材料物理第三章习题参考解答
第三章 材料的电学
3
112319/)(/1006.4)3001038.1106.122.0exp(211211)(22.005.029.02
12.1)(,12.1.1cm e N E f N n eV
E E E E E E E E E E E E eV E Si kT E E D D D D
F D i F D i c F D D c D g F D ?=????+=+=
?==-=-∴--?--=--=?=
?
---的查解：??
?
???==?==∴???。少子；
多子解：
)(/1013.1)(/105.1.23
9203150cm N n p cm N n N n D i D D i eV
22.0J 1053.3E E cm /102N cm /100.1N N N
ln kT E E P cm /1045.8102)103.1(p n n cm /102109101.1N N p T N P ,N N .320V F 3
15A 319
V A
V
V F 3415
2
102i 3
151516D A A D =?=-??=-??
????=??==?=?-?=-=?∴∴??-代入可得取，取型半导体，有对于杂质几乎完全电离
在室温，较少且又型半导体
补偿后解：
时可保持强电离。
则有令，仅考虑杂质电离有低温区，忽略本征激发解：
318D 318
D D D 2
/1kT /E C
D D
D
0cm /1032.1N cm /10
32.1N N 9.0n )e N N 8(
1N 2n n .4D ?????≥?+=
=?+?+
K T m k N D T T k E kT m N D N D n T k E N N
D T k
E N N N n N N T k E E T
k E E N n T k E E T
k E E N n dn D D dn c D D D c
D D c D D D c
D
c F F
D D D F
D F D D D 125)2()_ln(ln )2/3()1)(/)2(2_,_)/exp()(2_),/exp()(
2ln )exp(21)exp(,)exp(211.53
2
/3002/3000000≈∴+=?=≈∴?=?≈∴+=∴--
=>>----+=
ππ（代入
将总数的百分比为未电离的施主杂质占令代入上式杂质饱和电离时
当解：
3
1319p n i i p n i i
i cm
/1029.2)
19003900(106.1471)
(q 1n )(q n 1
.6?=+???=
μ+μρ=
∴μ+μ=ρ=
σ?- 解：
661119163
163221
161910310108.21085.3/8.108.101350106.1105/105,/1051085.3)5001350(106.1103.1)(/103.1300.7?=?=∴?Ω=????=≈?=?=?Ω?=+????=+=?=?--------i
n n D n D i p n i i i cm q n cm n cm N Si cm q n cm
n Si K σσ
μσμμσ则的密度本征又的时解：
cm 34.1400
106.11017.11pq 1cm /1017.1)33
.2500/(1002.68.10105.4N p .81916p 316235A ?Ω=????=μ=ρ∴?=???=≈?
-- 解：
m
E s q m m q n n n d s n n n n n n 181********
311048.11048.110101.01048.110
6.110101.926.01.0.9-------*
*?=????=??=?=?=?????==∴=τμτυλμττμ 解：
Ω=?=?ρ=?Ω=???=μ=σ=ρ?
-3.16
.01781.0S l R cm 781.08000106.1101nq 11.1019
15n
解：
2251
12
251
12331
2319
19
3103.421023.412.4400)2(5.361065.3365.3)1010/(101.926.03001038.1310
6.110/33,,)1(101.926.026.0.11------------?=??==?Ω=?=??===?Ω=????????=??=∴==
=??==?cm A m A i m K cm A m A m kT
q
N E i m
E m kT
q N m kT V E V nq kg m m Si dn
A dn
A dn dn σσσμμσ时，同理，（电子有效质量），对解： cm 045.0)1350106.1103.10()
pq (s V cm 1350cm /103.10100.1101103.1n )3(cm
34.4)480106.1103.0()pq (cm /103.0100.1103.1N N p
)2(cm
34.4)480106.1103()pq (s V cm 480cm /103N p ,n n )1(.121191611
12n 3
161617161191613
161616D A 1191511
12p
3
15A A i ?Ω=????=μ=ρ∴??=μ?=?-?+?=?Ω=????=μ=ρ∴?=?-?=-=?Ω=????=μ=ρ∴??=μ?=≈∴???
------------- 又又查得解：
为最大。
型半导体的又且有最小值。时，及当，又令令可知由题中证：解：max min max 1119
16min min 222222222025.01
94.397807800010
6.1106.12)2(2//.00/0/00)/,/()1(.13ρμμσρσμμσσμμμμσσμμσμμμμσ
μμμμμμσμμμμP cm
cm q n n p n n dp
d dn d n p dp
d n n q n n q dn
d pq q p n q n n nq pq nq n p n n np n p n n p i p n i n p i p n i n
p i p i n p
n i p i n p n p n i n p i i ∴??Ω==
?Ω=??????====∴??=?==?=-?=+=+=+=∴===--- 1
74n d 1
1211231
2324n n n n
n
d 174)(d 4d 1
4n )(d 171531
23
002s cm 10488.2102488E s v cm 2488s v m 2488.0101.926.0300
10381.12101043m kT 2E 43m q qE
4kT
m 23kT
m 23)E (q 4kT
m 23l q 4,s cm 105.1101500'cm /V 10E s cm 105.1101500E cm /V 10E s cm 1029.2s m 1029.2101.926.030010381.13m T k 3T k 2
3m 21.14-------*****------**??=?=μ=υ??=??=?????π??=
π=τ=μπ=
τ?πτμ=
π=μυ≈υ??=?=υ=υ??υ∴??=?=?μ=υ=??=??=?????==υ=υ? 强场时时，时，解：
热
漂热
漂热
热
V 10761.710363.4106.110101.926.01029.2q l m l E U q m E s 1029.21
P s 10363.41029.2100.1l cm
100.1m 1l s cm 1029.210101.926.030010381.13101m kT 3101101.15411
196314n d n d d 1
10116
4d 41
623123n
d -----**-------*?=????????=τ??υ=?=?τ
?υ=μυ=?=τ=
?=??=υ=τ?=μ=??=??????==υ=υ电压电场强度平均碰撞次数平均自由时间平均自由程解：
热eV
596.0J 10540.9e lg /10381.1)3000(W 3000B B 10001A 6B 5001A 9)2(e lg /Bk W T 1B A T 1)k e lg W ('A lg e lg kT W 'A lg lg e 'A )1(.162023
k T
/W =?=??--=?-=???????
?+=-+=--=?+=-+=-=σ∴
=σ?--- 解：92
.851.0)300132(9.01
1.0)300132(1009.0)332()332(1
.0,1;9.0,100.17d
m
d m d d m d m m d d m m =++?++??=χ+εε+χεχ+εε
+εχ=ε=χ=χ=ε=ε=χ=ε?气气解：1134
2124122
120r m
F 100.602.01041105.0104.2tan ''')2(39.310
4110854.8105.0104.2A d C 1)1(.18---------??=??????=δε=ε=???????=??ε=ε?
