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大学计算机基础思考题第一章计算机与信息社会1. 计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？● 第一代电子计算机——电子管● 第二代电子计算机——晶体管电路● 第三代电子计算机——集成电路● 第四代电子计算机——大规模集成电路2. 按综合性能指标，计算机一般分为哪几类？1 高性能计算机2 微型计算机（个人计算机）3 工作站4 服务器5 嵌入式计算机3. 信息与数据的区别是什么？数据是信息的载体。
信息有意义，而数据没有。
但当数据以某种形式经过处理、描述或与其他数据比较时，便赋予了意义。
第二章计算机系统1. 简述计算机执行指令的过程。
1）取指令2）分析指令3）执行指令4）一条指令执行完成，程序计数器加1，然后回到1）。
2. 存储器的容量单位有哪些？若内存的大小为512MB，则它有多少个字节？单位：B KB MB GB TB 512MB＝512×1024×1024 B3. 指令和程序有什么区别？指令是能被计算机识别并执行的一串二进制代码，它规定了计算机能完成的某一种操作。
程序是由一系列指令组成的。
4. 简述机器语言、汇编语言、高级语言各自的特点。
（1）机器语言是由二进制代码0和1按一定规则组成的、能被机器直接理解和执行的指令集合。
（2）汇编语言是使用一些反应指令功能的助记符代替机器语言的符号语言（3）高级语言是一种接近于自然语言和数学公式的程序设计语言。
5．计算机的硬件系统由哪几部分构成？主机主要包括了哪些部件？硬件系统由主机和外部设备组成，主机主要包括中央处理器（CPU）和内存，外部设备包括输入设备、输出设备和外存。
6．衡量CPU性能的主要技术指标有哪些？（1）CPU字长，CPU内部各寄存器之间一次能够传递的数据位，即在单位时间内能一次处理的二进制的位数。
（2）位宽，CPU通过外部总线与外部设备之间一次能够传递的数据位。
（3）x位CPU，通常用CPU的字长和位宽来称呼CPU（4）CPU外频，即CPU总线频率，是由主板为CPU提供的基准时钟频率（5）CPU主频，也叫工作频率，是CPU内核电路的实际运行频率。
参考答案第1章1. 思考题（1）C语言。
（2）UNIX系统的特点有以下几点：（1）多任务；（2）多用户；（3）并行处理能力；（4）设备无关性；（5）工具；（6）错误处理；（7）强大的网络功能；（8）开放性。
（3）Linux是一个功能强大的操作系统，同时它是一个自由软件，是免费的、源代码开放的，可以自由使用的类UNIX产品。
其创始人是Linus。
（4）Linux操作系统的诞生、发展和成长过程始终依赖着的重要支柱有以下几点：（1）UNIX操作系统；（2）MINIX操作系统；（3）GNU计划；（4）POSIX标准；（5）Internet 网络。
（5）Linux系统的特点有以下几点：1）自由软件；2）良好的兼容性；3）良好的界面；4）丰富的网络功能；5）支持多种平台。
（6）常见的Linux的发行版本有以下几种：1）Red Hat Linux；2）Caldera OpenLinux；3）SuSE Linux；4）TurboLinux；5）红旗Linux；6）中软Linux。
（7）略。
2. 单项选择（1）-（5）：BCCBA第2章1. 思考题（1）Linux系统有哪些运行级别？其含义为何？答：Linux/Unix有7个运行级或运行状态，定义如下（参见/etc/inittab），具体级别与含义如下：0：关闭系统；1：单用户模式；2：多用户使用模式，但没有NFS功能；3：完全多用户模式；4：没有使用，用户可自定义；5：完全多用户模式，且支持X-Windows（默认运行级）；6：重新启动。
（2）Linux系统下经常使用的两种桌面环境是什么？答：GNOME他KDE（3）什么是X-Window系统？它有什么特点？答：图形界面（X-Window）就是在Linux操作系统中提供图形化用户界面（GUI），支持的视窗系统，也被称为X。
X-Window的工作方式跟Microsoft Windows有着本质的不同。
