第1章 操作系统概论
一、填空题
1、 操作系统作为支撑计算机系统有序运行的（ ），为有效地管理计算机系统的（ ），合理地组织计算机系统的（ ），为用户使用计算机系统提供（ ）、（ ）、（ ）工作环境起到了不可替代的重要作用。
2、 操作系统实际上为用户提供了两种不同级别的操作接口，一是（ ），另一个是（ ）。
3、 影响分时操作系统运行效率的因素包括（ ）、（ ）以及（ ）。
4、 实时操作系统能够（ ）和（ ），并在规定的时间内将处理结果（ ）。
5、 操作系统的"一体式"结构优点是（ ），缺点是（ ）。
二、简答题
1、 操作系统的定义是什么？
参考答案：计算机操作系统是与计算机硬件紧密相关的一层系统软件，由一整套分层次的控制程序（模块）组成，统一管理计算机系统的所有资源，包括处理器、存储器、输入输出设备以及其它系统软件、应用程序和数据文件等。操作系统合理地组织计算机系统工作流程，有效地利用计算机系统资源为用户提供一个功能强大、界面良好、使用方便的工作环境，让用户无需了解硬件细节，而是直接利用逻辑命令就能灵活方便地使用计算机。操作系统为计算机软硬件功能的进一步扩展提供了一个支撑平台。
2、 操作系统与计算机软硬件有什么关系？
参考答案：硬件是计算机系统资源的基础，包括可摸可见的各种计算机设备和相关部件；操作系统是与硬件紧密结合的一层系统软件，为其它系统软件、应用软件和用户提供与硬件的接口，操作系统屏蔽了使用硬件的细节，担当起统一管理硬件资源的角色。
3、 为了方便用户，操作系统采用了哪三项技术？
参考答案：操作系统具备了程序并发、资源共享和独立随机可访问三大特征。
程序的并发：在操作系统中，我们把一个功能上独立的程序的一次执行称为一个进程，每一个进程都需要占用一部分系统资源，包括占用处理器时间、内存、输入输出设备等。若某一段时间内同时有两个或两个以上进程在运行，则称为"程序的并发"。
资源共享：资源的共享是指计算机的软硬件资源为多个拥有授权的用户或程序所共用，以提高这些资源的利用率。
独立随机可访问：在多任务环境下执行的每一个进程在逻辑上具有独立性和随机性。如果有充分的资源保障，每一个进程都会独立的完成并且其执行速度与其它进程无关，进程执行的起始和结束时间也是独立的并且是随机发生的。这种独立和随机性形成了对操作系统的客观要求，即必须具备同时处理多个随机并发进程的能力，操作系统的系统管理程序要保证对资源的访问的独立性和随机性。
4、 操作系统的功能是什么？
（1） 处理机管理：处理机管理是操作系统最主要任务之一，其主要功能是对中央处理机的使用进行调度分配，最大限度地提高它的处理能力。操作系统通过对进程的管理实现对处理机的管理，包括进程创建、进程执行、进程通信、进程撤销、进程等待和进程优先级控制等。
（2） 存储管理：存储管理指对内存及其扩展空间的管理。由于内存资源的紧缺性，存储管理的目标是为程序设计者提供方便、安全和足够的存储空间。存储管理的主要功能包括：
①为每一个进程分配内存并保护每一个获得内存空间的进程不被其他进程破坏；
②将分配给各个进程的逻辑地址空间正确地映射为相应的物理地址空间；
③利用虚拟内存管理实现扩大内存空间的效果；
④进程完成或撤销时及时回收分配出去的内存，以供其它进程使用。
存储管理的主要方法有：
①分区式存储管理；
②页式存储管理；
③段式与段页式存储管理。
（3） 设备管理：设备管理指对计算机外围设备的管理。通常设备管理技术包括中断、输入输出缓存、通道技术和设备的虚拟化等技术。设备管理的主要任务可以归纳为：
①按照用户的要求和设备的类型控制设备工作、完成用户的输入输出操作；
②当多个进程同时请求某一独享设备时，按照一定的策略对设备进行分配和管理，以保证系统有条不紊的工作；
③充分利用系统的通道和中断功能等来提高设备的使用效率。
（4） 文件管理：大量的程序、文档、数据以文件形式保存在外存中。文件管理系统是操作系统中专门负责存取和管理外存中文件的那部分软件的集合。