损耗因子相对电容率解：
ε
εμεμεμ
==∴∴=∴=
=2,1,
.21n n SiC n V
C
n C
V ＝属于非铁磁性物质由于折射率麦克斯韦电磁场理论解：
22.从结构上解释，为什么含碱土金属的玻璃适用于介电绝缘？
答：玻璃中加入二价金属氧化物，特别是重金属氧化物，使玻璃的电导率降低。相应的阳离子半径越大，这种效应越强。这是由于二价离子与玻璃中氧离子结合比较牢固，能镶入玻璃网络结构，以致堵住迁移通道，使碱金属离子移动困难，因而电导率降低。
《无机材料物理导论》清华大学出版社。Page258
23．细晶粒金红石陶瓷样品在20℃，100Hz 时，相对介电常数为100。这种陶瓷相对介电常数高的原因是什么？如何用实验来鉴别各种起作用的机制？ 答：金红石离子间作用较强，其离子与电子极化率有相同数量级，由于存在离子极化，产生与外电场方向一致的附加电场，强烈地增加了电子极化强度，使得电容率大大增加（≈100）。
实验鉴别起作用的机制：可由结构系数来计算，结构系数表示被考察离子周
1.4096.4ln 3
1
2.6ln 324.5ln ln x ln x ln .19222211≈=ε?ε+=
∴ε+ε=ε? 解：B
,e A ,e B A 330e 8R 2R ,R R 4.20α=α?=∝πε=α?电子极化率
解：
围晶格内其它离子的影响。如果离子A周围处于B位置上的离子占优势，则感应电矩作用在离子A上附加内电场与外电场的方向相同，此时附加电场与外电场加强了外电场的作用，结构系数机就是正的；反之，结构系数就是负的。
金红石晶体的C
11，C
12
，C
21
C
22
，分别为Ti4+与Ti4+、Ti4+与O2-、O2- Ti4+、
O2-与O2- 间的内电场结构系数，它们仅决定于晶胞参数，由于
从表中看出，表示钛离子和氧离子本身相互作用的内电场结构系数C11与C22均为负数，这表明同种离子之间都有削弱外电场的作用。反之，表示钛离子和氧离子之间相互作用的内电场结构系数C12和C21相当大，并且都是正值，这表明异种离子之间都有加强外电场的作用。其结果使氧离子和钛离子的极化加强，而且这种加强远远超过了同种离子削弱外电场的作用，这就使得晶体得介电常数和大。
《无机材料物理导论》清华大学出版社。Page307-315
24、叙述BaTiO3典型电介质中在居里点以下存在的四种极化机制。
答：（1）电子极化：指在外电场作用下，构成原子外围的电子云相对原子核发生位移形成的极化。建立或消除电子极化时间极短，约10-15～10-16 （2）离子极化：指在外电场的作用下，构成分子的离子发生相对位移而形成的极化，离子极化建立核消除时间很短，与离子在晶格振动的周期有相同数量级，约为10-12～10-13
（3）偶极子转向极化：指极性介电体的分子偶极矩在外电场作用下，沿外施电场方向而产生宏观偶极矩的极化。
（4）位移型自发极化：是由于晶体内离子的位移而产生了极化偶极矩，形成了自发极化。
课本 Page111-116
25、画出典型铁电体的电滞回线示意图，并用有关机制解释引起非线性关系的原因。
答：图见课本page116
铁电体晶体在整体上呈现自发极化，这意味着在正负端分别有一层正的和负的束缚电荷。束缚电荷产生的电场在晶体内部与极化反向（称为退极化场），使静电能升高。在受机械约束时，伴随着自发极化的应变还能使应变能增加。所以均匀极化的状态是不稳定的，晶体将分成若干个小区域，每个小区域内部电偶极子沿同一方向，但各个小区域中电偶极子方向不同。这些小区域称为电畴或畴。畴的间界叫畴壁。
铁电体的极化随电场的变化而变化。但电场较强时，极化与电场之间呈非线性关系。在电场作用下，新畴成核长大，畴壁移动，导致极化转向。在电场很弱时，极化线性地依赖于电场，此时可逆地畴壁移动占主导地位。当电场增强时，新畴成核，畴壁运动成为不可逆的，极化随电场的增加比线性段快，当电场达到相应于B点的值时，晶体成为单畴，极化趋于饱和。
《铁电体物理学》钟维烈著北京：科学出版社 page2-3
26、高分子在电场中的极化有哪几种形式？各有什么特点？
答：（1）电子极化：指在外电场中每个原子的价电子云相对于原子核发生位移，极化过程所需时间极短：10-5～10-13
（2）原子极化：指在外电场中不同的原子核之间发生相对位移。极化时间约在10-13 S以上。
（3）取向极化：极性分子自身带有固有偶极子，在电场中，将沿电场方向择优排列，取向过程要克服偶极子本身的惯性与旋转阻力，故所需时间比位移极化长的多：10-9
（4）发生在非均相介质界面处的极化，它时在电场作用下，介质中的电子或离子在界面处堆积造成的，称为界面极化。所需时间很长，从几分之一秒至几分钟，甚至更长。
《高分子物理》高等教育出版社
27、试讨论影响聚合物电容率和介电损耗的因素。
答：（1）影响电容率的因素：
聚合物的极性大小决定其电容率的大小，极性大小与化学键的极性有关；受分子结构对称限制，分子结构对称的聚合物其极性不大，电容率较低；主链有不对称碳原子聚合物，其立体构型会影响电容率；对同一聚合物而言全同立构聚合物的电容率大于无规立构大于间同立构；
电容率的大小还同偶极子取向难度有关，主链上极性基团以及同主链刚性连接的极性侧基的活动性较小，而柔性侧基活动性较大，后者对电容率有较大贡献；
从整个分子链的活动性考虑，橡胶态与粘流态的聚合物比玻璃态的电容率大；
另外，支化使分子间相互作用降低，电容率升高；而交链限制分子运动，电容率下降。
（2）介电损耗影响因素
分子极性越大，取向极化度就越大，损耗越大，极性聚合物通常有较大的损耗因子；
柔性侧基上的极性基团取向过程阻力较小，损耗也要小一些；
增塑剂：非极性增塑剂降低体系粘度，使极化容易进行，使极性高分子介电损耗峰移向低温，对于极性增塑剂，不但增加高分子链的活动性，而使原来极化过程加快，而且本身作为新偶极子而附加高介电损耗；
导电性极性杂质，是损耗因子增大；
另外，频率、温度、电压都会影响其损耗因子。
《高分子物理》高等教育出版社
28、试比较，聚合物介电松弛与力学松弛的异同点。
答：材料的力学松弛包括了静态力学松弛与动态力学松弛：蠕变与应力松弛属于静态力学松弛；滞后和力损耗属于动态力学松弛。
介电松弛指在固定频率下测试聚合物试样的介电系数和介电损耗随温度的变化，或在一定温度下测试试样的介电性质随频率的变化。
两者都反映了聚合物的结构、构型及链段的运动状态。
29、试讨论高分子材料的导电性与结构的关系。
答：（1）化学结构试导电性首要因素，饱和的非极性高分子具有优异的电绝缘性，它们结构本身既不能产生导电离子，也不具备电子电导的结构条件；极性高分子中的强极性基团可能发生微量本征解离，提供导电离子；此外，其介电系数较大，降低了杂质离子间的库仑力，使电离平衡移动，从而增加了载流子的浓度，因此极性高分子的电阻率比非极性高分子来得小；
（2）带共轭双键的高分子的π电子具有离域化的特征，这些π电子可作为载流子而赋予材料以导电性，实际上共轭高分子要实现导电，电子不但需要有分子内迁移，还必须在分子间迁移，且分子链本身常带有结构缺陷，使π电子在分子内的活动区域减小，最多只能为半导体材料；
（3）有机金属聚合物中含有金属离子，使导电性增加；
（4）将可提供或接受电子的聚合物与小分子电子受体或给体掺杂，可形成电荷转移复合物，通过电子给体与受体之间的电荷转移而导电。
