的基本原理、基本方法，从分析计算机信息技术的特点入手，对经济和社会的意义等几个方面论述了自然辩证法和计算机信息化之间的关系，最后结合我国的情况论述我国选择加快推进信息化战略的意义所在。并对其发展趋势和未来模式做了探索性和预测，同时以鲜明的观点阐述其发展的因果关系，揭示其事物发展的共性。 关键词：自然辩证法信息技术计算机 引言 信息化的概念起源于60年代的日本，首先是由一位日本学者提出来的，而后被译成英文传播到西方，西方社会普遍使用“信息社会”和“信息化”的概念是70年代后期才开始的。一九九三年美国的克林顿政府提出了“信息高速公路”计划，从而在这十多年间在全球范围内引发了一场信息风暴，信息技术几乎触及了现代生活的方方面面，毫不夸张的说没有了信息技术，现代文明的生活将无从谈起。信息技术主要是指利用电子计算机手段获取、传递、存储、处理、显示信息和分配信息的技术。 世界上诸多国家之所以纷纷提出自己的信息化战略，争先恐后地建设本国信息高速公路，不遗余力地发展和推广应用计算机信息技术，根本原因在于信息化可以对本国经济与社会的发展产生巨大的功效，可有助于提高国民的生活质量。信息技术离不开计算机，计算机是自然界的一个事物，它的计算过程是类似人脑的，计算机能不能思维，是不是会有意识，未来会是什么样子？这个问题就是哲学层次的问题。而自然科学的计算机科学与技术专业，主要研究就是在科学层次和技术层次，主要是在比如图灵机原理这些问题。可以看出，自然辩证法研究的问题比自然科学层次更高一些，研究一些比较宏观的问题；自然科学研究一些理论、比较精确的定理，以及设计实际的机器设备。但是，两者研究的问题显然有着紧密的联系，是一般和特殊的关系。计算机从本质上讲是人的思维规律和机器相结合的产物，那么对思维规律的研究和对机器的研究是不可分割的。
习题一 1.什么是操作系统？它的主要功能是什么？ 答：操作系统是用来管理计算机系统的软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，以方便用户使用的程序集合； 其主要功能有进程管理、存储器管理、设备管理和文件管理功能。 2.什么是多道程序设计技术？多道程序设计技术的主要特点是什么？ 答：多道程序设计技术是把多个程序同时放入内存，使它们共享系统中的资源； 特点：（1）多道，即计算机内存中同时存放多道相互独立的程序； （2）宏观上并行，是指同时进入系统的多道程序都处于运行过程中； （3）微观上串行，是指在单处理机环境下，内存中的多道程序轮流占有CPU，交替执行。 3.批处理系统是怎样的一种操作系统？它的特点是什么？ 答：批处理操作系统是一种基本的操作系统类型。在该系统中，用户的作业（包括程序、数据及程序的处理步骤）被成批的输入到计算机中，然后在操作系统的控制下，用户的作业自动地执行； 特点是：资源利用率高、系统吞吐量大、平均周转时间长、无交互能力。4.什么是分时系统？什么是实时系统？试从交互性、及时性、独立性、多路性 和可靠性几个方面比较分时系统和实时系统。 答：分时系统：一个计算机和许多终端设备连接，每个用户可以通过终端向计算机发出指令，请求完成某项工作，在这样的系统中，用户感觉不到其他用户的存在，好像独占计算机一样。 实时系统：对外部输入的信息，实时系统能够在规定的时间内处理完毕并作出反应。 比较：（1）交互性：实时系统具有交互性，但人与系统的交互，仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。它不像分时系统那样向终端用户提供数据处理、资源共享等服务。实时系统的交互性要求系统具有连续人机对话的能力，也就是说，在交互的过程中要对用户得输入有一定的记忆和进一步的推断的能力。 （2）及时性：实时系统对及时性没的要求与分时系统类似，都以人们能够接受的等待时间来确定。而及时系统则对及时性要求更高。 （3）独立性：实时系统与分时系统一样具有独立性。每个终端用户提出请求时，是彼此独立的工作、互不干扰。 （4）多路性：实时系统与分时一样具有多路性。操作系统按分时原则为多个终端用户提供服务，而对于实时系统，其多路性主要表现在经常对多路的现场信息进行采集以及对多个对象或多个执行机构进行控制。 （5）可靠性：分时系统虽然也要求可靠性，但相比之下，实时系统则要求系统高度可靠。 5.实时系统分为哪两种类型？ 答：实时控制系统、实时信息处理系统。 6.操作系统的主要特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性、不确定性。 7.操作系统与用户的接口有几种？他们各自用在什么场合？ 答：有两种：命令接口、程序接口；
