2025年秋江苏开放大学计算机科学导论060212第三次形考作业答案

试题列表

单选题

1

【程序设计语言】——程序设计语言中用来组织语句生成一个程序的规则称为( )。

A

语法

B

汇编

C

编译

D

解释

学生答案:A

2

【网络与安全】——在IP地址方案中,159.226.181.1是一个( )。

A

B类地址

B

C类地址

C

D类地址

D

A类地址

学生答案:A

3

【程序设计基础】——假设一个顺序表中第一个数据元素在主存中的存储单元地址是100,每个元素占用2个存储单元,则第5个元素所在存储单元的地址是(    )。

A

112

B

108

C

110

D

120

学生答案:B

4

【信息系统】——数据库系统与文件系统的主要区别在于( )。

A

数据整体化

B

数据独立化

C

数据结构化

D

数据文件化

学生答案:C

5

【软件工程】——软件开发方法是指( )。

A

软件开发的思想

B

软件开发的技术

C

软件开发的步骤

D

指导软件开发的一系列规则

学生答案:D

6

【操作系统】——有一个128MB的应用程序,要在64MB的物理内存中运行,要求操作系统具有的功能是( )。

A

进程管理

B

虚拟存储

C

磁盘管理

D

内存保护

学生答案:B

7

【程序设计基础】——队列的特点是( )。

A

先进先出

B

快速查找

C

二分查找

D

先进后出

学生答案:A

8

【信息系统】——位于用户与操作系统之间的数据管理软件是(    )。

A

编译系统

B

数据库系统

C

数据库管理系统

D

翻译系统

学生答案:C

9

【信息系统】———个图书管理数据库有这样的描述:一个图书馆有多本图书,一个学生可以借阅多本图书;而一本图书只能借给一个学生看。那么,学生与图书之间的联系属于( )。

A

31-Dec-1899

B

无关联

C

1:m

D

m:n

学生答案:D

10

【程序设计语言】——在高级语言中,源程序的基本单位是( )。

A

标号

B

数字

C

语句

D

字母

学生答案:C

单选题

11

【程序设计基础】——可以测试一种条件的结构是( )

A

顺序

B

以上都不是

C

判断

D

循环

学生答案:C

12

【软件工程】——软件工程过程是指( )。

A

软件生存周期内的所有活动

B

软件生存周期内的一系列有序活动集

C

软件生存周期内的所有任务

D

软件工程的一组活动

学生答案:B

13

【操作系统】——以下运行在核心态的软件是( )。

A

应用程序

B

编译器

C

浏览器

D

操作系统

学生答案:D

14

【信息系统】——设计E-R图是数据库设计过程中( )阶段的任务。

A

概念设计

B

需求分析

C

物理设计

D

逻辑设计

学生答案:A

单选题

15

【网络与安全】——按照TCP/IP协议,接入Internet的每一台计算机都有一个唯一的地址标识,这个地址标识为( )。

A

IP地址

B

主机地址

C

端口地址

D

网络地址

学生答案:A

16

【程序设计语言】——面向对象程序设计方法的最根本的出发点是( )。

A

把自然界的一个事物视为一个“对象”

B

尽可能按照人类认识客观世界的方法和思维方式来解决问题

C

使用面向对象的语言进行软件开发

D

数据应该和操作它的程序封装在一起

学生答案:B

17

【操作系统】——以下不可能发生的进程状态转换是(    )

A

阻塞态到运行态

B

运行态到阻塞态

C

运行态到就绪态

D

就绪态到运行态

学生答案:A

综合题

1

软件工程部分

1

关于软件工程的定义

软件工程是建立在这样的基础之上,即利用合理的工程方法和原则来获得在真实机器上工作的可靠软件。这个定义出自1969年第一届国际软件工程会议,恰巧是第一台计算机诞生30年之际。

问题:用不同AI工具找到两个以上不同的定义。说明哪一个比较通俗易懂?

学生答案:

通义千问给出的答案是:

软件工程是应用系统化、规范化的方法和技术,设计、开发、测试、维护和管理软件系统的过程。其目标是高效、可靠地交付满足用户需求的高质量软件,并确保软件在质量、性能、可维护性等方面达到预期标准。
DeepSeek给出的答案是:

软件工程的定义是:研究和应用系统化、工程化的方法和工具,开发、运行和维护高质量、可靠、高效的软件系统的一门学科。

经过对比,通义的答案更全面,DeepSeek的答案更简洁。

2

软件生命周期

软件生命周期是软件工程中的一个基础概念。软件和其他的产品一样,周期性地重复着一些阶段。

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问题:用不同AI工具找到关于软件生命周期的两个以上不同的定义。说明哪一个比较全面?