《高分子物理》高等教育出版社
操作系统作业(1-4)答案
操作系统作业 （第一章—第四章） 一、单项选择 1 在计算机系统中配置操作系统的目的是【】。 A 增强计算机系统的功能 B 提高系统资源的利用率 C 合理组织工作流程以提高系统吞吐量 D 提高系统的运行速度 2 在操作系统中采用多道程序设计技术，能有效提高CPU、内存和I/O设备的【】。 A 灵活性 B 可靠性 C 兼容性 D 利用率 3 在操作系统中，并发性是指若干事件【】发生。 A 在同一时刻 B 一定不在同一时刻 C 在某一时间间隔内 D 依次在不同时间间隔内 4 以下不属于衡量操作系统性能指标的是【】。 A 作业的大小 B 资源利用率 C 吞吐量 D 周转时间 5 下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是【】。 A 系统调用 B 中断 C 函数 D 原语 6 在分时系统中，当用户数为50时，为了保证响应时间不超过1s，选取的时间片最大值为【】。 A 10ms B 20ms C 50ms D 100ms 7 假设就绪队列中有10个就绪进程，以时间片轮转方式进行进程调度，如果时间片为180ms，切换开销为20ms。如果将就绪进程增加到30个，则系统开销所占的比率为【】。 A 10% B 20% C 30% D 90% 8 中断系统一般由相应的【】组成。 A 硬件 B 软件 C 硬件和软件 D 固件 9 以下工作中，【】不是创建进程所必须的。 A 创建进程的PC B B 为进程分配内存 C 为进程分配CPU D 将PCB插入就绪队列 10 系统中有5个用户进程且CPU工作于用户态，则处于就绪状态或阻塞状态的进程数最多分别为【】。 A 5，4 B 4，0 C 0，5 D 4，5 11 如果系统中有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多为【】。 A 1 B n-1 C n D n+1
计算机操作系统作业一附答案
一、单选题 1、(D)不就是基本的操作系统。 A.批处理操作系统 B.分时操作系统 C.实时操作系统 D.网络操作系统 2、(A)不就是分时系统的基本特征: A.同时性 B.独立性 C.实时性 D.交互性 3、实时操作系统追求的目标就是(C )。 A.高吞吐率 B.充分利用内存 C.快速响应 D.减少系统开销 4、操作系统就是为了提高计算机的[1 B]与方便用户使用计算机而配置的基本软件。它负责管理计算机系统中的[2 C],其中包括[3 F],[4 A],外部设备与系统中的数据。操作系统中的[3 F]管理部分负责对进程进行管理。操作系统对系统中的数据进行管理的部分通常叫做[5 B]。 供选择的答案: [1] A.速度 B.利用率 C.灵活性 D.兼容性 [2] A.程序 B.功能 C.资源 D.进程 [3] [4] A.主存储器 B.虚拟存储器 C.运算器 D.控制器 E.微处理器 F.处理机 [5] A.数据库系统 B.文件系统 C.检索系统 D.数据库 E.数据存储系统 F.数据结构 G.数据库管理系统 5、批处理系统的主要缺点就是(B )。 A.CPU的利用率不高 B.失去了交互性 C.不具备并行性 D.以上都不就是 6、操作系统就是计算机系统的核心软件。按功能特征的不同,可把操作系统分为[1 B]、[2 E]、[3 C]、网络操作系统与分布式操作系统基本类型。其中[1 B]的主要目标就是提高系统的吞吐率与效率,而[2 E]就是一旦有处理请求与要求处理的数据时,CPU就应该立即处理该数据并将结果及时送回,例如[4 D]等。 供选择的答案: [1][2][3] A.单用户系统 B.批处理系统 C.分时系统 D.微机操作系统 E.实时系统 [4] A.计算机激光照排系统 B.办公自动化系统 C.计算机辅助设计系统 D.航空订票系统
操作系统作业参考答案2
应用题参考答案 第二章 1、下列指令中哪些只能在核心态运行? (1)读时钟日期；（2）访管指令；（3）设时钟日期；（4）加载PSW；（5）置特殊 寄存器；(6) 改变存储器映象图；(7) 启动I/O指令。 答：(3)，(4)，(5)，(6)，(7)。 2、假设有一种低级调度算法是让“最近使用处理器较少的进程”运行，试解释这种算法对“I/O繁重”型作业有利，但并不是永远不受理“处理器繁重”型作业。 答：因为I/O繁忙型作业忙于I/O，所以它CPU用得少，按调度策略能优先执行。同样原因一个进程等待CPU足够久时，由于它是“最近使用处理器较少的进程”，就能被优先调度，故不会饥饿。 6、若有一组作业J1，…，Jn，其执行时间依次为S1，…，Sn。如果这些作业同时到达系统，并在一台单CPU处理器上按单道方式执行。试找出一种作业调度算法，使得平均作业周转时间最短。 答：首先，对n个作业按执行时间从小到大重新进行排序，则对n个作业：J1’，…，J n’，它们的运行时间满足：S1’≤S2’≤…≤S(n-1)’≤S n’。那么有： T=[S1’+( S1’+S2’)+ (S1’ + S2’+ S3’)+…+(S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’)]/n =[n×S1’+( n-1)×S2’+ (n-3)×S3’]+…+ S n’]]/n =(S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’)-[0×S1’+1×S2 ’+2×S3’+…+(n-1) S n’]/n 由于任何调度方式下，S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’为一个确定的数，而当S1’≤S2’≤…≤S(n-1)’≤S n’时才有：0×S1’+1×S2 ’+2×S3’+…+(n-1) S n’的值最大，也就是说，此时T值最小。所以，按短作业优先调度算法调度时，使得平均作业周转时间最短。 10、有5个待运行的作业，预计其运行时间分别是：9、6、3、5和x，采用哪种运行次序可以使得平均响应时间最短？ 答：按照最短作业优先的算法可以使平均响应时间最短。X取值不定，按照以下情况讨论： 1）x≤3 次序为：x，3，5，6，9 2）3 操作系统作业参考答案及其知识点 第一章 思考题： 10、试叙述系统调用与过程调用的主要区别？ 答： （一）、调用形式不同 （二）、被调用代码的位置不同 （三）、提供方式不同 （四）、调用的实现不同 提示：每个都需要进一步解释，否则不是完全答案 13、为什么对作业进程批处理可以提高系统效率？ 答：批处理时提交程序、数据和作业说明书，由系统操作员把作业按照调度策略，整理为一批，按照作业说明书来运行程序，没有用户与计算机系统的交互；采用多道程序设计，可以使CPU和外设并行工作，当一个运行完毕时系统自动装载下一个作业，减少操作员人工干预时间，提高了系统的效率。 18、什么是实时操作系统？叙述实时操作系统的分类。 答：实时操作系统（Real Time Operating System)指当外界事件或数据产生时，能接收并以足够快的速度予以处理，处理的结果又能在规定时间内来控制监控的生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。 