计算机组成原理
问题1： 什么是计算机的五大组成部分？请分别介绍这五大部分的功能和特点。
计算机是由五大组成部分构成的，包括输入设备、输出设备、中央处理器（CPU）、存储器和控制器。其中输入设备负责将人类语言或其他信号转换成计算机能够识别的二进制数字进行进一步处理，例如鼠标、键盘、扫描仪等；输出设备将计算机的处理结果或处理中的中间数据以人类能够理解的形式输出，例如打印机、显示器和音响等；中央处理器是计算机的核心组件，负责对输入数据进行计算和处理；存储器存储了程序和数据；控制器负责协调计算机各个部件的工作。
在以上五大组成部分当中，中央处理器（CPU）是计算机系统的核心部件。它包含了算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU），ALU用于执行基本的算术和逻辑运算；CU将存储器中指令转换成操作信号并向其他组件发出控制信号。
问题2： 描述冯·诺伊曼式计算机体系结构，并说明漏洞及危害。
冯·诺伊曼式计算机的结构分为五个部分：中央处理器（CPU）、输入设备、输出设备、存储器和总线。其中输入和输出设备用于输入输出数据，存储器用于存储程序和数据，中央处理器用于执行指令，总线用于连接这些元件。
这种计算机体系结构最大的漏洞是不安全，特别是在使用跨站脚本（XSS）等攻击时更为明显。由于计算机中的所有数据都是已知的，攻击者可以通过代码注入漏洞来获取用户个人信息、密码等信息，从而导致严重后果，例如恶意用户可以利用此漏洞实现计算机远程控制，窃取用户的财产信息等。
问题3： 简要介绍计算机的外部存储器并说明它的工作原理。
外部存储器是计算机用于存储大容量数据的一种存储器，包括硬盘、U盘、磁带和光盘等。与内存不同的是，外部存储器的容量较大，但读写速度较慢，数据通常以文件的形式存在。外部存储器将数据写入到永久性存储介质上之后，就可以移动到其他计算机上进行读写操作。外部存储器通常采用磁性存储原理进行存储。磁条上的信息是由磁性物质沉积的磁位组成的，可以被读写磁头扫描。使用外部存储器的优点是数据安全性高，并且数据可以长期保留，可以被多台计算机共享，缺点在于读写速度较慢。
计算机网络
问题1： 简述OSI网络七层模型，说明每一层的功能和协议。
OSI网络七层模型是用于描述计算机网络如何运作的框架。该模型由下至上分为七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。物理层负责数据的传输，定义了物理信号传输的方式，例如电信号在网线中的传输方式等；数据链路层提供了可靠的数据传输，负责物理层的数据帧管理，例如速率控制、流量控制等；网络层为网络设备之间的数据传输提供逻辑寻址，例如IP地址，以及将数据分成更小的数据包进行路由；传输层负责数据的分段和重组，例如TCP和UDP协议；会话层提供了数据传输的管理和协调服务；表示层负责数据的格式转换和加密解密等操作；应用层是网络与用户交互的接口，提供各种应用服务和协议，例如HTTP、FTP协议等。
问题2： 什么是TCP/IP协议？它有哪些重要的特性？
TCP/IP是一种用于计算机网络通信的协议族。该协议族主要由两个协议组成：TCP传输控制协议和IP网际协议。TCP协议主要用于数据的分段和重组，并提供高可靠性数据传输；IP协议是一种无连接协议，主要负责数据的寻址和路由。
TCP/IP协议族具有以下重要特性：
1. 分层结构：分为应用层、传输层、网络层和数据链路层几个层次，以便合理构建和管理网络。
2. 可靠性：TCP协议可以检测和纠正传输中的错误，并且可以复位等导致通信异常的状态。
3. 可扩展性：TCP/IP协议的扩展性非常好，可以根据需要灵活配置，开放使用。
4. 开放性：TCP/IP协议族是开放的，任何人都可以使用这种协议。
问题3： 描述路由器的功能及其工作原理。
路由器是一种用于连接多个计算机网络的设备，位于计算机网络通信的网络层。路由器可以将数据包转发到目标网络，从而实现网络间通信。路由器的主要功能是根据IP地址进行数据包路由，并且可以过滤数据包，保护网络不受威胁。
路由器的工作原理是将数据包作为IP数据报进行转发，通过查找目的IP地址来确定数据包的下一步方向。在路由表中，每个IP地址都与一个出口接口相关联，当路由器收到数据包时，它会查找路由表中目标地址所对应的出口接口，并将数据包转发到指定接口。路由器通过广播机制使其他所有路由器能够知道网络中路由器的存在，然后替换安装了路由器的计算机的默认网关地址。在这种情况下，路由器必须能够在传递数据时识别目标地址，从而传输数据到对应的计算机。路由器也能够提供附加功能，例如：负载均衡、虚拟专用网、拨号上网等。
操作系统
问题1： 简要描述操作系统的功能和目标。
操作系统是一种管理和控制计算机系统资源的软件。操作系统有三个主要的功能：资源管理、处理机管理和文件管理。
操作系统的目标是提高系统性能，保持系统的可靠性，以及为用户提供友好的接口。其具体包括以下目标:
1.低成本：操作系统的设计、开发和维护实现低成本。
2.易用性：为用户提供良好的用户界面，以方便用户使用计算机系统。
3.可靠性：操作系统需要提供可靠的保护机制，以防止数据丢失和用户错误。
4.可维护性：操作系统需要设计为易于维护和升级。
问题2： 什么是进程和线程？它们之间的关系是什么？
进程是正在进行的程序，具有独立的内存空间和系统资源。每个进程都包含一个或多个线程。线程是进程中的单个执行单元，用于执行指令。线程共享进程的资源和空间，包括代码、数据和部分堆栈等。
线程是进程的子进程，是被操作系统管理的最小的运行单元。进程中的线程共享数据段和堆，但拥有各自的栈段，这使得操作系统可以在一个进程中同时执行多个线程。线程包括用户级线程和内核级线程。用户级线程只存在于应用程序中，而内核级线程在操作系统内核层次处运行。
每个线程都是由独立的调度器控制，但由于它们共享进程的资源，因此线程之间的通信和同步需要使用进程内部的锁和信号量等机制来实现。
问题3： 简述死锁的概念及其防止措施。
死锁是指两个或多个进程分别在等待对方完成某些操作之前，彼此被阻塞的现象。由于每个进程都需要等待另一个进程完成操作，二者都无法继续执行。
为了防止死锁，需要使用以下措施：
1.避免死锁：系统设计时需要考虑避免死锁的情况，例如通过有效的资源分配和进程调度算法等措施。
2.死锁检测和恢复：如果由于各种原因无法避免死锁，可以采用死锁检测和恢复技术。该技术允许系统检测到死锁的发生，并执行恢复程序以解除死锁。
3.资源预约：在操作过程中，操作系统为进程提供临时资源，直到它们不再需要资源为止，这样就避免了死锁的发生。