学生答案:

通义千问给出的答案是:

软件生命周期是指软件从概念形成、需求分析、设计、实现、测试、部署、维护到最终退役的整个过程。它包括以下几个主要阶段:

需求分析:确定用户需求和系统功能。

设计:规划软件架构和详细设计。

实现(编码):编写代码以实现设计。

测试:验证软件是否满足需求并发现缺陷。

部署:将软件发布到生产环境。

维护:持续改进和修复软件问题。

DeepSeek给出的答案是:

软件从构思、开发、使用到维护、退役的整个过程,通常包括需求分析、设计、编码、测试、部署、运行与维护、直至最终退役的各个阶段

经过比对,通义千问给出的答案更详细,DeepSeek给出的答案更简洁全面。

3

软件测试阶段

测试阶段的目标就是发现错误,这就意味着良好的测试策略能发现最多的错误。有两种测试:白盒测试和黑盒测试(图10-11)。

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白盒测试(或玻璃盒测试)是基于知道软件内部结构的。测试的目标是检查软件所有的部分是否全部设计出来。白盒测试假定测试者知道有关软件的一切。在这种情况下,程序就像玻璃盒子,其中的每件事都是可见的。白盒测试由软件工程师或一个专门的团队来完成。使用软件结构的白盒测试需要保证至少满足下面4条标准:

●每个模块中的所有独立的路径至少被测试过一次。

●所有的判断结构(两路的或多路的)每个分支都被测试。

●每个循环被测试。

●所有数据结构都被测试。

黑盒测试在不知道程序的内部也不知道程序是怎样工作的情况下测试程序。换言之,程序就像看不见内部的黑盒。黑盒测试按照软件应该完成的功能来测试软件,如它的输入和输出。下面介绍几种黑盒测试方法。

1.穷尽测试

最好的黑盒测试方法就是用输入域中的所有可能的值去测试软件。但是,在复杂的软件中,输入域是如此巨大,这样做常常不现实。

2.随机测试

在随机测试中,选择输入域的值的子集来测试,子集选择的方式(值在输入域上的分布)是非常重要的。在这种情况下,随机数生成器是非常有用的。

3.边界值测试

当遇到边界值时,错误经常发生。例如,一个模块定义它的输入必须大于或等于100,那这个模块用边界值100来测试就非常重要。如果模块在边界值出错,那有可能就是模块代码中的有些条件,例如,x≥100被写成x>100。

问题1:一个程序的输入由1000到1999范围(包含)中的三个整数构成。求出测试这些数字的所有组合的穷尽测试的数目。

问题2:列出问题1所需要的边界值测试。

学生答案:

1:穷尽测试的数目为:1000*1000*1000=1000000000;

2:边界测试值包含:

(1000, 1000, 1000)

(1000, 1000, 1999)

(1000, 1999, 1000)

(1000, 1999, 1999)

(1999, 1000, 1000)

(1999, 1000, 1999)

(1999, 1999, 1000)

(1999, 1999, 1999)

2

计算机网络与信息安全部分

1

骨干网是国家批准的可以直接和国外连接的城市级高速互联网,它由所有用户共享,负责传输大范围(在城市之间和国家之间)的骨干数据流。骨干网基于光纤,通常采用高速传输网络传输数据,用高速包交换设备提供网络路由。建设、维护和运营骨干网的公司或单位就被称为 Internet 运营机构(也称为Internet 供应商)。

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问题:利用两个以上的AI软件工具(deepseek、豆包、元宝、通义等)查询目前国内比较大的互联网服务提供商。说明一下你单位、家庭通过哪一家服务商接入网络,带宽多少,光纤接入还是双绞线接入?

学生答案:

国内比较大的互联网服务商有:电信、移动、联通、广电四家。

目前单位和家庭都使用的是电信的宽带,默认千兆带宽,光纤接入

2

下图是一个生活小区和一个企业接入互联网的示意图。

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问题1:根据上面的两张网络拓扑图,列出网络中有哪些主要网络设备并简要说明它们的功能。

问题2:广域网和局域网的划分是否单纯从距离上进行划分?