MS Windows的图形用户界面（GUI）与操作系统本身紧密结合，成为操作系统的一部分；而X-Window并不是操作系统的一部分，它实际上只是在Linux操作系统上面运行的一个应用程序，可以不启动。
操作系统思考题（附答案）操作系统思考题〈本练习仅供熟悉期末考试题型⽤〉⼀、单项选择题(本⼤题共20 ⼩题，每⼩题1 分，共20 分) 。
在每⼩题列出的四个选项中只有⼀个选项是符合题⽬要求的，请将正确选项的字母填在题⼲中的括号内。
1. ()不是基本的操作系统。
A 、批处理操作系统C 、实时操作系统B 、分时操作系统D 、⽹络操作系统2. ()不是分时系统的基本特征:A 、同时性C 、实时性B 、独⽴性D 、交互性3. 处理器执⾏的指令被分成两类，其中有⼀类称为特权指令，它只允许( )使⽤。
A 、操作员B 、联机⽤户C 、操作系统D 、⽬标程序4 . 当⽤户程序执⾏访管指令时，中断装置将使中央处理器( ) ⼯作。
A 、维持在⽬态B 、从⽬态转换到管态C 、维持在管态D 、从管态转换到⽬态5. 进程所请求的⼀次打印输出结束后，将使进程状态从( )A 、运⾏态变为就绪态B 、运⾏态变为等待态C 、就绪态变为运⾏态D 、等待态变为就绪态6. 采⽤动态重定位⽅式装⼊的作业，在执⾏中允许( )将其移动。
A 、⽤户有条件地B 、⽤户⽆条件地7 . 分页式存储管理中，地址转换⼯作是由( )完成的。
A 、硬件B 、地址转换程序C、⽤户程序 D 、装⼊程序8 . 如果允许不同⽤户的⽂件可以具有相同的⽂件名，通常采⽤( )来保证按名存取的安全。
A 、重名翻译机构B 、建⽴索引表C、建⽴指针 D 、多级⾃录结构9 . 对记录式⽂件，操作系统为⽤户存取⽂件信息的最⼩单位是( )。
A 、字符B 、数据项C 、记录D 、⽂件10. 为了提⾼设备分配的灵活性，⽤户申请设备时应指定( )号。
A 、设备类相对B 、设备类绝对C、相对 D 、绝对11.通常把通道程序的执⾏情况记录在( )中。
A 、PSWB 、PCBC 、CAWD 、CSW12. 作业调度是从输⼊井中处于( )状态的作业中选取作业调⼊主存运⾏。
A 、运⾏B 、收容C、输⼊ D 、就绪13. ⼀作业进⼊内存后，则所属该作业的进程初始时处于( )状态。
第4章存储管理“练习与思考”解答1．基本概念和术语逻辑地址、物理地址、逻辑地址空间、内存空间、重定位、静态重定位、动态重定位、碎片、碎片紧缩、虚拟存储器、快表、页面抖动用户程序经编译之后的每个目标模块都以0为基地址顺序编址，这种地址称为相对地址或逻辑地址。
内存中各物理存储单元的地址是从统一的基地址开始顺序编址的，这种地址称为绝对地址或物理地址。
由程序中逻辑地址组成的地址范围叫做逻辑地址空间，或简称为地址空间。
由内存中一系列存储单元所限定的地址范围称作内存空间，也称物理空间或绝对空间。
程序和数据装入内存时，需对目标程序中的地址进行修改。
这种把逻辑地址转变为内存物理地址的过程称作重定位。
静态重定位是在目标程序装入内存时，由装入程序对目标程序中的指令和数据的地址进行修改，即把程序的逻辑地址都改成实际的内存地址。
动态重定位是在程序执行期间，每次访问内存之前进行重定位。
这种变换是靠硬件地址转换机构实现的。
内存中这种容量太小、无法被利用的小分区称作“碎片”或“零头”。
为解决碎片问题，移动某些已分配区的内容，使所有进程的分区紧挨在一起，而把空闲区留在另一端。
这种技术称为紧缩（或叫拼凑）。
虚拟存储器是用户能作为可编址内存对待的虚拟存储空间，它使用户逻辑存储器与物理存储器分离，是操作系统给用户提供的一个比真实内存空间大得多的地址空间。
为了解决在内存中放置页表带来存取速度下降的矛盾，可以使用专用的、高速小容量的联想存储器，也称作快表。
若采用的置换算法不合适，可能出现这样的现象：刚被换出的页，很快又被访问，为把它调入而换出另一页，之后又访问刚被换出的页，……如此频繁地更换页面，以致系统的大部分时间花费在页面的调度和传输上。
此时，系统好像很忙，但实际效率却很低。
这种现象称为“抖动”。