（5） 作业管理：作业是用户所提供的一个完整计算任务，包括运行应用程序所需要的数据以及控制应用程序执行的指令集合。。作业控制的两种方式是：批处理和交互式终端控制。
第2章 操作系统的基本原理
一、单项选择题
1、 以下只能用于输出的设备是（ ）。
A. CON B. PRN C. NUL D. 软驱
2、 用户可用的内存容量是指（ ）。
A. ROM的容量 B. RAM的容量 C. RAM+ROM的容量 D.CD-ROM的容量
3、 编译程序属于（ ）。
A. 系统软件 B. 操作系统 C. 应用软件 D.数据库管理软件
4、 存储器的读写速度排列顺序正确的是（ ）。
A. RAM>Cache>硬盘>软盘 B. Cache>RAM>硬盘>软盘
C. Cache>硬盘>RAM>软盘 D. RAM>硬盘>软盘>Cache
5、 微机的内存按照（ ）编址。
A. 字节 B. 字长 C. 微处理器型号不同而不同 D. 位
6、 I/O接口在（ ）之间。
A. 主机和总线 B. 主机和I/O设备 C. 总线和I/O设备 D.CPU和内存
7、 操作系统的主要功能是（ ）。
A. 实现软硬件互换 B. 管理系统的软硬件资源
C. 转换源程序为目标程序 D. 数据处理
8、 （ ）是一条指令中执行功能的部分。
A. 源地址码 B. 操作码 C. 目标地址码 D.数据码
9、 计算机能直接执行的程序是（ ）。
A. 源程序 B. 汇编程序 C. 目标程序 D. 机器语言程序
参考答案：
（1）B（2）B（3）A（4）B（5）A（6）C（7）B（8）B（9）D
二、简答题
1、 什么是进程？进程的特性有哪些？进程和程序的主要区别是什么？
参考答案：（1）、进程是指一个可并发执行的程序（或程序段）在给定的工作空间和数据集合上的一次执行过程。它是操作系统进行资源分配和调度的一个独立或基本单位。
（2）、进程是动态的，它由操作系统创建并独立地执行，在执行过程中可能因某个条件不足而被暂时"阻塞"，当条件满足时又被"唤醒"并继续执行，直到任务完成而"撤销"。因此，进程有生命期，并在不同的状态之间动态地转换。
（3）、进程的并发特征是指一个进程能和其它进程并行执行，但各进程在逻辑上又相对独立，同时各进程的执行速度是不可预知的、异步的。因此，系统必须为进程提供同步机构，以确保进程能协调操作和共享资源。
（4）、一个进程至少要对应一个或多个程序。不同的进程可以调用同一个程序，但该程序必须在不同的数据集合上执行。
（5）、程序和进程的关系在于：程序是指令的有序集合，是静态的。程序的执行过程才是进程。
2、 进程调度有哪些策略？
参考答案：在进程的整个生命周期内，存在着"就绪-执行-阻塞"三个基本状态。
1）、就绪状态（Ready）：
若某个进程除了CPU资源之外，已经得到了其他全部所需资源，则称该进程处于就绪状态，此时需要等待其它进程释放CPU。如有多个进程都在等待CPU，则将这些进程排队，一旦 CPU空闲，由进程调度程序按一定策略从队列中选取一进程获得CPU使用权，转入执行状态。
2）、执行状态（Running）：
获得CPU的进程，执行其程序段，直到出现下列情况之一时，才停止执行。
① 分配给该进程使用CPU的时间片已到，则该进程由执行状态转就绪状态，等待下一次时间片调度。
② 正在执行的进程由于某种原因，如等待输入/输出完成，而暂时无法执行下去，该进程从执行状态转到阻塞状态。
③ 该进程已全部执行完毕，撤销该进程转到完成。
3）、阻塞状态（Blocked）：
若执行状态下的某进程需要等待某事件的发生，比如，申请内存缓冲空间或某输入输出设备的使用，但此时系统资源不足或被其它进程占用，于是进程选择放弃CPU转入阻塞状态。此时进程暂停运行，等待阻塞原因排除后，即等待的事件发生后再"唤醒"该进程，转就绪状态，排队等待被执行。
3、 什么是虚拟存储技术？
