计算机科学导论第三版答案

第1章概述

习题(答案)

一．选择题

1. D

2. B

3. CD

4. C

5.A

6. ABC

7. A

8. C

9.B 10. B

11. C 12. A 13. ABC 14.B 15. ABCD

16.C 17.ABCDE

二．简答题

1．简述计算机的发展阶段

计算机的出现是20世纪最辉煌的成就之一，按照采用的电子器件划分，计算机大致经历了四个阶段。

1. 第一代计算机(1946—1957)

其主要特征是逻辑器件使用了电子管，用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备，用磁鼓或磁带作为外存储器，使用机器语言编程。第一台计算机需要工作在有空调的房间里，如果希望它处理什么事情，需要把线路重新连接接，把成千上万的线重新焊接。

1949年发明了可以存储程序的计算机，这些计算机使用机器语言编程，可存储信息和自动处理信息，存储和处理信息的方法开始发生革命性的变化。

第一代计算机体积大、运算速度低、存储容量小、可靠性低。几乎没有什么软件配置，主要用于科学计算。尽管如此，第一代计算机却奠定了计算机的技术基础，如二进制、自动计算及程序设计等，对以后计算机的发展产生了深远的影响。其代表机型有：ENIAC、IBM650(小型机)、IBM709(大型机)等。

2. 第二代计算机(1958—1964)

其主要特征是使用晶体管代替了电子管，内存储器采用了磁芯体，引入了变址寄存器和浮点运算部件，利用I/O处理机提高了输入输出能力。这不仅使得计算机的体积缩小了很多，同时增加了机器的稳定性并提高了运算速度，而且计算机的功耗减小，价格降低。在软件方面配置了子程序库和批处理管理程序，并且推出了Fortran、COBOL、ALGOL等高级程序设计语言及相应的编译程序，降低了程序设计的复杂性。除应用于科学计算外，它还开始应用在数据处理和工业控制等方面。其代表机型有IBM7090、IBM7094、CDC7600等。

3. 第三代计算机(1965—1972)

其主要特征是用半导体中、小规模集成电路(Integrated Circuit，IC)作为元器件代替晶体管等分立元件，用半导体存储器代替磁芯存储器，使用微程序设计技术简化处理机的结构，这使

得计算机的体积和耗电量显著减小，而计算速度和存储容量却有较大提高，可靠性也大大加强。在软件方面则广泛地引入多道程序、并行处理、虚拟存储系统和功能完备的操作系统，同时还提供了大量的面向用户的应用程序。计算机开始定向标准化、模块化、系列化，此外，计算机的应用进入到许多科学技术领域。代表机器有IBM 360系列、富士通F230系列等。

4. 第四代计算机(1972年至今)

其主要特征是使用了大规模和超大规模集成电路，使计算机沿着两个方向飞速向前发展。一方面，利用大规模集成电路制造多种逻辑芯片，组装出大型、巨型计算机，使运算速度向每秒十万亿次、百万亿次及更高速度发展，存储容量向百兆、千兆字节发展，巨型机的出现，推动了许多新兴学科的发展。另一方面，利用大规模集成电路技术，将运算器、控制器等部件集成在一个很小的集成电路芯片上，从而出现了微处理器。微型计算机、笔记本型和掌上型等超微型计算机的诞生是超大规模集成电路应用的直接结果，并使计算机很快进入到寻常百姓家。完善的系统软件、丰富的系统开发工具和商品化的应用程序的大量涌现，以及通信技术和计算机网络的飞速发展，使得计算机进入了一个快速发展的阶段。

现在很多国家正在研制新一代的计算机，新一代计算机将是微电子技术、光学技术、超导技术、电子仿生技术等多学科相结合的产物。它能进行知识处理、自动编程、测试和排错，以及用自然语言、图形、声音和各种文字进行输入和输出。新一代计算机的研究目标是打破计算机现有的体系结构，使得计算机能够具有像人那样的思维、推理和判断能力。已经实现的非传统计算技术有超导计算、量子计算、生物计算、光计算等。未来的计算机可能是超导计算机、量子计算机、生物计算机、光计算机、纳米计算机或DNA计算机等。