第一章 1．操作系统的目标是什么？ 答：方便性，有效性，可扩充性，开放性。 2．什么是计算机操作系统。 答：是计算机系统中的一个系统软件，能有效地组织和管理计算机系统中的硬件和软件资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务功能，使得用户能够合理、方便、有效地使用计算机，使整个计算机系统能高效运行的一组程序模块的集合。 3．操作系统的三种基本类型是什么。 答：批处理操作系统，分时系统，实时系统 4．试说明多道批处理操作系统的优缺点。 答：优点是资源利用率高，系统吞吐量大。 缺点是平均周转时间长，无交互能力。 5．试叙述多道程序设计的基本概念。 答：在多道批处理系统中，用户所提交的作业首先存放在外存上并排成一个队列，成为“后备队列”；然后，按一定的作业调度算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源。 6.简述分时系统的工作原理和特征。 答：（1）分时系统采用时间片轮转法，将CPU的访问时间平均分给每个用户，使每个用户都可以访问到中央计算机资源。 （2）分时系统的特性：多路性，独立性，及时性，交互性。 7．操作系统的五大管理功能是什么？ 答： 处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、用户接口 8．操作系统的四个基本特征。 答：操作系统的四个基本特征分别是： （1）并发性：在多道程序环境下，并发性是指宏观上在一段时间内有多道程序在同时运行。但在单处理机系统中，每一时刻仅能执行一道程序，故微观上这些程序是在交替执行的。 （2）共享性：共享是指系统中的资源可供内存中多个并发执行的进程共同使用。根据资源属性不同分为互斥共享方式和同时访问方式。 （3）虚拟性：在操作系统中的所谓“虚拟”是指通过某种技术把一个物理实体变成若干个逻辑上的对应物。 （4）异步性：在多道程序环境下，允许多个进程并发执行，但由于资源等因素的限制，通常，进程执行并非“一气呵成”，而是以“走走停停”的方式运行。 第三章
用自然辩证法看待人工智能 上传于2016.11.25 自然辩证法深刻地揭示了人与自然的关系，同时也为自然科学的研究与工程技术的发展提供了哲学指导。随着当代科学技术的不断进步，人类在人工智能技术上已经迈开了第一步。而人工智能不仅仅牵涉到了科学技术，在哲学的范畴也引发了人们的大量思考，人们对人工智能的前景也抱有期待与担忧的矛盾心态。近几十年来，各种各样涉及到人工智能的电影便是人们对这类问题哲学思考的剪影。 自然辩证法把人与自然的关系归纳成了三种：人为自然界绘制图景的关系；认识关系，即科学；改造关系，即技术。从唯物主义观点来看，人类本身便是自然的产物。人类，包括人类的大脑，更包括大脑产生的意识，都是自然的产物并且是自然的一部分。人类认识世界并改造世界，发挥主观能动性，来使世界更容易地满足自身的物质文化等需要。 人工智能正是人类认识、改造自然的具体体现之一。人类认识了自然规律并对其加以利用，在冯·诺依曼的计算机体系框架下，大力发展了电子信息技术，并使得人类进入了信息时代，大大方便了人类的生活。然而目前的计算机技术仍然不能满足人类的需求，受到了计算机智能的局限，很多的工作依然需要人工完成。目前发展人工智能，主要是从三个角度来入手：在冯·诺依曼体系下优化算法，运用量子计算机，模拟大脑的结构原理来搭建新的计算机体系。在冯·诺依曼体系下对算法进行优化，例如使用神经网络算法进行深度学习，是现在