参考答案：虚拟存储从逻辑存储空间角度看，程序的大小不定，经过编译连接后的目标程序地址多是从零地址开始的一维连续或二维段页式地址。这是一种虚拟地址或逻辑地址，它们都不是程序运行时的真正物理地址。我们把程序逻辑地址的全体所对应的存储器称为虚拟存储器，简称虚存。虚存地址空间大小有可能会超过实际物理内存空间。
4、 什么是地址变换与重定位？
参考答案：程序设计者在编程时只需要考虑逻辑地址空间，而不需要考虑程序在内存中的实际位置。程序调入内存执行时操作系统必须将逻辑地址空间转换为内存实际物理地址空间，这一转换过程称为地址转换或重定位。地址转换要将程序中所有逻辑地址，包括指令地址、操作数地址、转移去向地址等逐个转换成内存实际物理地址（从相对于零地址开始编址）。地址映射是由操作系统自动实现的，对用户来说是"透明"的。
5、 什么是高速缓存器(Cache)？其作用是什么？
参考答案：高速缓存指的是CPU寄存器和主存储器之间所增设的一个小容量高速存储器，该存储器采用与CPU相同类型的半导体集成电路技术制造，其速度接近甚至达到CPU寄存器。按照某种调度算法预先把即将被CPU执行的一段程序动态地从内存调入高速缓存器中，可以辅助提高CPU访问内存的速度，这个小容量高速存储器称为高速缓存器。
6、 什么是内存的连续分区存储？连续分区有哪几种方式？
参考答案：连续分区是指为一个进程分配连续的内存空间。它又分为单一连续和分区式两种。分区式存储又分为固定分区、可变分区和可重定位分区。
7、 文件一般按照什么分类？简要说明各种分类特点。
参考答案：按照文件的用途分成系统文件、库文件和用户文件。系统文件组成系统软件，是操作系统正常运行所必需的文件。库文件是操作系统提供给用户调用的各种标准或非标准的子程序和应用程序包文件，一般允许用户对其进行动态或静态链接，实现读取和执行，但不允许修改。用户文件是由用户创建的源程序、目标程序和数据或数据库等组成的文件，用户文件又可分为源文件、可执行的目标文件及数据文件等。
按文件的保护级别来分有只读文件、可读写文件和自由文件。只读文件只允许授权用户进行读操作而不允许进行写操作。可读写文件允许授权用户对其进行读或写操作。自由文件则允许所有用户对其操作，所以又称为不保护文件。
按文件性质来分有普通文件、特殊文件和目录文件。普通文件是指系统规定的普通格式的文件，大多数文件都是普通文件，它们记录系统的信息和数据。特殊文件是指以文件名称来表示系统的输入输出设备的一种文件，在UNIX系统中，通过对特殊文件的操作实现对输入输出设备的操作。在MS-DOS系统中，标准外设也有自己的特殊名称。目录文件是一种记录文件系统结构的文件，用于更好地管理普通文件和目录。
除上述分法外，还有许多其它分类方法。这些分类的目的都是为了更好地管理文件。
8、 与顺序空间分配相比较，链式空间分配有何优缺点？
参考答案：顺序空间分配：又称为连续空间分配，它是让一个文件占据完整且连续的一部分物理空间中若干个物理数据块。该方式的优点是便于文件的读写，实现简单，速度快，文件目录项只需包含文件起始地址和长度。缺点是文件长度的动态增加需要移动大量数据，反复删改后文件之间易产生磁盘空间碎片。
链式空间分配：逻辑文件的记录依次存放在外存中不连续的的物理块内。链式空间分配的优点是可以充分使用空闲物理块，减少了磁盘空间碎片，文件的扩展只受到磁盘空间大小的限制。其缺点是要寻找某个物理块必须从头导起，并且需要频繁地在不连续的物理块中移动磁头来读取数据。
9、 文件目录的作用是什么?文件目录表项应包括哪些内容？
参考答案：文件目录的作用类似于一本书的章节目录，用于记录文件，但功能更强大。一个计算机中的文件成百上千，为了便于对大量的文件进行有序管理，引入目录的概念。
一个文件目录包括若干个目录项，每个目录项表征一个文件。不同存储结构的文件，其目录项的内容也不尽相同。在MS-DOS中，文件目录项包含文件名、FCB、物理存储地址等，在UNIX中，一个文件目录项包括文件名和指向记录该文件信息的数据结构指针，文件属性和物理地址等就保存在此数据结构中。