有三种典型的实时系统： 1、过程控制系统(生产过程控制) 2、信息查询系统(情报检索) 3、事务处理系统(银行业务) 19、分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？ 答：响应时间是用户提交的请求后得到系统响应的时间（系统运行或者运行完毕）。它与计算机CPU的处理速度、用户的多少、时间片的长短有关系。 应用题： 1、有一台计算机，具有1MB内存，操作系统占用200KB，每个用户进程占用200KB。如果用户进程等待I/0的时间为80％，若增加1MB内存，则CPU的利用率提高多少？ 答：CPU的利用率=1-P n，其中P为程序等待I/O操作的时间占其运行时间的比例1MB内存时，系统中存放4道程序，CPU的利用率=1－（0.8）4＝59％ 2MB内存时，系统中存放9道程序，CPU的利用率=1－（0.8）9＝87％ 所以系统CPU的利用率提高了28％ 2、一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A先开始做，程序B后开始运行。程序A的运行轨迹为：计算50ms，打印100ms，再计算50ms，打印100ms，结束。程序B的运行轨迹为：计算50ms，输入80ms，再计算100ms，结束。 作业2 1.若1页大小为4KB，计算机地址总线为32位，则页号共有多少位？逻辑地址 空间最多包含多少页？逻辑地址60000在第几页？页内偏移是多少？若该页被装进物理块1280中，则物理地址是多少？ 解:所以页内偏移即页内地址占 12 位页号占 32-12=20 位逻辑地址空间最大页数为页 60000=(EA60)16=(1110 1010 0110 0000)2 其中低 12 二进制位为页内偏移，即(A60)16=2656。高 4 二进制位为页号，即(E)16=14。物理块号1280=(500)16 物理地址=(500A60)16=5245536. 2.假定当前磁头位于100号磁道，进程对磁道的请求序列依次为57，61，39， 20，88，161，139，38，175。当采用先来先服务和最短寻道时间优先算法时，总的移动的磁道数分别是多少？（请给出寻道次序和每步移动磁道数） 解：先来先服务最短寻道时间优先 43 +4+ 22+ 19+ 68+ 73+ 22+ 101 + 137 = 489 12 + 27 + 4 +18 + 1+ 18 + 119 + 22 + 14 = 235 。 3.设系统中有三种类型的资源（A，B，C）和五个进程（P1，P2，P3，P4，P5）， A资源的数量17，B资源的数量为5，C资源的数量为20。在T0时刻系统状态如下表所示。系统采用银行家算法来避免死锁。请回答下列问题： （1）T0时刻是否为安全状态？若是，请给出安全序列。 （2）若进程P4请求资源（2，0，1），能否实现资源分配？为什么？ （3）在（2）的基础上，若进程P1请求资源（0，2，0），能否实现资源分配？为什么？ 进程最大资源需求量已分配资源量系统剩余资源数量 A B C A B C A B C P1559212233 P2536402 P3******* P4425204 《操作系统》课程作业 （2013年春） 姓名： 学号： 专业： 年级： 学校： 日期： 作业一：作业管理 1、有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。三道程序 A、B、C构成如下： A：输入32秒，计算8秒，输出5秒 B：输入21秒，计算14秒，输出35秒 C：输入12秒，计算32秒，输出15秒 问：（1）三道程序顺序执行的总时间是多少？ （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。 2、假设一个单CPU系统，以单道方式处理一个作业流，作业流中有2道作业，共占用CPU 计算时间、输入卡片数和打印输出行数如下： 其中，卡片输入机速度为1000张/分钟，打印机输出速度为1000行/分钟，试计算：（1）不采用spooling技术，计算这两道作业的总运行时间（从第1道作业输入开始到最后一个作业输出完毕）。 （2）如采用spooling技术，计算这2道作业的总运行时间（不计读/写盘时间），并给出相应的示意图。 作业二：进程管理 1、 请写出两程序S1和S2可并发执行的Bernstein 条件。 2、 有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。 S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y R(c,y) W(r) 3、 设在教材第62页3.6.4节中所描述的生产者消费者问题中，其缓冲部分为m 个长度相等 的有界缓冲区组成，且每次传输数据长度等于有界缓冲区长度以及生产者和消费者可对缓冲区同时操作。重新描述发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)。 P P P i P .. .. 1 2 i k 4、 设有k 个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P ，V 操作写出有关互斥算法。 （1） 一次只允许一个进程进入临界区； （2） 一次允许m （m 材料物理性能 第一章 考点1. 电子理论的发展经历了三个阶段，即古典电子理论、量子自由电子理论和能带理论。古典电子理论假设金属中的价电子完全自由，并且服从经典力学规律； 量子自由电子理论也认为金属中的价电子是自由的，但认为它们服从量子力学规律；能带理论则考虑到点阵周期场的作用。 考点2. 费米电子 在T = 0K时，大块金属中的自由电子从低能级排起，直到全部价电子均占据了相应的能级为止。具有能量为EF(0)以下的所有能级都被占满，而在EF(0)之上的能级都空着，EF(0)称为费米能，是由费米提出的，相应的能级称为费米能级。 考点3. 四个量子数 1、主量子数n 2、角量子数l 3、磁量子数m 4、自旋量子数ms 考点4. 思考题 1、过渡族金属物理性能的特殊性与电子能带结构有何联系？ 过渡族金属的 d 带不满，且能级低而密，可容纳较多的电子，夺取较高的 s 带中的电子，降低费米能级。 第二章 考点5. 载流子 载流子可以是电子、空穴，也可以是离子、离子空位。材料所具有的载流子种类不同，其导电性能也有较大的差异，金属与合金的载流子为电子，半导体的载流子为电子和空穴，离子类导电的载流子为离子、离子空位。而超导体的导电性能则来自于库柏电子对的贡献。 考点6. 杂质可以分为两类 一种是作为电子供体提供导带电子的发射杂质，称为“施主”；另一种是作为电子受体提供价带空穴的收集杂质，称为“受主”。 掺入施主杂质后在热激发下半导体中电子浓度增加(n>p)，电子为多数载流子，简称“多子”，空穴为少数载流子，简称“少子”。这时以电子导电为主，故称为n型半导体。施主杂质有时也就称为n型杂质。 在掺入受主的半导体中由于受主电离(p>n)，空穴为多子，电子为少子，因而以空穴导电为主，故称为p型半导体。受主杂质也称为p型杂质。 考点7. 我们把只有本征激发过程的半导体称为本征半导体。 考点8. 