学生答案:

网卡(Network Interface Card,NIC)也叫网络适配器,是计算机与网络进行连接的接口设备。

交换机(Switch)工作在数据链路层,用于连接多个设备组成局域网。

路由器(Router)工作在网络层,是连接不同网络的关键设备。

调制解调器(Modem)主要用于实现数字信号和模拟信号之间的转换。

广域网与局域网的划分除了有地理范围的区别外还有传输速率、传输介质、网络拓扑结构、网络管理和所有权以及成本之间的区别。

3

1、网络互联模型

当网络刚开始出现时,典型情况下只能在同一制造商的计算机产品之间进行通信,例如只能实现整个的DECnet 解决方案或IBM解决方案,而不能将两者结合在一起。20世纪70年代后期,国际标准化组织(International Organization for Standardization,ISO)创建了开放系统互联(Open Systems Interconnection,OSI)参考模型,从而打破了这一壁垒。

OSI模型的创建是为了帮助供应商根据协议来构建可互操作的网络设备和软件,以便不同供应商的网络设备能够互相协同工作。

OSI模型是面向网络构建的最基本的层次结构模型,该模型采用分层的方法来实现数据和网络信息从一台计算机的应用程序,经过网络介质,传送到另一台计算机的应用程序。

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OSI参考模型的层次化具有什么优点?(提示:可使用AI工具查询)

学生答案:

模块化设计 每一层都有明确的功能划分,使得各层可以独立开发和维护,提高了系统的灵活性和可扩展性。

标准化接口 各层之间有明确的接口定义,促进了不同厂商产品之间的互操作性,推动了标准化的发展。

简化复杂度 将复杂的网络通信问题分解为多个独立的问题,每层专注于特定功能,降低了设计和实现的复杂度。

促进技术创新 新技术可以在某一层独立开发和应用,而不会影响其他层,促进了技术的快速发展。

便于故障排除和管理 出现问题时,可以逐层排查,定位问题所在,提高了维护和管理的效率。

支持多协议共存 不同层可以支持不同的协议,使得网络能够同时支持多种通信协议,增强了灵活性和兼容性。

提高可靠性和安全性 各层之间有明确的边界和功能划分,有助于提高系统的可靠性和安全性,防止不同层之间的干扰和漏洞。

4

OSI参考模型中各层的作用

应用层:提供用户接口,特指网络应用程序,能产生网络流量的应用程序,比如客户端的QQ、MSN、IE浏览器等,服务器端的Web服务、流媒体服务等。

表示层:表示数据,如采用二进制或 ASCII码等;处理数据,如数据加密、数据压缩等。这一层常常是软件开发人员需要考虑的问题。比如QQ软件开发人员就要考虑用户的聊天记录在网络传输之前加密,防止有人使用捕包工具捕获用户数据,泄露信息;针对QQ视频聊天,开发人员就要考虑如何通过压缩数据节省网络带宽。

会话层:会话层的作用主要是建立、维护、管理应用程序之间的会话。比如流媒体服务器和每一个点播节目的客户端软件分别建立会话,服务器才能区分每个用户点播的节目和相应进度。

传输层:提供可靠或不可靠的传输,能够错误纠正,纠正失败能够重传。传输层的可靠传输负责建立端到端的连接,并负责数据在端到端连接上的传输。传输层通过端口号区分上层服务,并通过滑动窗口技术实现可靠传输、流量控制、拥塞控制以及通过三次握手建立连接。

网络层:为网络设备提供逻辑地址,根据数据包的逻辑地址选择最佳网络路径。负责数据从源端发送到目的端,负责数据传输的寻径和转发。

数据链路层:也经常被人们称为MAC层,它管理网络设备的物理地址,所以物理地址也被称作MAC地址。数据链路层将数据包封装为帧,使用MAC地址提供对介质的访问,执行差错检测,但不纠正。数据链路层向上提供对网络层的服务。

物理层:主要负责二进制数据比特流在设备之间的传输。物理层规定电压大小、线路速率、设备和电缆的接口标准。物理层关心的是以下一些内容。

◆ 接口和媒体的物理特性。

◆ 位的表示和传输速率。

◆ 位的同步。

◆ 物理拓扑:星状拓扑、环状拓扑、总线拓扑等。

◆ 传输模式:单工、半双工或全双工

问题:根据以上文字叙述,windows系统中的计算器、记事本是否是应用层软件?

学生答案:

Windows系统中的计算器和记事本是默认安装的工具,主要用于基本的计算和文本编辑。它们的主要功能是处理本地数据,不涉及网络通信。因此,在默认情况下,计算器和记事本不属于应用层软件。

5

网络设备

要想组建网络,除了计算机和服务器之外,还需要网卡、网线、集线器、交换机和路由器设备。

(1)网卡:连接终端设备与传输介质的重要接口设备

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问题1:网卡是在OSI参考模型中哪一层网络组件?具体有哪些功能?