10、 处理器管理的主要任务是什么？
参考答案：处理器管理的主要任务就是对使用中央处理器的进程进行高效、合理地调度，解决多任务环境下如何把中央处理器的工作时间按照既定的调度算法分配给各个执行进程的问题，进而提高其使用效率。操作系统通过处理器管理机制来协调进程之间对处理器资源的共享。
11、 简述页式存储和页式虚拟存储技术的原理。
参考答案：页式存储基本原理是预先把内存物理空间分成大小相等的存储"块"，比如每块为1k字节，并编上号码，同时把要运行程序的逻辑地址空间分成与"块"大小相同的"页"，也编上号码。
当把程序调入内存时，恰好把程序的某一"页"装入内存某一"块"，而且可以见缝插针地将若干连续的页装入分散的不连续的块中。由于页和块大小相等，所以除了最后一页可能小于块之外，其余都很合适，这样每一个内存碎片的大小不会超过一"块"的大小。
页式虚拟存储就是把内存和外存作为一个整体连续起来划分成块。在一个进程运行前，不必将其所有页装入内存，而只需先装入当前要运行的若干页。
在运行过程中。一旦发现所需要的程序页不在内存时，便请求系统分配存储块，然后将所需页从外存调入，并在页表中登录新调入的页号与对应的块号。这一调度过程在操作系统控制下自动实现的，用户无须干预。
12、 什么是覆盖技术？什么是交换技术？
参考答案：所谓覆盖技术，就是使一个程序的若干个数据段或程序段按照时间先后占用内存空间的某一部分。
交换技术（swapping）是另外一种扩展内存空间的技术。当多个程序并发执行时，将暂时不需要的程序送到外存中，剩余空间用来装载新的需要即将投入运行的程序。
13、 计算机的主机与外设之间有哪几种数据输入输出方式？
参考答案：共四种方式：程序查询方式；中断控制方式；直接存储器存取方式；通道处理方式。
14、 设备管理中的缓冲区技术作用是什么？
参考答案：由于外设速度远低于CPU，同时若外设频繁的中断CPU的运行会降低CPU的工作效率。为此，在设备管理中引入缓冲（buffer）技术。缓冲技术是在信息收发双方之间设置一个缓冲区。设一个缓冲区由n个存储单元组成，发送装置以较慢的速度向缓冲区存入数据，当存满n个单元后由较快速的接收装置很快地取走数据。这样，双方按各自的速度交替地利用缓冲区交换信息，从而缓解了不同设备之间速度不匹配的情况。
15、 什么是假脱机技术？
参考答案：假脱机技术是利用磁盘作为后援存储器，在其上各开辟两个缓冲区，称为输入缓冲区（输入井）和输出缓冲区（输出井），将需要输入或输出的信息先送到相应的输入或输出井暂时保存，待相应的设备资源准备好之后再从"井中取"信息。这样无论哪一个设备资源紧张都可以得到暂时的缓解，从而把独享的输入/输出设备改造为共享的同类虚拟设备。CPU仅和外存上的输入井和输出井交换信息，提高了系统的工作效率。
16、 文件目录有几种结构？
参考答案：有三种结构：单级目录结构；二级目录结构；多级目录结构。
17、 常见文件系统的种类有哪些？各自特点是什么？
参考答案：文件分配表（FAT：File Allocation Table）支持FAT12、FAT16、FAT32的多种向下兼容的文件系统。
NTFS是配合Windows NT而推出的文件系统。当系统出现故障后，NTFS具备较强的可恢复性和安全性。为了确保数据不因掉电或灾难性故障受损，NTFS对关键数据采用了冗余存储和容错性支持。
ext2是Linux操作系统使用的文件系统。
高性能文件系统是IBM OS/2操作系统支持的文件系统。
网络文件系统是支持网络操作的文件系统，允许通过网络实现文件共享。
此外，还有多种其它文件系统。
18、 文件存取控制表如何起到保护文件的作用？
参考答案：文件存取控制表用于防止未授权用户对文件的操作。存取控制的实现方案有存取控制矩阵、存取控制表、用户权限表、口令等。