2．基本原理和技术（1）存储器一般分为哪些层次？各有何特性？存储器一般分为寄存器、高速缓存、内存、磁盘和磁带。
CPU内部寄存器，其速度与CPU一样快，但它的成本高，容量小。
1、何谓之与时间有关的错误？举例说明之。
并发进程执行时一定会产生与时间有关的错误吗？为什么。
与时间有关的错误是指两个程序都以各自的速度交叉着运行，同时访问共享信息导致的错误。
比如程序A对共享变量p执行+1操作后，休眠一秒输出变量p,程序B对共享变量p执行减1操作后，休眠一秒输出变量p。
导致的结果就会和想象中的不相同。
并发程序不一定都导致时间相关的错误，我们可以对共享变量加锁来解决这个问题2、什么是临界区，什么是相关临界区，对相关临界区的使用规则？系统中某些资源一次只允许一个进程使用，则这类资源被称为临界资源，而在进程中访问临界资源的程序被称为临界区。
多个进程涉及到同一个临界资源的临界区被称为相关临界区。
使用规则：（1）只能选择一个进程进入临界区，其他进程必须等待。
（2）不能强迫一个进程无限的等待进入他的临界区（3）任何一个进程在进入临界区后都要在有限的时间内退出临界区。
3、若使用P、V操作管理某一组相关临界区，其信号量S的值在【-1，1】之间变化，当S=-1,s=0,S=1时，他们各自的物理含义是什么？当S=-1，临界区已满，且有一个进程正在等待当S=0，临界区已满当S=1, 临界区为空4、两个并发执行的进程A和B的程序如下：进程A：While(true){N = N+5;};进程B：While(true){打印N的值；N = 0；};其中，N为整数，初值为4，若进程A先执行3次循环后，进程A 和进程B又并发执行了一个循环，请写出可能出现的打印值。
答：可能出现的打印值：19，0，24。
因为N初值为4，若进程A先执行了三个循环，此时N的值为19。
当进程A和进程B并发执行时可能会有如下两种执行次序，即进程A先执行一次循环，然后再进程B执行一次循环，此时打印的是正确值24，执行后N中的值为0。
但若进程B先执行一次循环，然后再进程A执行一次循环，则打印的值是19，执行后N中的值是0。
这是错误的，即发生了与时间有关的错误。
第一章Linux系统简介一、思考题1.UNIX的大部分代码是用一种流行的程序设计语言编写的，该语言是什么？C语言2.UNIX系统的特点有哪些？·多任务·多用户·并行处理能力·设备无关性·工具·错误处理·强大的网络功能·开放性3.什么是Linux？其创始人是谁？Linux是一个功能强大的操作系统，同时它也是一个自由软件，是免费的、源代码开放的、可以自由使用的UNIX兼容产品。
其创始人是Linus4.Linux操作系统的诞生、发展和成长过程始终依赖者的重要支柱都有哪些？·UNIX操作系统·MINIX操作系统·GNU计划·POSIX标准·Internet5.简述Linux系统的特点。
·自由软件·良好的兼容性·多用户、多任务·良好的界面·丰富的网络功能·可靠地安全性、稳定性·支持多种平台6.常见的Linux的发行版本有哪些？·Red Hat Linux·Caldera OpenLinux·SuSE Linux·TurboLinux·红旗Linux·中软Linux二、选择题1.Linux最初是以MINIX操作系统为模板而开发出来的。
2.关于Linux内核版本的说法，下列选项中错误的是（C）。
A．表示为主版本号.次版本号.修正号B．1.2.3表示稳定的发行版C．1.3.3表示稳定的发行版D．2.2.5表示对内核2.2的第5次修正（补充：次版本号为偶数的是稳定版本；为奇数的则是测试版本。
）3.Linux属于自由软件。
4.自由软件的含义是软件可以自由修改和发布。
5.一下不具有多任务性的操作系统是DOS第二章Linux系统入门一、思考题1.Linux系统有哪些运行级别？其含义是什么？可用级别为0~6，其中0：关闭系统；6：重新启动，其他略。
习题一2.计算机系统的资源可分成哪几类？试举例说明。
答：软件和硬件。
软件包括系统软件和应用软件；硬件CPU、内存条、外部I/O设备，以及系统总线。
3.什么是操作系统？计算机系统配置操作系统的主要目标是什么？答：操作系统是管理系统资源、控制程序执行、发送人机界面、提供各种服务，并合理组织计算机工作流程和为用户方便而有效地使用计算机提供良好运行环境的最基本的系统软件。