问题2:说明一下网卡MAC地址与网卡的绑定的IP地址有什么区别?如何查看网卡的MAC地址?

学生答案:

网卡在OSI参考模型中的位置及其功能

网卡(Network Interface Card,NIC)在OSI参考模型中属于数据链路层(Layer 2)的组件。数据链路层负责在物理网络上传输数据帧,并管理设备之间的通信。

网卡的主要功能:

数据帧的封装与解封装: 网卡将来自传输层的数据包封装成帧,添加源MAC地址、目的MAC地址等头部信息。

接收数据帧时,网卡负责解封装,将帧转换回数据包,供上层处理。

介质访问控制(MAC): 管理网络接口的物理地址(MAC地址),确保数据能够正确地发送到目标设备或接收来自其他设备的数据。

数据传输与接收: 通过物理介质(如以太网线、Wi-Fi等)发送和接收数据帧,确保数据在物理网络中正确传输。

错误检测与处理: 检测传输错误,如帧丢失或损坏,采取重传或其他纠正措施。

流量控制与管理: 支持流量控制机制,如滑动窗口协议,防止网络拥塞,确保数据传输高效。

硬件加速: 现代网卡支持硬件加速功能,如checksum offload,将部分数据处理任务从CPU转移到网卡,提高整体性能。 支持多种网络协议: 网卡通常支持多种网络协议,如以太网、Wi-Fi等,适应不同的网络环境和需求。

网卡MAC地址与绑定的IP地址的区别

MAC地址(媒体访问控制地址)是用于标识网络接口的唯一地址,由48位二进制数组成,通常表示为12个十六进制字符,如00:1A:2B:3C:4D:5E。 MAC地址用于数据链路层,确保数据帧能够正确地从源设备发送到目标设备。它是网络接口的唯一标识符,由制造商分配,通常不可更改。 MAC地址在局域网(LAN)内有效,用于设备之间的直接通信。

IP地址(互联网协议地址)用于标识设备在互联网上的地址,分为IPv4和IPv6两种版本。IPv4地址由32位二进制数组成,表示为四个十进制数,如192.168.1.1。IPv6地址由128位二进制数组成,表示为八组十六进制数,如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。IP地址用于网络层,标识设备在互联网上的位置,支持跨网络的通信。IP地址可以是静态的,也可以是动态分配的(如通过DHCP)。IP地址在全球范围内有效,用于设备之间的互联网通信。

如何查看网卡的MAC地址

在Windows系统中: 打开“命令提示符”或“PowerShell”。 输入命令 ipconfig /all 并按回车。 在显示的结果中,找到对应的网络接口,查看“物理地址”字段,即为MAC地址。

6

集线器,集线器尽管接近淘汰或已被交换机替代,但它网络技术发展史上曾经有大量使用。集线器的英文名称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思,集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大,以扩大网络的传输距离,同时把所有结点集中在以它为中心的结点上。

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问题:从上图看出集线器有什么严重缺点?解释一下载波侦听多路访问/冲突检测CSMA/CD技术。

学生答案:

集线器采用广播方式传输数据,即接收到的数据会被发送到所有连接的端口,而不仅仅是目标设备。这种机制在小型网络中可能不会造成太大问题,但在大型网络中,会导致大量不必要的数据传输,增加网络拥塞,降低整体性能。

其次由于是以广播方式传输数据,如果传输的是非加密数据,易于被抓包破解。         CSMA/CD(载波侦听多路访问/冲突检测)是一种用于以太网的介质访问控制协议,主要用于检测和处理数据冲突,确保多个设备能够共享同一网络介质而不会发生数据丢失或损坏。

7

交换机,交换机(意为“开关”)是一种用于电信号转发的网络设备,它可以为接入交换机的任意两个网络结点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。

交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵。交换机的所有端口都挂接在这条背部总线上,控制电路收到数据包以后,处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC(网卡的硬件地址)的NIC(网卡)挂接在哪个端口上,通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口,目的MAC若不存在则广播到所有的端口,接收端口回应后交换机会“学习”新的地址,并把它添加到内部MAC地址表中。

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问题:相比集线器,交换机具有什么优点?