已经得到日常应用的技术。量子计算目前还属于尖端科技，人类有望在数年内建造出第一台量子计算机。而基于脑科学的计算机体系目前来看遥遥无期，因为脑科学的研究举步维艰，人类仍然没有弄清楚大脑的工作原理。在本人看来，当前主要应用的冯·诺依曼体系的计算机在未来仍然会展示其在智能方面的局限性，而量子计算机和基于大脑的计算机比较有可能突破人工智能的技术瓶颈。 人工智能之所以能够在哲学上引起人们大范围的讨论，还是因为人们对其前景有着不同的看法。人类认识并改造世界的目的，是为了得到一个更加有利于自身生存的世界，可是人类改造世界的结果却并不一定能实现人类的预期，甚至于有可能会压缩人类的生存环境。在人工智能的领域，人们期许人工智能可以完成更多的工作，使人类的生活更加舒适、便捷。但令人担忧的是，高度发展的人工智能有可能会置人类于危险境地。关于人工智能的哲学讨论，其核心就是意识——高度发达的人工智能是否会产生意识。 人类是自然界的产物，是自然的一部分，可人类却不是自然的奴隶。人类认识并改造世界，为自己创造美好生活。类似的，具有意识的人工智能也是自然的产物，是人类的产物，却也不是人类的奴隶。当具有意识的人工智能希望通过认识自然并改造自然、认识人类并改造人类来为其自身创造更加有利的生存环境，人类自然就处于危险之中了。也就是说，在自然辩证法中人与自然的关系，是可以推广到具有意识的人工智能与自然（人类）的关系。正是因为这些关系存在着不确定性，哲学对人工智能发展的指导意义就更加突出了，可以预见的是，
简答题 1．什么是进程？进程和程序有什么区别与联系？ 进程是程序的一次执行过程，它由程序段、数据段和进程控制块（PCB）三个部分构成。 进程是一个动态的概念，从建立到消亡，有自己的生命周期；而程序是计算机指令的集合，是一个静态的概念，只要用户或系统不主动删除，它会一直存在于计算机中。 在多道程序环境下，程序的执行已经失去了它原有的封闭型和可再现性，程序必须以进程为载体才能并发执行。一个程序能对应多个进程，即一个程序可（同时或不同时）依托多个进程被执行。 附加：为什么要建立线程？线程和进程有什么区别和联系？（见何炎祥教材P51页2.4节）为了减轻程序在并发执行时的时空开销。 2.在进程的整个生命周期中，可能要经历哪几种状态？简述引起各种状态变迁的典型原因。参考解答：在一个进程的生命周期中至少要经历三种不同的状态：就绪状态态、执行状态和阻塞（等待）状态。此即为“三状态模型”。 在三状态模型中，三种状态之间可能的变迁与变迁原因为： 就绪状态->执行状态：排在就绪队列中的进程当获得处理机的时候，会由就绪态变为执行态； 执行状态->就绪状态： （1）当采用时间片轮转进行处理机调度的时候，一个正在执行的进程执行完一个时间片，则被迫放弃处理机，由执行态变为就绪态，同时调度程序将处理机被分派给下一个就绪队列里的进程； （2）若采用可剥夺的优先级高者优先的调度方法，当一个进程正处于执行状态的时候，一个更高优先级的进程到来，会使得当前正执行的进程被迫放弃处理机，变为就绪
态，同时调度程序将刚到达的高优先级进程调度到处理机上执行； （3）采用多级反馈队列调度，当有更高优先级的进程到来时，正在执行的进程会放弃处理机，回到本队列的末尾排队，状态也由执行态转为就绪态；等等。 执行状态->阻塞状态： （1）一个正在处理机上执行的进程，由于需要I/O操作，放弃处理机，把自己阻塞起来，等待I/O操作的完成； （2）一个正在处理机上执行的进程，由于执行了P操作而等待，也会把自己置为等待（阻塞）状态； 阻塞状态->就绪状态： （1）当一个进程等待的I/O操作完成的时候，该进程会被唤醒，由阻塞状态变为就绪状态； （2）一个由于执行了P（或wait）操作被阻塞的进程，当其它进程释放了它等待的资源（如执行了V（或signal）操作），则该进程被唤醒，由阻塞态变为就绪态；等等。 在三状态模型的基础上增加“创建状态”和“消失状态”，就变为五状态模型；在此基础上再增加“就绪挂起”和“阻塞挂起”两个状态，就成为七状态模型。 3. 什么是临界资源？什么是临界区？举一个临界资源的例子。 在一段时间内只能由一个进程独占的资源叫临界资源，其它进程若也想使用该资源，只有等该资源释放了才能使用。 而使用临界资源的那段代码（或程序）就叫做临界区。 临界资源可以是硬件资源，也可以是软件资源。如打印机、共享变量等都是临界资源的例子。 4.若某资源为临界资源，则