存取控制矩阵采用二维表的方式，表中每一行代表一个文件，每一列代表系统中的一个授权用户，行列交叉处表示某用户对某文件的存取权限。权限包括只读、读写、更改等多种组合。存取控制矩阵方式存在明显的缺陷，当文件或用户很多时，存取控制矩阵矩阵变得非常庞大，效率很低。
存取控制表克服了存取控制矩阵缺陷，每个文件有一张存取控制表（通常是文件属性表中的"保护"域），记录该文件的存取控制信息。通常将用户分组，不同的组分别有不同权限。当某用户存取某个文件时，由系统存取控制验证模块验证该用户的权限，再与"保护"域比较，符合要求就允许存取，否则拒绝存取。
第3章 计算机网络基础
一、填空题
1、 计算机网络定义是把地理上分散的（ ），用通信设备和线路连接起来，按照（ ）进行数据通信，以实现（ ）的大系统。
2、 分析网络的发展和演变过程，大体可分四个阶段，即具有通信功能的（ ）和（ ）系统、计算机-计算机系统、（ ）。
3、 计算机网络在逻辑上可以划分为（ ）和（ ）两个子网。
4、 按照网络覆盖范围分有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。
5、 按照网络拓扑结构来分，计算机网络的基本拓扑有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和（ ）五种。
6、 网络体系结构是指计算机之间相互通信的（ ），（ ）的集合，包含了硬件与软件的组织与设计所必须遵守的规定。由于网络环境相当复杂，体系结构常常采用（ ）的分层方法。
7、 协议的三个要素是（ ）、（ ）和（ ）。
8、 计算机网络互连参考模型的低四层主要完成（ ），高三层实现了（ ）的功能。
9、 TCP/IP协议族的中文名称是（ ）和（ ）。
参考答案：
1. 多台独立工作的计算机，网络协议，资源共享。
2. 单终端、多终端、网络-网络系统。
3. 资源子网、通信子网。
4. WAN、LAN、MAN、Internet。
5. 星型网、树型网、分布式网、环型网、总线型。
6. 层次，各层次以及层次之间接口，模块化。
7. 语法、语义、定时规则。
8. 通信，数据的处理。
9. 传输控制协议、互连协议。
二、简答题
1、 画出计算机网络的一般组成。
参考答案：
2、 物理层的具体功能是什么？
参考答案：与通信媒介直接相连，其功能是提供用于建立、保持和断开物理接口的条件，以保证比特流的透明传输。
3、 简述计算机网络可以分为哪些类。
参考答案：（1）、按照运营方式分有公用网和专用网。
（2）、按照网络覆盖范围分有广域网(WAN)、局域网(LAN)、城域网(MAN：Metropolitan Area Network)和互连网（Internet）。
（3）、按照网络的拓扑结构来分，有星型网、树型网、分布式网、环型网、总线型和复合型六种。
（4）、按传输技术分有广播网和点一点网。
（5）、按照互联网分，有Internet、Intranet和Extranet。
（6）、按照传输速率的高低分，有窄带和宽带之分。
4、 简述什么是协议。
参考答案：协议为了使众多不同计算机和终端互连起来以共享资源，就需要找到为解决这些众多不同功能、配置以及不同使用方式的设备间互连而需要约定的一组一致性的原则，使通信的双方能遵从这组原则来完成信息的控制、管理和转换，这组原则就叫做协议（Protocol）。一般的，协议应包含语法、语义和定时规则三个要素，它们表述了通信的双方应"怎样讲"、"讲什么"和"讲话的顺序"这样三个内容。
第4章 数据通信基础
一、填空题
1、 按照传输媒介区分，通信系统有（ ）和（ ）之分；按照所传输的信号有（ ）、（ ）和（ ）之分。
2、 数据通信具有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）和（ ）的特点。
3、 一个典型的数据通信系统由（ ）、（ ）和（ ）组成。