在同一种半导体材料中往往同时存在两种类型的杂质，这时半导体的导电类型主要取决于掺 杂浓度高的杂质。 随着温度的升高本征载流子的浓度将迅速增加，而杂质提供的载流子浓度却不随温度而改变。因此，在高温时即使是杂质半导体也是本征激发占主导地位，呈现出本征半导体的特征(n≈p)。一般半导体在常温下靠本征激发提供的载流子甚少 第3章处理机调度1）选择题 （1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 （2）_B__ 优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 （3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 （4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 （5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 （7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题 （1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。 （2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 （3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 （4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 （5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。 （6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题 （1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算） 表3-9 作业的提交时间和运行时间 习题一 1、举例说明为什么对并发执行的程序不加控制会产生与执行时间有关的错误？ 解：程序在并发执行时由于资源是共享的，而且常常资源数少于程序对这些资源的需求数，致使这些并发执行的程序之间因为竞争资源导致存在间接制约关系，这种间接制约使得并发执行的程序具有随机性（异步性），即“执行—暂停—执行”，它们何时启动、何时停止是未知的。例如：飞机售票系统、堆栈的存数与取数过程等（示例说明略）。 2、程序并发执行为什么会失去顺序执行时的封闭性和可再现性？ 解：所谓“封闭性”是指程序执行得到的最终结果由给定的初始条件决定，不受外界因素的影响。在程序并发执行时由于资源共享，导致这些资源的状态将由多个程序来改变，又由于存在程序执行的随机性，所以程序的运行失去封闭性。由于失去了封闭性，也将导致其失去可再现性。即虽然它们执行时的环境和初始条件相同，但得到的结果却可能各不相同。 习题二 1、试用加锁的方法解决飞机售票系统的问题。 例：民航售票系统，n个售票处 2、用机器指令（testAndset）解决飞机售票系统中任一进程的算法。 习题三 1、进程在做P、V操作时对自己和其他进程有何影响？ 进程在信号量上执行P操作后，若信号量的值为正，当前进程继续执行；若信号量的值为负，当前进程变为等待状态、放弃处理机，其它进程则有机会获得CPU。 进程在信号量上执行V操作后，不会对自己有任何影响，但当信号量的值不大于0时，需要唤醒在该信号量上所对应的等待队列中的进程。 2、设课程的前驱、后继关系如下，若每修一门课程看作进程Px（x∈1..6）试用P、V操作算法描述这种前驱与后继关系。 答： Semaphore：S1：=S2：=S3：=S4：=S5：=S6：=0； Begin Cobegin P1、P2、P3、P4、P5、P6 coend; end. P1（）P2（）P3（） Begin begin begin 修计算机导论；P（S1）；P（S2）； V（S1）；修高级语言程序设计修计算机组成原理； V（S2）；V（S3）V（S4）； End; End; End; P4（）P5（）P6（） Begin begin begin P（S3）；P（S4）；P（S5）； 修数据结构；修86汇编语言；P（S6）； V（S5）；V（S6）；修操作系统； End; End; End; 习题四 1、有三个进程R、W1、W2，进程R 从输入设备上读数据送缓冲区B，若是奇数由W1 进程从B 取数输出；若 材料物理导论(熊兆贤着)课后习题答案第三章习题参考解答 第三章 材料的电学 3 112319/)(/1006.4)3001038.1106.122.0exp(211211)(22.005.029.02 12 .1)(,12.1.1cm e N E f N n eV E E E E E E E E E E E E eV E Si kT E E D D D D F D i F D i c F D D c D g F D ?=????+=+= ?==-= -∴--?--=--=?= ? ---的查解：?? ? ???==?==∴???。少子；多子解： )(/1013.1)(/105.1.23 9203150cm N n p cm N n N n D i D D i ΘeV 22.0J 1053.3E E cm /102N cm /100.1N N N ln kT E E P cm /1045.8102)103.1(p n n cm /102109101.1N N p T N P ,N N .320V F 3 15A 319 V A V V F 3415 2 102i 3 151516D A A D =?=-??=-?? ????=??==?=?-?=-=?∴∴??-代入可得取，取型半导体，有对于杂质几乎完全电离 在室温，较少且又型半导体 补偿后解： ΘΘ时可保持强电离。 则有令，仅考虑杂质电离有低温区，忽略本征激发解： 318D 3 18D D D 2 /1kT /E C D D D 0cm /1032.1N cm /1032.1N N 9.0n )e N N 8( 1N 2n n .4D ?????≥?+= =?+?+ 材料物理性能 第一章、材料的热学性能 一、基本概念 1.热容：物体温度升高1K 所需要增加的能量。（热容是分子热运动的能量随温度变化的一个物理量）T Q c ??= 2.比热容：质量为1kg 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。[ 与 物质的本性有关，用c 表示，单位J/(kg ·K)]T Q m c ??=1 3.摩尔热容：1mol 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。用Cm 表示。 4.定容热容：加热过程中，体积不变，则所供给的热量只需满足升高1K 时物体内能的增加，不必再以做功的形式传输，该条件下的热容： 5.定压热容：假定在加热过程中保持压力不变，而体积则自由向外膨胀，这时升高1K 时供 给 物体的能量，除满足内能的增加，还必须补充对外做功的损耗。 