2. 简述中国计算机的发展历程。

1. 华罗庚和我国第一个计算机科研小组

华罗庚教授是我国计算技术的奠基人和最主要的开拓者之一。当冯·诺依曼开创性地提出并着手设计EDV AC时，正在美国Princeton大学工作的华罗庚教授参观过他的实验室，并经常与他讨论有关学术问题。1952年，全国大学院系进行调整，他从清华大学电机系物色了闵乃大、夏培肃和王传英三位科研人员，在他担任所长的中国科学院数学所内建立了中国第一个电子计算机科研小组。1956年，在筹建中科院计算技术研究所时，华罗庚教授担任筹备委员会主任。

2. 第一代电子管计算机研制(1958—1964)

我国从1957年开始研制通用数字电子计算机，1958年8月1日该机研制成功，可以表演短程序运行，标志着我国第一台电子计算机诞生。为纪念这个日子，该机定名为八一型数字电子计算机。该机在738厂开始小量生产，改名为103型计算机(即DJS-1型)，共生产38台。

1958年5月我国开始了第一台大型通用电子计算机(104机)研制(如图1.2所示)，以前苏联当时正在研制的БЭСМ-II计算机为蓝本，在前苏联专家的指导帮助下，中科院计算所、四机部、七机部和部队的科研人员与738厂密切配合，于1959年国庆节前完成了研制任务。

在研制104机同时，夏培肃院士领导的科研小组首次自行设计于1960年4月研制成功一台小型通用电子计算机，即107机

1964年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机119机研制成功(如图1.4所示)，平均浮点运算速度达到5万次/每秒。

(3) 第二代晶体管计算机研制(1965—1972)

1965年研制成功的我国第一台大型晶体管计算机(109乙机，共用2万多支晶体管，3万多支二极管)。对109乙机加以改进，两年后又推出109丙机，为用户运行了15年，有效算题时间10万小时以上，在我国两弹试验中发挥了重要作用，被用户誉为“功勋机”。

同时华北计算所先后研制成功108机、108乙机(DJS-6)、121机(DJS-21)和320机(DJS-6)，并在738厂等五家工厂生产。哈军工(国防科大前身)于1965年2月成功推出了441B晶体管计算机并小批量生产了40多台。

(4) 第三代基于中小规模集成电路的计算机研制(1973—20世纪80年代初)

我国于1970年初期陆续推出大、中、小型采用集成电路的计算机。1973年，北京大学与北京有线电厂等单位合作研制成功运算速度每秒100万次的大型通用计算机。进入80年代，我国高速计算机，特别是向量计算机有了新的发展。1983年中国科学院计算所完成我国第一台大型向量机（757机，如图1.6所示）计算速度达到1000万次/每秒。

同年，国防科技大学研制的银河-Ⅰ亿次巨型计算机（如图1.7所示）是我国高速计算机研制的一个重要里程碑，它标志着我国文革动乱时期与国外拉大的距离又缩小到7年左右(银河-Ⅰ的参考机克雷-Ⅰ于1976年推出)。

(5) 第四代基于超大规模集成电路的计算机研制(20世纪80年代中期至今)

和国外一样，我国第四代计算机研制也是从微机开始的。1980年初我国很多单位也开始采用Z80、X86和M6800芯片研制微机。1983年12月电子部六所研制成功与IBM PC机兼容的DJS-0520微机。

1992年国防科技大学研究成功银河-Ⅱ通用并行巨型机，峰值速度达4亿次/每秒浮点运算(相当于每秒10亿次基本运算操作)，总体上达到80年代中后期国际先进水平。

从上世纪90年代初开始，国际上采用主流的微处理机芯片研制高性能并行计算机已成为一种发展趋势。1993年，国家智能计算机研究开发中心成功研制曙光一号全对称共享存储多处理机；1995年，该中心又推出了中国第一台具有大规模并行处理机(MPP)结构的并行机曙光1000(含36个处理机)，峰值速度25亿次/每秒浮点运算，实际运算速度上了10亿次/每秒浮点运算这一高性能台阶。

1997年国防科技大学成功研制银河-Ⅲ百亿次并行巨型计算机系统，采用可扩展分布共享存储并行处理体系结构，由130多个处理结点组成，峰值性能为130亿次/每秒浮点运算，系统综合技术指标达到90年代中期国际先进水平。

国家智能计算机研究开发中心与曙光公司于1997至1999年先后在市场上推出具有机群结构的曙光1000A，曙光2000-Ⅰ，曙光2000-Ⅱ超级服务器，峰值计算速度已突破1000亿次/每秒浮点运算，机器规模已超160个处理机。2000年推出浮点运算速度3000亿次/每秒的曙光3000超级服务器。2004年上半年推出每秒浮点运算速度1万亿次/每秒的曙光4000超级服务器。