学生答案:

交换机具有以下优点: 减少冲突:交换机通过智能地将数据帧仅发送到目标设备,减少了数据冲突的发生,提高了网络稳定性。 提高带宽:每个端口在交换机中拥有独立的带宽,避免了带宽共享,从而提升了整体网络性能。 支持更多设备:交换机通常提供更多的端口,能够连接更多的设备,适合大型网络环境。 增强安全性:数据仅发送到目标设备,减少了未经授权的设备接收数据的可能性,提高了网络安全性。 智能管理功能:现代交换机支持VLAN划分、流量控制等高级功能,增强了网络的灵活性和可管理性。 更高的传输速度:支持更高的数据传输速度,如千兆以太网,满足高性能需求。 支持全双工通信:允许设备同时发送和接收数据,提高了通信效率。 减少广播域:通过VLAN划分,交换机可以将网络划分为多个广播域,减少了广播风暴的可能性。 更好的性能扩展:支持堆叠或级联,能够扩展网络规模,满足不断增长的需求。 支持多种网络协议:适应不同的网络环境和需求,增强了兼容性和灵活性。

8

(4)路由器,路由器是连接因特网中各局域网、广域网的设备,它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径、按前后顺序发送信号的设备。路由器的英文名是Router,它是互联网的枢纽、“交通警察”。目前路由器已经广泛应用于各行各业,各种不同档次的产品已经成为实现各种骨干网内部连接、骨干网间互联和骨干网与互联网互联互通业务的主力军。

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问题:人们会把路由和交换进行对比,主要是因为在普通用户看来这两者所实现的功能是完全一样的。实际上它们具有很大的区别,请说明两者之间的根本区别是什么?同时说明路由器的作用。

学生答案:

路由器与交换机的根本区别:

1.工作层次不同: 交换机:在数据链路层(OSI模型的第二层)工作,使用MAC地址进行数据帧的转发。 路由器:在网络层(OSI模型的第三层)工作,使用IP地址进行数据包的路由。

2.功能范围不同: 交换机:主要用于连接同一网络内的设备,实现局域网内部的高效通信。 路由器:用于连接不同的网络,实现广域网或不同子网之间的数据传输。

3.地址类型不同: 交换机:依赖MAC地址识别和转发数据。 路由器:依赖IP地址识别和路由数据。

4.管理功能不同: 交换机:通常不具备复杂的网络管理功能。 路由器:支持防火墙、NAT、QoS等多种高级网络管理功能。

路由器的作用:

路由器能够连接多个不同的网络,如家庭网络与互联网,确保数据能够在不同网络之间传输。根据IP地址,路由器将数据包从源网络传输到目标网络,确保数据到达正确的目的地。许多路由器具备防火墙功能,阻止未经授权的访问,保护网络的安全。允许多个设备共享一个公共IP地址,节省IP地址资源。优先处理重要的数据流量,确保关键应用的性能。现代路由器通常集成无线接入点功能,提供无线网络连接。

1

计算机系统是由两个主要部分组成的:硬件和软件。硬件是计算机的物理设备。软件则是使得硬件能够正常工作的程序的集合。

计算机软件分成两大类:操作系统和应用程序(图7-1)。应用程序使用计算机硬件来解决用户的问题。另一方面,操作系统则控制计算机系统用户对硬件的访问。

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问题:运用AI工具软件(豆包、通义、元宝、deepseek等)查询至少两个有所区别的关于操作系统的定义,并说明哪一个定义比较全面准确。

学生答案:

通义千问给出的答案是:          操作系统是一种系统软件,它作为计算机硬件与用户之间的接口,负责管理和协调计算机硬件和软件资源的分配,控制程序的执行,并为用户提供方便、高效、安全的服务环境。简单来说,操作系统是管理和控制计算机硬件与软件资源的核心程序,使得用户能够更加便捷地使用计算机完成各种任务。 DeepSeek给出的答案是:         操作系统是计算机系统中的核心软件,作为硬件与用户或应用程序之间的桥梁,负责管理计算机的硬件和软件资源。它通过提供用户界面、进程管理、存储管理、设备管理和文件管理等功能,确保系统的高效、安全和稳定运行。操作系统还负责资源分配、安全性维护,并支持多种类型和应用场景,从单用户系统到多用户、多任务环境,再到分布式和云系统,以满足不同的需求。

经过比对DeepSeek给出的答案更加的全面准确。

2

操作系统的自举过程。无论是手机的开机启动还是计算机的开机启动,我们都知道首先需要启动操作系统才能运行各种应用程序。以下是操作系统的自举过程示意图。

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问题:运用AI工具找到操作系统自举过程的说明,尝试对自举过程示意图进行解释。

学生答案:

加电自检(Power-On Self-Test, POST)