6.热膨胀：物质的体积或长度随温度的升高而增大的现象。 7.线膨胀系数αl ：温度升高1K 时，物体的相对伸长。t l l l ?=?α0 8.体膨胀系数αv ：温度升高1K 时，物体体积相对增长值。t V V t t V ??= 1α 9.热导率（导热系数）λ：在 单位温度梯度下，单位时间内通过单位截面积的热量。（标志 材 料热传导能力，适用于稳态各点温度不随时间变化。)q=-λ△T/△X 。 10.热扩散率（导温系数）α：单位面积上，温度随时间的变化率。α=λ/ρc 。α表示温度变化的速率（材料内部温度趋于一致的能力。α越大的材料各处的温度差越小。适用于非稳态不稳定的热传导过程。本质仍是材料传热能力。）。 二、基本理论 1.德拜理论及热容和温度变化关系。 答：⑴爱因斯坦没有考虑低频振动对热容的贡献。 ⑵模型假设：①固体中的原子振动频率不同；处于不同频率的振子数有确定的分布函数； ②固体可看做连续介质，能传播弹性振动波； ③固体中传播的弹性波分为纵波和横波两类； ④假定弹性波的振动能级量子化，振动能量只能是最小能量单位hν的整数倍。 ⑶结论：①当T》θD时，Cv,m=3R；在高温区，德拜理论的结果与杜隆-珀蒂定律相符。 ②当T《θD时，Cv,m∝3T。 ③当T→0时，Cv,m→0，与实验大体相符。 ⑷不足：①由于德拜把晶体看成连续介质，对于原子振动频率较高的部分不适用； ②晶体不是连续介质，德拜理论在低温下也不符； ③金属类的晶体，没有考虑自由电子的贡献。 2.热容的物理本质。 答：温度一定时，原子虽然振动，但它的平衡位置不变，物体体积就没变化。物体温度升高了，原子的振动激烈了，但如果每个原子的平均距离保持不变，物体也就不会因为温度升高而发生膨胀。 【⑴反映晶体受热后激发出的晶格波和温度的关系； ⑵对于N个原子构成的晶体，在热振动时形成3N个振子，各个振子的频率不同，激发出的声子能力也不同； ⑶温度升高，晶格的振幅增大，该频率的声子数目也增大； ⑷温度升高，在宏观上表现为吸热或放热，实质上是各个频率声子数发生变化。材料物理的解释】 3.热膨胀的物理本质。 答：由于原子之间存在着相互作用力，吸引力与斥力。力大小和原子之间的距离有关（是非线性关系，引力、斥力的变化是非对称的），两原子相互作用是不对称变化，当温度上升，势能增高，由于势能曲线的不对称性必然导致振动中心右移。即原子间距增大。 ⑴T↑原子间的平均距离↑r＞r0吸引合力变化较慢 ⑵T↑晶体中热缺陷密度↑r＜r0排斥合力变化较快 【材料质点间的平均距离随温度的升高而增大（微观），宏观表现为体积、线长的增大】 4.固体材料的导热机制。 答：⑴固体的导热包括：电子导热、声子导热和光子导热。 ①纯金属：电子导热是主要机制； ②合金：声子导热的作用增强； ③半金属或半导体：声子导热、电子导热； ④绝缘体：几乎只有声子导热一种形式，只有在极高温度下才可能有光子导热存在。 ⑵气体：分子间碰撞，可忽略彼此之间的相互作用力。 固体：质点间有很强的相互作用。 5.焓和热容与加热温度的关系。P11。图1.8 ⑴①有潜热，热容趋于无穷大；⑵①无潜热，热容有突变 一、单选题 1、（D）不是基本的操作系统。 A．批处理操作系统B．分时操作系统 C．实时操作系统D．网络操作系统 2、（A）不是分时系统的基本特征： A．同时性B．独立性 C．实时性D．交互性 3、实时操作系统追求的目标是（C ）。 A．高吞吐率B．充分利用内存C．快速响应D．减少系统开销4、操作系统是为了提高计算机的[1 B]和方便用户使用计算机而配置的基本软件。它负责管理计算机系统中的[2 C]，其中包括[3 F]，[4 A]，外部设备和系统中的数据。操作系统中的[3 F]管理部分负责对进程进行管理。操作系统对系统中的数据进行管理的部分通常叫做[5 B]。 供选择的答案： [1] A．速度B．利用率C．灵活性D．兼容性 [2] A．程序B．功能C．资源D．进程 [3] [4] A．主存储器B．虚拟存储器C．运算器 D．控制器E．微处理器F．处理机 [5] A．数据库系统B．文件系统C．检索系统 D．数据库E．数据存储系统F．数据结构 G．数据库管理系统 5、批处理系统的主要缺点是（B ）。 A．CPU的利用率不高B．失去了交互性 C．不具备并行性D．以上都不是 6、操作系统是计算机系统的核心软件。按功能特征的不同，可把操作系统分为[1 B]、[2 E]、[3 C]、网络操作系统和分布式操作系统基本类型。其中[1 B]的主要目标是提高系统的吞吐率和效率，而[2 E]是一旦有处理请求和要求处理的数据时，CPU就应该立即处理该数据并将结果及时送回，例如[4 D]等。 供选择的答案： [1][2][3] A．单用户系统B．批处理系统C．分时系统 D．微机操作系统E．实时系统 [4] A．计算机激光照排系统B．办公自动化系统 C．计算机辅助设计系统D．航空订票系统 7、现代操作系统的两个基本特征是（C）和资源共享。 A．多道程序设计B．中断处理 C．程序的并发执行D．实现分时与实时处理 8、系统调用是由操作系统提供的内部调用，它（B）。 A．直接通过键盘交互方式使用 B．只能通过用户程序间接使用 C．是命令接口中的命令使用 D．与系统的命令一样 1.2 操作系统以什么方式组织用户使用计算机？ 答：操作系统以进程的方式组织用户使用计算机。用户所需完成的各种任务必须由相应的程序来表达出来。为了实现用户的任务，必须让相应功能的程序执行。而进程就是指程序的运行，操作系统的进程调度程序决定CPU在各进程间的切换。操作系统为用户提供进程创建和结束等的系统调用功能，使用户能够创建新进程。操作系统在初始化后，会为每个可能的系统用户创建第一个用户进程，用户的其他进程则可以由母进程通过“进程创建”系统调用进行创建。 1.4 早期监督程序（Monitor）的功能是什么？ 答：早期监督程序的功能是代替系统操作员的部分工作，自动控制作业的运行。监督程序首先把第一道作业调入主存，并启动该作业。运行结束后，再把下一道作业调入主存启动运行。它如同一个系统操作员，负责批作业的I/O，并自动根据作业控制说明书以单道串行的方式控制作业运行，同时在程序运行过程中通过提供各种系统调用，控制使用计算机资源。 1.7 试述多道程序设计技术的基本思想。为什么采用多道程序设计技术可以提高资源利用率？ 答：多道程序设计技术的基本思想是，在主存同时保持多道程序，主机以交替的方式同时处理多道程序。从宏观上看，主机内同时保持和处理若干道已开始运行但尚未结束的程序。从微观上看，某一时刻处理机只运行某道程序。 可以提高资源利用率的原因：由于任何一道作业的运行总是交替地串行使用CPU、外设等资源，即使用一段时间的CPU，然后使用一段时间的I/O设备，由于采用多道程序设计技术，加之对多道程序实施合理的运行调度，则可以实现CPU和I/O设备的高度并行，可以大大提高CPU与外设的利用率。 1.8 什么是分时系统？其主要特征是什么？适用于哪些应用？ 答：分时系统是以多道程序设计技术为基础的交互式系统，在此系统中，一台计算机与多台终端相连接，用户通过各自的终端和终端命令以交互的方式使用计算机系统。每个用户都感觉到好像是自己在独占计算机系统，而在系统内部则由操作系统以时间片轮转的方式负责协调多个用户分享CPU。主要特征是：并行性：系统能协调多个终端用户同时使用计算机系统，能控制多道程序同时运行。 