A.方便用户使用；B.扩充机器功能；C.管理各类资源；D.提高系统效率；E.构筑开放环境。
4.操作系统如何实现计算与操作过程的自动化？答：大致可以把操作系统分为以下几类：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。
其中批处理操作系统能按照用户预先规定好的步骤控制作业的执行，实现计算机操作的自动化。
又可分为批处理单道系统和批处理多道系统。
单道系统每次只有一个作业装入计算机系统的主存储器运行，多个作业可自动、顺序地被装入运行。
批处理多道系统则允许多个作业同时装入主存储器，中央处理器轮流地执行各个作业，各个作业可以同时使用各自所需的外围设备，这样可以充分利用计算机系统的资源，缩短作业时间，提高系统吞吐率。
5.操作系统要为用户提供哪些基本的和共性的服务？答：操作系统为用户提供的基本和共性服务有：1）创建程序和执行程序。
2）数据I/O和信息存取。
3）通信服务。
4）差错检测和处理。
为了保证自身高效率、高质量地工作，使得多个应用程序能够有效地共享系统资源，提高系统效率，操作系统还具备其他一些功能：资源分配、统计、保护等。
6.试述操作系统所提供的各种用户接口。
答：操作系统通过程序接口和操作接口将其服务和功能提供给用户。
程序接口由一组系统调用组成，在应用程序中使用“系统调用”可获得操作系统的低层服务，访问或使用系统管理的各种软硬件资源，是操作系统对外提供服务和功能的手段；操作接口由一组命令和（或）作业控制语言组成，是操作系统为用户提供的组织和控制作业执行的手段。
P152第四章作业5. 运行时动态链接方式，是装入时链接方式的一种改进，将对某些模块的链接推迟到程序执行时才进行。
亦即，在执行过程中，当发现一个被调用模块尚未装入内存时，立即由 OS 去找到该模块，并将之装入内存，将其链接到调用者模块上。
优点：凡是在执行过程中未被用到的目标模块，都不会被调入内存和被链接到装入模块上，这样不仅能加快程序的装入过程，而且可节省大量的内存空间。
7.程序在运行过程中经常要在内存中移动位置，为了保证这些被移动了的程序还能正常执行，必须对程序和数据的地址加以修改，即重定位。
引入重定位的目的就是为了满足程序的这种需要。
要在不影响指令执行速度的同时实现地址变换，必须有硬件地址变换机构的支持，即须在系统中增设一个重定位寄存器，用它来存放程序在内存中的起始地址。
程序在执行时，真正访问的内存地址是相对地址与重定位寄存器中的地址相加而形成的。
13.在多道环境下，一方面，在内存中的某些进程由于某事件尚未发生而被阻塞，但它却占用了大量的内存空间，甚至有时可能出现在内存中所有进程都被阻塞而迫使 CPU 停止下来等待的情况；另一方面，却又有着许多作业在外存上等待，因无内存而不能进入内存运行的情况。
显然这对系统资源是一种严重的浪费，且使系统吞吐量下降。
为了解决这一问题，在操作系统中引入了对换(也称交换)技术。
可以将整个进程换入、换出，也可以将进程的一部分(页、段)换入、换出。
前者主要用于缓解目前系统中内存的不足，后者主要用于实现虚拟存储。
15.系统应具备三方面功能：对换空间管理，进程换出，进程换入。
24.在段页式系统中，为了便于实现地址变换，须配置一个段表寄存器，其中存放段表始址和段长TL。
进行地址变换时，首先利用段号 S，将它与段长TL 进行比较。
若 STL，表示未越界，利用段表始址和段号来求出该段所对应的段表项在段表中的位置，从中得到该段的页表始址，并利用逻辑地址中的段内页号 P 来获得对应页的页表项位置，从中读出该页所在的物理块号 b，再利用块号 b 和页内地址来构成物理地址。
第四章相平衡思考题1. 纯氮气和空气算一个相吗？【解】纯氮气和空气各算一个相。
2. 当两个相的温度相同但压力不同时，两个相能达到平衡吗？如果两相的压力相同而温度不同，两相能达到平衡吗？【解】一般而言，当系统达到热力学平衡时，系统将同时满足热平衡、力平衡、相平衡和化学平衡。
具体到相平衡，其条件是各物质在两相中的化学势相同。