当计算机通电时,首先由主板上的BIOS(基本输入输出系统)执行加电自检,检测硬件设备(如CPU、内存、硬盘等)是否正常工作。如果检测到硬件故障,通常会发出报警声或显示错误信息。

引导加载程序(Boot Loader)

如果硬件检测无误,BIOS会查找并加载引导加载程序。引导加载程序通常位于硬盘的主引导记录(MBR)或固件中的启动分区。常见的引导加载程序有GRUB(Linux)、EFI(现代计算机)和Windows Boot Manager等。

加载操作系统内核

引导加载程序根据配置文件或用户选择,加载操作系统内核到内存中。内核是操作系统的最核心部分,负责管理硬件资源和提供基础服务。

3

现在的操作系统十分复杂,它必须可以管理系统中的不同资源。它像是一个有多个上层部门经理的管理机构,每个部门经理负责自己的部门管理,并且相互协调。现代操作系统至少具有以下4种功能:存储管理、进程管理、设备管理、文件管理。就像很多组织有一个部门不归任何经理管理一样,操作系统也有这样一个部分,称为用户界面或命令解释程序,它负责操作系统与外界通信。图7-3显示了操作系统的组成部分。

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早期的计算机采用单道程序进行内存操作。单道程序属于过去,但它还是值得学习,因为它有助于理解多道程序。在单道程序中,大多数内存用来装载单一的程序(我们考虑数据作为程序的一个部分被程序处理),仅仅一小部分用来装载操作系统。在这种配置下,整个程序装入操作系统内存运行,运行结束后,程序区域由其他程序取代。单道程序的内存管理有这样的问题。

●程序必须能够载入内存。如果内存容量比程序小,程序将无法运行。

●当一个程序正在运行时,其他程序不能运行。一个程序在执行过程中经常需要从输入设备得到数据,并且把数据发送至输出设备。但输入/输出设备的速度远远小于CPU,所以当输入/输出设备运行时,CPU处于空闲状态。而此时由于其他程序不在内存中,CPU不能为其服务。这种情况下CPU和内存的使用效率很低。

问题:一个单道程序的操作系统执行程序时平均访问CPU要10微秒,访问I/O设备要70微秒,CPU空闲时间为百分之多少?

学生答案:

CUP空闲实践为87.5%

现代计算机操作系统都采用多道程序内存管理,在多道程序下,同一时刻可以装入多个程序并且能够同时执行。CPU轮流为其服务。图7-5给出了多道程序的内存分配。

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问题:一个多道程序的操作系统用一个适当的分配计划把60 MB内存分为10 MB、12 MB、18 MB、20 MB。第一个程序运行需要17 MB内存,使用了第三分区。第二个程序运行需要8 MB内存,使用了第一分区。第三个程序运行需要10.5 MB,使用了第二分区。最后,第四个程序运行需要20 MB内存,使用了第四分区。那么总共使用了多少内存?总共浪费了多少内存?内存的浪费率是多少?

学生答案:

总共使用了 55.5 M B 55.5MB内存,总共浪费了 4.5 M B 4.5MB内存,内存的浪费率是 7.5 % 。

老师点评:

题型:

简答题

主观题

分值

8

5

进程管理

(1)程序

程序是由程序员编写的一组稳定的指令,存在磁盘(或磁带)上,它可能会也可能不会成为作业。

(2)作业

从一个程序被选中执行,到其运行结束并再次成为一个程序的这段过程中,该程序称为作业。在整个过程中,作业可能会或不会被执行,或者驻留在磁盘上等待调入内存,或者在内存中等待CPU执行,或者驻留在硬盘或内存中等待一个输入/输出事件,或者在内存中等待直到被CPU运行。在所有这些情况下程序才称为作业。当一个作业执行完毕(正常或不正常),它又变成程序代码并再次驻留于硬盘中,操作系统不再支配该程序。需要注意的是,每个作业都是程序,但并不是所有的程序都是作业。

(3)进程

进程是一个运行中的程序。该程序开始运行但还未结束。换句话说,进程是一个驻留在内存中运行的作业,它是从众多等待作业中选取出来并装入内存中的作业。一个进程可以处于运行状态或者等待CPU调用。作业只要装入内存就成为一个进程。需要注意的是,每个进程都是作业,而作业未必是进程。

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调度器

将一个作业或进程从一个状态改变为另一个状态,进程管理器使用了两个调度器:作业调度器和进程调度器。

(1)作业调度器

作业调度器将一个作业从保持状态转入就绪状态,或是从运行状态转入终止状态。换句话说,作业调度器负责从作业中创建一个进程和终止一个进程。图7-13给出了作业调度器的状态关系框图。

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(2)进程调度器

进程调度器将一个进程从一个状态转入另一个状态。当一个进程等待某事件发生时,它使这一进程从运行状态进入等待状态。当事件发生时,进程将从等待状态进入就绪状态。当一个进程所分配的时间片用完时,这个进程将从运行状态进入就绪状态。当CPU准备执行这个进程时,进程调度器将让这个进程从就绪状态进入执行状态。图7-14给出了进程调度器的状态关系框图。

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问题:根据上面的叙述,程序、作业和进程之间呈现什么关系?