共享性：对资源而言，系统在宏观上使各终端用户共享计算机系统中的各种资源，而在微观上它们则分时使用这些资源。 交互性：人与计算机以交互的方式进行工作。 独占性：使用户感觉到他在独占使用计算机。 现在的系统大部分都是分时系统，主要应用于人机交互的方面。 2.1 什么是中断？什么是异常？它们有何区别？ 答：中断是指来自CPU执行指令以外的事件发生后，处理机暂停正在运行的程序，转去执行处理该事件的程序的过程。 异常是指源自CPU执行指令内部的事件发生后，处理机暂停正在执行的程序，转去处理该事件的过程。 区别：广义的中断包括中断和异常，统一称为中断。狭义的中断和异常的区别在于是否与正在执行的指令有关，中断可以屏蔽，而异常不可屏蔽。 2.2什么是多级中断？为什么要把中断分级？试述多级中断的处理原则。 答： 第一章：材料电学性能 1.导电能力 如何评价材料的导电能力？如何界定超导、导体、半导体和绝缘体材料？ 用电阻率ρ或电阻率ζ评价材料的导电能力。按材料的电阻率，人们通常将材料划分为： （1）绝缘体 ρ > 108 （Ω?m ） （2）半导体 10-2 < ρ < 108 （Ω?m ） （3）金属 10-8 < ρ < 10-2 （Ω?m ） （4）超导体 ρ < 10-27 （Ω?m ） 2.经典导电理论/欧姆定律 经典导电理论的主要内容是什么？它如何解释欧姆定律？它有哪些局限性？ 金属导体中，其原子的所有价电子均脱离原子核的束缚成为自由电子，而原子核及内层束缚电子作为一个整体形成离子实。所有离子实的库仑场构成一个平均值的等势电场，自由电子像理想气体一样在等势电场中运动。若没有外部电场或磁场的影响，一定温度下其中的离子实只能在定域作热振动，形成格波，自由电子则可以在较大范围内作随机运动，并不时与离子实发生碰撞或散射，此时定域的离子实不能定向运动，方向随机的自由电子也不能形成电流。施加外电场后，自由电子的运动就会在随机热运动基础上叠加一个与电场反方向的平均分量，形成定向漂移，形成电流。自由电子在定向漂移的过程中不断与离子实或其它缺陷碰撞或散射，从而产生电阻。 J E σ= 电导率22e m e ==σητημ（其中2e m v E μτ==-，为电子的漂移迁移率，表示单位场强下电子的漂移速度），它将外加电场强度和导体内的电流密度联系起来，表示了欧姆定律的微观形式。 缺陷：该理论高估了自由电子对金属导电能力的贡献值，实际上并不是所有价电子都参与了导电。（把适用于宏观物体的牛顿定律应用到微观的电子运动中，并承认能量的连续性） 3.自由电子近似 自由电子近似下的量子导电理论如何看待自由电子的能量和运动行为？ 能量：自由电子近似下，电子的本证波函数是一种等幅平面行波，即振幅保持为常数； 行为：电子本证能量E 随波矢量的变化曲线是一条连续的抛物线。 4.自由电子近似概念 根据自由电子近似下的量子导电理论解释：准连续能级、能级的简并状态、简并度、能态密度、k 空间、等幅平面波和能级密度函数。 准连续能级：电子的本征能量是量子化的，其能量值由主量子数n 决定，并且其能量值也是不连续的，能级差与材料线度L2成反比，材料的尺寸越大，其能级差越小，作为宏观尺度的材料，其能级差几乎趋于零，电子能量可以看成是准连续的。 能级简并状态：把同一能级下具有多种能态的现象称为能级的简并状态。 简并度：同一能级下的能态数目称为简并度。 能态密度：对某个电子体系，在k 空间内单位体积内能态的数量或倒易节点数称为波矢能态密度ρ。ρ=V/(2π) 3，含自旋的能态密度应为2ρ K 空间：若使用波矢量 k 的三个分量 k x , k y , k z 为单位矢量构筑坐标系，则每个能态在该坐标中都是一个整数点, 对于准连续的能级，此坐标系中的每个整数点都代表一个能态。人们把此坐标系常数称为k 空间或状态空间。 等幅平面波：量子导电理论中，在自由电子近似下用于描述电子运动行为的本征波函数，其波幅保持为常数。 能级密度函数：电子的波失能态函数对其能量的分布函数，即在单位能量宽度上的能态分 布。表达式为()312222 ()(4)2V N E dZ dE V m E π== 第一章：操作系统引论 1.什么是操作系统？可以从哪些角度阐述操作系统的作用？ 答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是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，使得用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行的一组程序模块的集合。 作用：控制管理计算机的全部硬软件资源，合理组织计算机内部各部件协调工作，为用户提供操作和编辑界面的程序集合。 2、简要叙述批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的概念及特点。 答：批处理操作系统：通常是把一批作业以脱机方式输入到磁带（磁盘）上，并在系统中配上监督程序（Monitor)，在它的控制下使这批作业能一个接一个地连续处理，直到磁带（磁盘）上所有的作业全部完成。其特点：（1）自动性；（2）顺序性。 分时操作系统：是指在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。其特点：（1）多路性；（2）独立性；（3）及时性；（4）交互性。 实时操作系统：是指系统及时（或即时）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。其特点：（1）多路性；（2）独立性；（3）及时性；（4）交互性；（5）可靠性。 3操作系统需要管理哪些资源？它的基本功能是什么？ 答：硬件资源：CPU，打印机等，软件资源：数据，程序等 4操作系统对外提供了哪些接口？ 答：（1）操作系统的命令接口 通过在用户和操作系统之间提供高级通信来控制程序运行，用户通过输入设备发出一系列命 令告诉操作系统执行所需功能，它包括了键盘操作命令和作业控制命令，称为作业一级的用 操作系统是一种（）。 a. 通用软件 b. 软件包 c. 应用软件 d. 系统软件正确 题目2 从用户的观点看，操作系统是（）。 a. 控制和管理计算机资源的软件 b. 合理地组织计算机工作流程的软件 c. 由若干层次的程序按一定的结构组成的有机体 d. 用户与计算机之间的接口正确 题目3 操作系统的功能是进行处理器管理、（）管理、设备管理和信息管理。 a. 硬件 b. 软件 c. 存储器正确 d. 进程 题目4 所谓（）是指将一个以上的作业放入主存，并且同时处于运行状态，这些作业共享处理机的时间和外围设备等其他资源。 a. 共行执行 b. 多重处理 c. 多道程序设计正确 d. 实时处理 题目5 （）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地使用计算机。 a. 实时 b. 分布式 c. 分时正确 d. 网络 题目6 若把操作系统看作计算机系统资源的管理者，下列的（）不属于操作系统所管理的资源。 a. 程序 b. CPU c. 内存 d. 中断正确 题目7 在下列操作系统的各个功能组成部分中，（）不需要硬件的支持。 a. 中断系统 b. 