自然辩证法在计算机科学技术中的应用 摘要:随着计算机科学与技术的发展,计算机已广泛应用于国防、教育、娱乐、金融、管理等各个领域,极大地改变了人们的生产和生活方式,推动了社会的快速发展。而19世纪马克思和恩格斯创立的自然辩证法,是人类自然观、自然科学方法论和科学技术观发展中的划时代变革。本文主要阐述了计算机科学技术中体现的自然辨证法思想以及辩证法在计算机科学技术中所起的指导作用。 关键词:自然辩证法;计算机科学技术;科学理论 引言 学习自然辩证法是时代发展的需要。当前人类社会已经进入信息技术化、经济全球化的时代,科学技术与社会的关系更加紧密。在这种情况下,我们要促进科学技术的发展,并通过它来推动社会经济的发展与社会同步,就必须深入研究科技发展的内在规律,就必须将科学技术置于社会大系统中,因而对自然辩证法在实际问题应用的研究具有特别突出的现实意义。 1 自然辩证法 自然辩证法,是马克思主义对于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然改造自然的一般方法的科学,是辩证唯物主义的自然观、科学技术观、科学技术方法论。它主要研究自然界发展的总规律,人与自然相互作用的规律,科学技术发展的一般规律,科学技术研究的方法。 马克思、恩格斯全面地、系统地概括了他们所处时代的科学技术成功,批判吸取了前人的合理成分,系统地论述了辩证唯物主义自然观、自然科学发展过程及其规律性,以及科学认识方法的辩证法,以恩格斯的光辉著作《自然辩证法》为标志[1],创立了自然辩证法继续发展的广阔道路。自然辩证法是马克思主义哲学的一个重要组成部分。在辩证唯物主义哲学体系中,自然辩证法与历史唯物论相并列。它
集中研究自然界和科学技术的辩证法,是唯物主义在自然界和科学技术领域中的应用.它的原理和方法主要适用于自然领域和科学技术钡域。学习和运用自然辩证法将有助于我们搞清科学和哲学的关系,从而更加清楚地认识科学的本质和发展规律,更加全面地观察思考问题。只有加深了认识,我们才能更好地发挥主观能动性,迎接新的科学技术的挑战。 在科学技术观方面,马克思和恩格斯深刻的揭示了科技自身发展的内在逻辑, 并且把科技的发展作为一种社会现象来考察。社会的需求,特别是经济的、生产的需求推动科技的发展;科技的发展又推动了社会历史的前进。从而,辩证唯物主义和历史唯物主义贯穿于对科技的认识之中。 2 计算机科学技术的介绍 21世纪计算机科学技术使人类的生活方式发生了根本变化,工作、学习、生 活各方面无不体现出计算机科学技术的重要作用。工作中各企业事业单位因为计算机科学技术的引入,使生产效率、生产成本、生产效益都得到了质的飞跃。学习过程中由于计算机科学技术的出现,使现代化的教学模式走进教学课堂,因而计算机多媒体技术得到广泛使用,而计算机网络的应用使各种信息资源得到共享与交流,从而提高了教学效果,促进了育人的培养,成就了国家急需的复合型现代化人才。生活中,计算机科技带给我们的不仅仅是休闲、娱乐、通过网络平台,我们可以了解到更多自己想知道的信息,同时提供了一个新的人际沟通方式。计算机科学技术经存在与我们工作、学习、生活中不可或缺的助手,其重要性也不言而喻了。 随着当代科学技术的发展,不同学科之间的相互渗透、交叉和综合已成为当今科技发展的一个重要趋势。许多科学上的重大发现和重大社会问题的解决,常常涉及不同学科的相互交叉和渗透。就计算机科学而言,在20世纪最后的30年间,取得了大量里程碑式的科学业绩, 得到了惊人的发展。从被认为仅是一门编程的技术,扩展到包含系统结构、软件理论、应用技术、信息安全等的一门独立学科,并于电子工程、物理、数学、生