3．什么是计算机系统？

计算机系统是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统，由计算机硬件系统和计算机软件系统两大部分组成。

4. 简述计算机硬件系统的五大部分。

①运算器

运算器又称算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit，ALU)，是计算机对数据进行加工处理的部件，它的主要功能是对二进制数进行加、减、乘、除等算术运算和与、或、非等基本逻辑运算，实现逻辑判断。运算器是在控制器的控制之下实现其功能的，运算结果由控制器发出的指令送到内存储器中。

②控制器

控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器和操作控制器等组成，控制器是用来控制计算机各部件协调工作，并使整个处理过程有条不紊地进行。它的基本功能就是从内存中取出指令和执行指令，即控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码，然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令，执行该指令。另外，控制器在工作过程中，还要接受各部件反馈回来的信息。

通常把运算器、控制器集成在一个大规模集成电路板上称为中央处理器，又称CPU(Central Processing Unit)。

③存储器

存储器是计算机的记忆装置，用于存放原始数据、中间数据、最终结果和处理程序。为了对存储的信息进行管理，把存储器划分成存储单元，每个单元的编号称为该单元的地址。各种存储器基本上都是以1个字节作为一个存储单元。存储器内的信息是按地址存取的，如要访问存储器中的某个信息，就必须知道它的地址。向存储器里存入信息也称为“写入”，写入新的内容将覆盖原来的内容。从存储器里取出信息也称为“读出”，信息读出后并不破坏原来存储的内容，因此信息可以重复读出，多次利用。

通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机，也可以说主机是由CPU与内存储器组成的，而主机以外的装置称为外部设备，外部设备包括输入/输出设备、外存储器等。

④输入和输出设备

输入和出设备简称I/O(Input/Output)设备。用户通过输入设备将程序和数据输入计算机，输出设备将计算机处理的结果(如数字、字母、符号和图形)显示或打印出来。常用的输入设备有：键盘、鼠标器、扫描仪、数字化仪等；常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。

5．请解释冯?诺依曼所提出的“存储程序”概念。

把程序和数据都以二进制的形式统一存放在存储器中，由机器自动执行。不同的程序解决不同的问题，实现了计算机通用计算的功能。

6．控制器的主要功能是什么？

控制器基本功能就是从内存中取指令和执行指令，即控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码，然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令，执行该指令。另外，控制器在工作过程中，还要接受各部件反馈回来的信息。

7．简述CPU和主机的概念。

通常把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器，又称CPU(Central Processing Unit)。

通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机，也可以说主机是由CPU与内存储器组成的，而主机以外的装置称为外部设备，外部设备包括输入/输出设备，外存储器等。

8．什么是计算机软件？计算机软件的分类有哪些？

软件是指用来指挥计算机运行的各种程序的总和以及开发、使用和维护这些程序所需的技术文档。

计算机软件系统分为系统软件和应用软件。计算机系统软件由操作系统、语言处理系统、以及各种软件工具等各种软件程序组成，指挥、控制计算机硬件系统按照预定的程序运行、工作，从而达到预定的目标。应用软件是用户利用计算机软、硬件资源为解决各类应用问题而编写的软件，包括用户程序及其说明性文件资料。

9．计算机有哪些主要的特点？

(1)运算速度快、精度高

计算机的字长越长，其精度越高，现在世界上最快的计算机每秒可以运算几十万亿次以上。一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具所望尘莫及的。

(2)具有逻辑判断和记忆能力

计算机有准确的逻辑判断能力和高超的记忆能力。能够进行各种逻辑判断，并根据判断的结果自动决定下一步应该执行的指令。

(3)高度的自动化和灵活性

计算机采取存储程序方式工作，即把编好的程序输入计算机，机器便可依次逐条执行，这就使计算机实现了高度的自动化和灵活性。

10. 简述计算机系统的主要技术指标。

评价计算机的性能指标有很多，通常人们从计算机的字长、时钟周期和主频、运算速度、内存容量、数据输入输出最高速率等技术指标来评价计算机系统。

1．字长

在计算机中，用若干二进制位表示一个数或一条指令，前者称为数据字，后者称为指令字。字长的直接影响计算机的功能强弱、精度高低和速度快慢。计算机处理数据时，一次可以运算的数据长度称为一个“字”(Word)，字的长度称为字长。一个字可以是一个字节(Byte，简称B)，也可以是多个字节。常用的字长有8位（bit）、16位、32位、64位等。如某一类计算机的字由4个字节组成，则字的长度为32位，相应的计算机称为32位机。