学生答案:

程序是静态的指令集合,作业是程序执行过程的动态阶段,进程是作业在内存中运行的具体体现,它们之间呈现出程序 -> 作业 -> 进程这样一种逐步动态化、具体化的递进关系。

6

死锁

我们先不给出死锁的正式定义,先看一个例子。假定有两个进程A和B,进程A已经占有了一个名为Filel的文件(Filel已经分配给了A),而它只有得到另一个名为File2的文件(A已经请求了File2)才能够释放File1。进程B已经占有了File2文件(File2已经分配给了B),而它只有得到Filel文件(B已经请求了File1)才能够释放File2。在大多数操作系统中,文件都是不可共享的;当文件被一个进程使用时,将不能再被别的进程使用。在图7-17用窄桥来模拟死锁。窄桥的情况与死锁类似,因为资源(桥的一端)被一辆车占用,该车只有到达桥的另一端才会释放资源,而此时另一端正被另一辆车占用着。反过来看情况也一样。

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问题:

三个进程(A、B和C)同时运行,进程A占用Filel但需要File2。进程B占用File3但需要Filel。进程C占用File2但需要File3。为这几个进程画一个框图。这种情况是不是死锁?

学生答案:

在文件不可共享的情况下,当前情况是死锁

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6、进程饿死

饿死是一种与死锁相反的情况。它发生在当操作系统对进程分配资源有太多限制的时候。例如,假使一个操作系统中规定一个进程只有在所需的所有资源都为其占有时才能执行。

在图7-18中,假设进程A需要两个文件File1和File2。File1正在被进程B使用,File2正在被进程E使用。进程B将首先终止并释放File1,但进程A一直不能执行是因为File2一直不被释放。与此同时,进程C由于只需要File1而被允许执行。这时进程E终止且释放File2,但进程A还是不能执行,因为File1正被使用。

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问题:三个进程(A、B和C)同时运行,进程A占有File1,进程B占有File2但需要File1,进程C占有File3但需要File2。为这几个进程画一个框图。这种情况是不是死锁?如果不是,说明进程怎样最后完成它们的任务。

学生答案:

这种情况不是死锁,此时进程A占有File1,进程B和C等待,

进程A结束后,进程B获取到File1,进程B执行,进程C继续等待File2
进程B结束后File2释放,进程C获取到File2,进程C执行

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数据组织部分

1. 树

树包括一组有限的元素,称为节点(或顶点),同时包括一组有限的有向线段,用来连接节点,称为弧。如果树是非空的,其中有一个节点没有进入的弧,该节点称为根。树中的其他节点都可以沿着从根开始的唯一路径到达,该路径是指一系列相邻连接的节点序列。树的结构通常被画成上下颠倒,根在顶部(见图12-20)。

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我们可以把树中的顶点分成三类:根、叶子和内部节点。

表12-1显示了每种节点允许的外出弧和进入弧的数目。

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从一给定节点可以直接到达(通过一个弧)的节点称为子节点;从其出发子节点可以直接到达的节点称为双亲。具有相同双亲的节点称为兄弟节点。节点的子孙是指从该节点出发可以到达的所有节点,而从其出发所有的子孙都可以到达的节点称为祖先。树中每个节点都有可能有子树。

1. 二叉树

树中的一种特殊形式的树。二叉树是一棵树,且其中没有一个节点所含有的子树的个数超过两个。换句话说,任一个节点只能有0、1或是2棵子树。这些子树被描述为左子树和右子树。图12-22给出了一棵有两棵子树的二叉树的结构。注意每一棵子树本身也是一棵二叉树。

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1. 二叉树的遍历

二叉树遍历要求按照预定的顺序处理每一个节点且仅处理一次。两种常用的遍历次序是深度优先和广度优先。

(1)深度优先遍历

给定一棵由根、左子树、右子树构成的二叉树,我们可以定义6种不同的深度优先次序。计算机科学家已经在文献定义了其中三种的标准名称。另外三种没有名称但很容易导出。图12-24中给出了标准遍历。