地址映射 c. 进程调度正确 d. 时钟管理 在进程管理中，当（）时，进程从阻塞状态变为就绪状态。 a. 等待的事件发生正确 b. 等待某一事件 c. 进程被进程调度程序选中 d. 时间片用完 题目9 对进程的管理和控制使用（）。 a. 指令 b. 信箱通信 c. 原语正确 d. 信号量 题目10 进程控制就是对系统中的进程实施有效的管理，通过使用（）、进程撤销、进程阻塞、进程唤醒等进程控制原语实现。 a. 进程管理 b. 进程创建正确 c. 进程同步 d. 进程运行 题目11 操作系统通过（）对进程进行管理。 a. 进程启动程序 b. 进程控制区 c. 进程控制块正确 d. 进程 题目12 通常，用户进程被建立后，（）。 a. 随着进程的阻塞或唤醒而撤销与建立 b. 随着作业运行正常或不正常结束而撤销正确 c. 便一直存在于系统中，直到被操作人员撤销 d. 随着时间片轮转而撤销与建立 题目13 一个进程被唤醒意味着（）。 a. 该进程重新占有了CPU b. 其PCB移至等待队列队首 c. 它的优先权变为最大 d. 进程变为就绪状态正确 题目14 下面所述步骤中，（）不是创建进程所必需的。 a. 将进程控制块链入就绪队列 b. 为进程分配内存 c. 建立一个进程控制块 d. 由调度程序为进程分配CPU 正确 题目15 第二章进程管理 作业3. 在测量控制系统中的数据采集任务DataCollection()时，把所有采集的数据送到一个单缓冲区，计算任务DataCompute()从该缓冲区取出数据进行计算。试写出利用信号量机制实现两任务共享缓冲区Buffer的同步算法。 方法二： 答：如果有多个DataCollection和多个DataCompute，则可能会出现多个同类进程依次操作同一数据的情况，这种情况通常是不允许的。比如，多个DataCollection依次生产了多个data，只有最后一个数据得以保留。 2. 用时间片轮转法RR调度进程A、B、C、D和E，时间片q分别为2和4， 问：（1）该状态是否安全，如果不安全说明理由，如果安全给出安全序列； 安全序列是：P1,P0,P2,P3,P4 （2）若进程P3提出请求Request(1,2,1)后，系统是否安全，如果不安全说明理由，如果安全给出分配后的安全序列。 安全序列是：P1,P3,P0,P2,P4 1. 假设有一批作业A、B、C、D、E、F，它们的大小分别为A:7KB、B:18KB、C:9KB、D:20KB、E:35KB、F:8KB，根据不同的算法把它们分配到如下空闲分区表中。 “*”表示已分配 2. 假设物理块数M=3，有一个作业的页面走向为 4、3、2、1、4、3、 5、4、3、2、1、5、 6、2、3、 7、1、2、6、1 1）采用先进先出FIFO页面置换算法，计算访问过程中所发生的缺页次数和 2）采用最佳页面Optimal置换算法，计算访问过程中所发生的缺页次数和缺 缺页率：11/20=55% 3）采用最近最久未使用LRU置换算法，计算访问过程中所发生的缺页次数 材料物理习题集 第一章 固体中电子能量结构和状态（量子力学基础） 1. 一电子通过5400V 电位差的电场，（1）计算它的德布罗意波长；（2）计算它的波数；（3） 计算它对Ni 晶体（111）面（面间距d =2.04×10-10m ）的布拉格衍射角。（P5） 1 2 341311921111 o ' (2)6.610 = (29.110 5400 1.610) =1.67102K 3.7610sin sin 2182h h p mE m d d λπλ θλ λθθ----=???????=?==?=解：（1）=（2）波数=（3）2 2. 有两种原子，基态电子壳层是这样填充的 ; ; s s s s s s s 2262322626102610（1）1、22p 、33p （2）1、22p 、33p 3d 、44p 4d ，请分别写出n=3的所有电子的四个量 子数的可能组态。（非书上内容） 3. 如电子占据某一能级的几率是1/4，另一能级被占据的几率为3/4，分别计算两个能级 的能量比费米能级高出多少k T ？（P15） 1 ()exp[]11ln[1]()()1/4ln 3()3/4ln 3F F F F f E E E kT E E kT f E f E E E kT f E E E kT = -+?-=-=-=?=-=-?解：由将代入得将代入得 4. 已知Cu 的密度为8.5×103kg/m 3，计算其E 0 F 。（P16） 22 03 23426233 3118(3/8)2(6.6310)8.510 =(3 6.0210/8)291063.5 =1.0910 6.83F h E n m J eV ππ---=????????=解： 由 5. 计算Na 在0K 时自由电子的平均动能。（Na 的摩尔质量M=22.99， .0ρ?33=11310kg/m ） 操作系统复习资料 第一章：操作系统引论 1. 什么是操作系统？可以从哪些角度阐述操作系统的作用？ 答：操作系统是计算机系统中的一个系统软件，是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 用户能够灵活、方便、有效地使用计算机，并使整个计算机系统能高效地运行的一组程 序模块的集合。 作用：控制管理计算机的全部硬软件资源，合理组织计算机内部各部件协调工作，为用户 提供操作和编辑界面的程序集合。 2、简要叙述批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统的概念及特点。 答：批处理操作系统：通常是把一批作业以脱机方式输入到磁带（磁盘）上，并在系统中配上监督程序（Monitor)，在它的控制下使这批作业能一个接一个地连续处理，直到磁带（磁盘）上所有的作业全部完成。其特点：（1）自动性；（2）顺序性。 分时操作系统：是指在一台主机上连接多个带有显示器和键盘的终端，同时允许多个用户通过自己的终端，以交互方式使用计算机，共享主机中的资源。其特点：（1）多路性；（2）独立性；（3）及时性；（4）交互性。 实时操作系统：是指系统及时（或即时）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。其特点：（1）多路性；（2）独立性；（3）及时性；（4）交互性；（5）可靠性。 3 操作系统需要管理哪些资源？它的基本功能是什么？ 答：硬件资源：CPU，打印机等，软件资源：数据，程序等 4 操作系统对外提供了哪些接口？ 答：（1）操作系统的命令接口通过在用户和操作系统之间提供高级通信来控制程序运行，用户通过输入设备发出一系列命令告诉操作系统执行所需功能，它包括了键盘操作命令和 作业控制命令，称为作业一级的用户接口。命令接口的两种最普遍和主要的方式是直接命 令方式（命令行）和间接命令方式（命令文件）。 （2）操作系统的程序接口它是用户程序和操作系统之间的接口，用户程序通过它们使用 系统资源及系统服务，这种接口方式通常采用若干系统调用组成。系统调用是操作系统对 外提供的一批系统子功能，是一类特殊的过程调用，由机器指令完成。操作系统作业参考答案及其知识点
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