影响化学势的因素有温度和压力，达到相平衡时一般温度和压力亦相等。
如果温度相同，而压力不等同样有达到相平衡的可能，如渗透系统；同样地，在压力相同而温度不同的情况下，也应该有达到相平衡的可能性。
3. 在抽空的真空容器中，有一定量的NH4HS（s），加热后NH4HS（s）分解，试说明组分数和自由度。
【解】分解反应为NH4HS（s）→ NH3（g）+ H2S（g），组分数K = 3 - 1 – 1 = 1，自由度f = 1 - 2 + 2 = 1。
4. 恒温恒压下，某葡萄糖和氯化钠同时溶于水中，用一张只允许水通过的半透膜将此溶液与纯水分开。
当系统达到平衡后，系统的自由度为多少？【解】f** = 3 - 2 + 1 = 2。
5. 说明物系点和相点的区别，什么时候物系点和相点是统一的？【解】物系点表示系统的组成，而相点表示系统相的组成。
当系统是单相的时候，两者是重合的。
6. 图4-2中，当系统处于临界点C 时，自由度是多少？【解】自由度等于零。
7. 如用二氧化碳超临界流体作萃取剂，最低的工作压力是多少？能在室温下进行此操作吗？【解】二氧化碳的临界参数是t c = 31.26℃、p c = 7.2 MPa，因此最低压力是7.2 MPa。
因为t c = 31.26℃十分接近典型的室温值25℃，因此CO2超临界流体萃取可以在近室温下操作。
8. 在一高压容器中有足够量的水，向容器中充入氮气压力到10 MPa，这时还能用Clausius-Clapeyron 方程计算水的沸点吗？【解】当压力达到10 MPa 时，而水的临界压力为 22.129 MPa，几乎接近一半，此时水的体积不能忽略，水蒸气也不能视为理想气体，所以不能用Clausius-Clapeyron 方程计算水的沸点。
1.这些系统直接把程序载入内存，并且从word0（魔数）开始执行。
为了避免将header作为代码执行，魔数是一条branch指令，其目标地址正好在header之上。
按这种方法，就可能把二进制文件直接读取到新的进程地址空间，并且从0开始运行。
5.rename 调用不会改变文件的创建时间和最后的修改时间，但是创建一个新的文件，其创建时间和最后的修改时间都会改为当前的系统时间。
另外，如果磁盘满，复制可能会失败。
10.由于这些被浪费的空间在分配单元(文件)之间，而不是在它们内部，因此，这是外部碎片。
这类似于交换系统或者纯分段系统中出现的外部碎片。
11.传输前的延迟是9ms,传输速率是2^23Bytes/s,文件大小是2^13Bytes,故从内存读取或写回磁盘的时间都是9+2^13/2^23=9.977ms,总共复制一个文件需要9.977*2=19.954ms。
为了压缩8G磁盘，也就是2^20个文件，每个需要19.954ms,总共就需要20,923 秒。
因此，在每个文件删除后都压缩磁盘不是一个好办法。
12.因为在系统删除的所有文件都会以碎片的形式存在磁盘中，当碎片到达一定量磁盘就不能再装文件了，必须进行外部清理，所以紧缩磁盘会释放更多的存储空间，但在每个文件删除后都压缩磁盘不是一个好办法。
15.由于1024KB = 2^20B, 所以可以容纳的磁盘地址个数是2^20/4 = 2^18个磁盘地址,间接块可以保存2^18个磁盘地址。
与 10 个直接的磁盘地址一道，最大文件有 262154 块。
由于每块为 1 MB，最大的文件是262154 MB。
19.每个磁盘地址需要D位，且有F个空闲块，故需要空闲表为DF位，采用位图法则需要B位，当DF<B时，空闲表采用的空间少于位图，当D=16时，得F/B<1/D=6.25%,即空闲空间的百分比少于6.25%.20.a)1111 1111 1111 0000b)1000 0001 1111 0000c)1111 1111 1111 1100d)1111 1110 0000 110027.平均时间T = 1*h + 40*(1-h)=-39h+40ms28.1500rpm（每分钟1500转），60s/1500=0.004s=4ms,即每转需要4ms,平均旋转延迟为2ms;读取一个k个字节的块所需要的时间T是平均寻道时间，平均旋转延迟和传送时间之和。