第二章 1. 什么是前趋图？为什么要引入前趋图？ 答：前趋图(Precedence Graph)是一个有向无循环图，记为DAG(Directed Acyclic Graph)，用于描述进程之间执行的前后关系。 2. 画出下面四条语句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a – b； S4=w：=c+1; 答：其前趋图为： 3. 什么程序并发执行会产生间断性特征？ 答：程序在并发执行时，由于它们共享系统资源，为完成同一项任务需要相互合作，致使这些并发执行的进程之间，形成了相互制约关系，从而使得进程在执行期间出现间断性。4．程序并发执行时为什么会失去封闭性和可再现性？ 答：程序并发执行时，多个程序共享系统中的各种资源，因而这些资源的状态由多个程序改变，致使程序运行失去了封闭性，也会导致其失去可再现性。 5．在操作系统中为什么要引入进程概念？它会产生什么样的影响? 答：为了使程序在多道程序环境下能并发执行，并对并发执行的程序加以控制和描述，在操作系统中引入了进程概念。 影响: 使程序的并发执行得以实行。 6．试从动态性，并发性和独立性上比较进程和程序? 答：(1)动态性是进程最基本的特性，表现为由创建而产生，由调度而执行，因得不到资源而暂停执行，由撤销而消亡。进程有一定的生命期，而程序只是一组有序的指令集合，是静态实体。 (2)并发性是进程的重要特征，同时也是OS 的重要特征。引入进程的目的正是为了使 其程序能和其它进程的程序并发执行，而程序是不能并发执行的。 (3)独立性是指进程实体是一个能独立运行的基本单位，也是系统中独立获得资源和独 立调度的基本单位。对于未建立任何进程的程序，不能作为独立单位参加运行。 7．试说明PCB 的作用，为什么说PCB 是进程存在的惟一标志？ 答：PCB 是进程实体的一部分，是操作系统中最重要的记录型数据结构。作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序，成为一个能独立运行的基本单位，成为能与其它进程并发执行的进程。OS是根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理的。 8．试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源 （2）执行状态→就绪状态：时间片用完 （3）执行状态→阻塞状态：I/O请求 （4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成 9．为什么要引入挂起状态？该状态有哪些性质？ 答：引入挂起状态处于五种不同的需要: 终端用户需要，父进程需要，操作系统需要，对换北京石油化工学院信息工程学院计算机系5/48 《计算机操作系统》习题参考答案余有明与计07和计G09的同学们编著 5/48 需要和负荷调节需要。处于挂起状态的进程不能接收处理机调度。
第一章答案 1.操作系统负责管理计算机系统的（③），其中包括处理机、内存、外围 设备和文件。 ①、程序；②、文件；③、资源；④、进程 2.（③）操作系统允许在一台主机上同时连接多台终端，多个用户可 以通过各自的终端同时交互的使用计算机。 ①、网络；②、分布式；③、分时；④、实时 3.操作系统的四大功能是处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理 4.批处理系统主要解决吞吐量问题，分时系统主要解决 交互性问题。（华中理工大2001） 5.操作系统的基本特征是并发、共享、虚拟、异步。 6.如果操作系统具有交互性强、可供多个用户同时使用及响应较及时的特 点，则属于分时类型，如果操作系统可靠，响应及时但仅有简单的交互能力则属于实时类型，如果操作系统在用户提交作业后，不提供交互能力，它所追求的是计算机资源的高利用率，大吞吐量和作业流程的自动化，则属于批处理类型。 7.用户和操作系统之间的接口主要分为 命令接口、图形接口、程序接口。 8.多道程序（multiprogramming）和多重处理(multiprocessing)有何区别答：多道程序是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正的同时执行多个作业；而多重处理系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。 9.设计操作系统与哪些硬件器件有关 答：计算机操作系统的重要功能之一是对硬件资源的管理，因此设计计算机操作系统时应考虑下述计算机硬件资源： ①CPU与指令的长度及执行方式； ②内存、缓存和高速缓存等存储装置；