4、 衡量一个数据通信系统的质量指标是（ ）和（ ）。
5、 数据信号可以用模拟方式传输，这种传输叫做（ ）和（ ）；若用数字方式传输时也有两种方法，分别为（ ）和（ ）。
6、 光纤的波长可以分为三大类：多模通信所用的（ ）波段、单模或多模通信应用的（ ）波段和单模通信所应用的（ ）波段。
7、 将每一个用户和一个固定时隙相对应的复用方式叫做（ ）。
8、 常用的检纠错码有（ ）、（ ）和（ ）等。
9、 电路交换具有（ ）、（ ）和拆链三个过程。
参考答案：
1、 有线通信，无线通信，模拟通信，数字通信，数据通信。
2、 机与机之间的通信，要求有高的准确性和可靠性，要求接续和传输响应时间快，通信持续时间差异较大，具有灵活的接口能力。
3、 DTE，DCE，信道。
4、 有效性，可靠性。
5、 频带传输，宽带传输；基带传输，数字数据传输。
6、 0.8～0.9μm短波、1.25～1.35μm长波、1.53～1.58μm长波。
7、 固定时分复用
8、 奇偶检验码，水平垂直检验码，CRC
9、 建链，数传。
二、单项选择题
1、 码元速率的单位是波特，它是指（ ）。
A、每秒传送的字节数 B、每秒传输的比特
C、每秒传送的周期数 D、每秒钟可能发生的信号变化的次数
2、 全双工通信支持下列（ ）数据流。
A、单一方向 B、多个方向
C、两个方向且同时 D、两个方向，非同时
3、 在传输介质上一次传输一位的传输方式是（ ）。
A、串行传输 B、单工传输
C、异步传输 D、并行传输
参考答案：D、C、A
三、简答题
1、 数据通信有哪些特点？
参考答案：
与传统的电报和电话通信相比，数据通信有如下特点：
1）数据通信实现的是机与机之间的通信。
2）数据传输的准确性和可靠性要求高。
3）传输速率高，要求接续和传输响应时间快。
4）通信持续时间差异较大。
5）数据通信具有灵活的接口能力。
2、 什么叫传信率？什么叫码元速率？说明两者的不同与关系。
参考答案：
传信率是数字系统中每秒所传送的码元数。
码元速率又称为波特率，每秒信号的变化次数。
传信率与码元速率之间满足下列公式：
Rb=RB log2M
其中Rb为传信率，RB为码元速率，M为)进制。
若数字传输系统所传输的数字序列恰为二进制序列，则传信率Rb就等于码元速率，而在多电平中则不等同。
3、 设在125ps内传输128个二进制码元，计算信息传输速率为多少？若该信息在5s内有3个码元产生误码，试问其误码率为多少？
参考答案：
传输速率＝128/125*10-12=1.024*1012bps
误码率＝3/(1.024*1012*5)=0.59*10-12
4、 光纤有什么特点？
参考答案：
①传输频带宽，速率高。
②传输损耗低，传输距离远。
③抗雷电和电磁的干扰性好。
④保密性好，不易被窃听或截获数据。
⑤传输的误码率很低，可靠性高。
⑥体积小、重量轻。
⑦光纤的缺点是接续困难，光接口还比较昂贵。
5、 某一数字信号的码元速率为4800Baud，试问当采用四进制或二进制传输时，其信息传输速率各为多少？
参考答案：
当采用四进制传输时
信息传输速率=4800*log24=4800*2=9600bps
当采用二进制传输时
信息传输速率=4800*log22=4800*1=4800bps
6、 为什么在传输中会产生差错？差错控制方法有哪些？
参考答案：
在数据通信系统中产生传输差错的主要原因是由于信道引起的。差错可以被分为两大类，一类是由信道中存在的随机噪声(白噪声)引起的随机性差错，特点是单个码元出现差错，码元间互不影响；一类是信道中的脉冲干扰、信号衰落和瞬时中断等因素造成的突发性差错，这类差错会致使成批的码元出现突发性错误，而且前后码元的差错具有一定的相关性。
差错控制方法有检错反馈重发方式；前向纠错方式；混合纠错方式。
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