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●前序遍历。在前序遍历中,根被首先访问,接着是左子树,最后是右子树。前缀pre表示根在子树前面被处理。

●中序遍历。在中序遍历中,先处理左子树,然后是根,最后是右子树。前缀in表示根在子树之间被处理。

●后序遍历。在后序遍历中,根在左右子树都处理完后才处理。前缀post表示根在子树之后被处理。

例12.10图12-25显示了我们使用前序遍历访问树中的每个节点。图中还显示了行走次序。在前序遍历中,当我们从左边经过这个节点时,访问该节点。节点被访问的顺序是:A、B、C、D、E、F。

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问题:针对上图写出中序遍历和后序遍历的节点访问顺序。

学生答案:

中序遍历:C、B、D、A、E、F

后序遍历:C、D、B、F、E、A

老师点评:

题型:

简答题

一、数据库

1.数据库的定义

数据的存储传统上是使用单独的没有关联的文件,有时称为平面文件,例如Windows中的文件系统。在过去,组织中的每个应用程序都使用自己的文件。例如,在一所大学中,每个部门可能会有他们自己的文件集合,教务处保存了关于学生信息和成绩的文件;财务处保存了学生交费文件;教务处还保存了教授的姓名和他们所教的课程。注意,不同的部门都使用自己的电脑,因此这些数据都是分散在各个部门计算机中。

数据库是一个组织内被应用程序使用的逻辑相一致的相关数据的集合。

数据库的优点

与传统文件系统相比,我们可以说出数据库系统的几个优点:

1)冗余较少

平面文件系统中存在着大量的冗余,例如,在关于大学的一个平面文件系统中,教授和学生的名字就存在多个文件中。

2)避免不一致性

如果相同的信息被存储在多个地方,那么对数据的任何修改需要在数据存储的所有地方进行。例如,一个同学改名了,那么这个学生的姓名应该在所有包含该学生信息的地方做修改。但是实际应用中,一不小心很容易造成数据的不一致性。

3)效率

数据库通常比平面文件系统的效率要高得多,因为数据库中一条信息存储在更少的地方。

4)数据完整性

数据库系统更容易维护数据的完整性,因为数据信息存储在更少的地方。

5)机密性

如果数据是集中存放在一个地方,这就更容易维护信息的机密性

2. 数据库模型

数据库模型定义了数据的逻辑设计,它也描述了不同数据之间的联系。在数据库设计发展史中,曾使用过三种数据库模型:层次模型、网状模型和关系模型。

关系模型

关系模型中,数据组织成称为关系的二维表,这里没有任何层次或网络结构强加于数据上,但表或关系相互关联,如图14-5所示。

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在关系数据库管理系统(ROBMS)中,数据是通过关系的集合来表示的。

从表面上看,关系就是二维表。在关系数据库管理系统中,数据的外部视图就是关系或表的集合,但这并不代表数据以表的形式存储。数据的物理存储与数据的逻辑组织的方式毫无关系。图14-6给出了一个关系的例子。

关系数据库管理系统中的关系有下列特征:

●名称:在关系数据库管理系统中,每一种关系具有唯一的名称。

●属性:关系中的每一列都称为属性,属性在表中是列的头(图14-6)。每一个属性表示了存储在该列下的数据的含义。表中的每一列在关系范围内有唯一的名称。关系中属性的总数称为关系的度。图14-6中的关系的度为3,注意属性名并不存储在数据库中,概念层中使用属性给每一列赋予一定的意义。

●元组:关系中的行叫作元组。元组定义了一组属性值。关系中元组的个数叫作关系的基数。当增加或减少元组时,关系的基数就会改变。这就实现了动态数据库。

beff8607ba5f44dab028792b20ae2557.png

问题:设有如下学生—课程数据库,包括学生关系,课程关系和成绩关系,如图所示:

19e5a4bcee464be685396335cc4e5ecb.png

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问:

(1)在学生关系和成绩关系中填入你的学号、姓名、性别和年龄,并将关系表列出来。

(2)查询信工院的所有学生信息,这是什么运算?其运算结果是什么?

(3)查询学生和学生所属的系,属于什么运算?

(4)查询完整的学生成绩信息,属于什么运算?其运算结果是什么?

学生答案:以下为例子不能直接用,根据自己名字信息填写

243202810141652 苏一鸣 男 39

243202810141652

243202810141652

2)简单查询运算

3)筛选查询运算

4)关联运算

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