③各类寄存器，包括各种通用寄存器、控制寄存器和状态寄存器等； ④中断机构； ⑤外部设备与I/O控制装置； ⑥内部总线与外部总线； ⑦对硬件进行操作的指令集。 10.多用户系统于网络操作系统有什么区别 答：网络操作系统的工作，用户必须知道网址，而多用户操作系统是面向用户的，可以不必知道计算机的详细确切地址，多用户技术的关键是在用户之间有保密安全措施，网络操作系统强调的是客户机和服务器之间的通信。以单机多用户系统为例，说明它与网络操作系统的比较。 11.分时系统和实时系统有何不同 答： 系统设计目标不同。分时系统于与实时系统中的信息处理系统相似，都能为多个用户服务，系统按分时原则为多个终端用户服务； 而实时系统则表现为经常对多路现场信息进行采集，以及对多个对象或多个执行机构进行控制。因此，分时系统的目标是提供一种通用性强的系统，而实时系统大多具有某种特殊用途，是一种专用系统。 响应时间要求不同。分时系统与实时信息处理系统对象应时间的要求都是以人所能接受的等待时间来确定的。而实时控制系统的响应时间是以控制对象所能接受的时延来确定的，实时性要求更强。 交互性强弱不同。分时系统主要用于运行终端用户程序，因此具有较强
1.OS的主要功能 操作系统的基本功能：处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理（文件系统管理）、用户接口。 2.OS有哪三种类型？各有什么特点？ 操作系统一般可分为三种基本类型，即批处理系统、分时系统和实时系统。 批处理操作系统的特点是：多道和成批处理。 分时系统具有多路性、交互性、“独占”性和及时性的特征。 实时系统特点：及时响应和高可靠性 3.OS的基本特征是什么？ 并发性、共享性、虚拟技术、异步性 4.OS一般为用户提供了哪三种接口？各有什么特点？ 1.联机命令接口 提供一组命令供用户直接或间接操作。根据作业的方式不同，命令接口又分为联 机命令接口和脱机命令接口。 2.程序接口 程序接口由一组系统调用命令组成，提供一组系统调用命令供用户程序使用。 3.图形界面接口 通过图标窗口菜单对话框及其他元素,和文字组合,在桌面上形成一个直观易懂使用方便的计算机操作环境. 5.OS主要有那些类型的体系结构？ 单体结构、层次结构、微内核结构与客户机-服务器模型、虚拟机结构 6.多道程序设计的主要特点是什么？ 多道程序设计技术是指在内存同时放若干道程序，使它们在系统中并发执行，共享系 统中的各种资源。当一道程序暂停执行时，CPU立即转去执行另一道程序。 [特点]：多道、宏观上并行（不同的作业分别在CPU和外设上执行）、微观上串行（在单CPU上交叉运行）。 7.OS在计算机系统中处于什么地位？ 操作系统在计算机系统中占有特殊重要的位置，所有其他软件都建立在操作系统基础上，并得到其支持和服务；操作系统是支撑各种应用软件的平添。用户利用操作系统提供的命令和服务操纵和使用计算机。可见，操作系统实际上是一个计算机系统硬件、软件资源的总指挥部。操作系统的性能决定了计算机系统的安全性和可靠性。 8.解释一下术语：进程、进程控制块、进程映像、线程、进程的互斥和同步、临界区和临 界资源、竞争条件、原语、信号量、管程、死锁、饥饿 进程：进程是程序在一个数据集合上的运行过程，是系统进行资源分配和调度的一个独立的基本单位。 进程控制块(Procedure Control Block)：使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序