2．时钟周期和主频

计算机的中央处理器对每条指令的执行是通过若干个微指令操作来完成的，这些微指令操作是按时钟周期的节拍来“动作”的，时钟周期的微秒数反映出计算机的运算速度。有时也用时钟周期的倒数——时钟频率(兆频)，即人们常说的主频来表示。一般说来，主频越高(时钟周期越短)，计算机的运算速度越快。但是，主频并不能全面准确地反映计算机的运算速度，而每秒钟执行百万条指令数(MIPS)指标则能较全面准确地反映计算机的运算速度。近十年来，微

计算机的主频提高很快，例如，IBM PC/XT微机的CPU主频为4.77MHz，而Pentium 4 CPU 的主频己超过1GMHz，并且在不断提高。

3．运算速度

计算机的运算速度是衡量计算机水平的一项主要指标，它取决于指令执行时间。运算速度的计算方法多种多样，目前常用单位时间内执行多少条指令来表示，而计算机执行各种指令所需时间不同。因此，常根据在一些典型题目计算中，各种指令执行的频度以及每种指令的执行时间来折算出计算机的等效速度。

4．内存容量

存储器的容量反映计算机记忆信息的能力，它常以字节为单位表示。存储器的容量越大，则存储的信息越多，计算机的功能越强。

计算机中的操作大多是与内存交换信息，但内存的存取速度相对CPU的算术和逻辑运算的速度要低1～2个数量级。因此，内存的读写速度也是影响计算机运行速度的主要因素之一。

为了度量信息存储容量，将8位二进制位(8bits)称为1个字节，字节是计算机中数据处理和存储容量的基本单位。1024个字节称为1K字节(1KB)，1024K个字节称1兆字节(1MB)，1024M个字节称为1G字节(1GB)，1024G个字节称为1T字节(1TB)，现在微型计算机主存容量大多数在兆字节以上。

5．数据输入输出最高速率

主机与外部设备之间交换数据的速率也是影响计算机系统工作速度的重要因素。由于各种外部设备本身工作的速度不同，常用主机所能支持的数据输入输出最大速率来表示。

11．计算机的分类有哪些？

根据计算机工作原理和运算方式的不同，以及计算机中信息表示形式和处理方式的不同，计算机可分为数字式电子计算机(Digital Computer)、模拟式电子计算机(Analog Computer)和数字模拟混合计算机(Hybrid Computer)。当今广泛应用的是数字计算机，因此，常把数字式电子计算机(Electronic Digital Computer)简称为电子计算机或计算机。

按计算机的用途可分为通用计算机(General Purpose Computer)和专用计算机(Special Purpose Computer )两大类。通用计算机能解决多种类型问题，是具有较强通用性的计算机，一般的数字式电子计算机多属此类；专用计算机是为解决某些特定问题而专门设计的计算机，如嵌入式系统。

根据计算机的总体规模对计算机分类，可分为巨型机(Super Computer)、大/中型计算机(Mainframe)、小型计算机(Mini computer)、微型计算机(Micro computer)和网络计算机(Network Computer)五大类。

常见的微型机还可以分为台式机、便携机、笔记本电脑、掌上型电脑等多种类型。

12．简述计算机的基本运行方式。

计算机的基本运作方式可概括为所谓的“IPOS循环”。IPOS循环即输入(Input)、处理(Processing)、输出(Output)和存储(Storage)，它反映了计算机进行数据处理的基本步骤。

(1)输入

接受由输入设备(如键盘、鼠标器、扫描仪等)提供的数据。

对数值、逻辑、字符等各种类型的数据进行操作，按指定的方式进行转换。

(3)输出

将处理所产生的结果等数据由输出设备(如显示器、打印机、绘图仪等)进行输出。

(4)存储

计算机可以存储程序和数据供以后使用。

13．计算机有哪些主要的用途？

(1)科学计算

使用计算机来完成科学研究和工程技术中所遇到的数学问题的计算称为科学计算，也称为数值计算。科学计算是使用计算机完成在科学研究和工程技术领域中所提出的大量复杂的数值计算问题，是计算机的传统应用之一。

(2)信息处理

所谓信息处理就是使用计算机对数据进行输入、分类、加工、整理、合并、统计、制表、检索以及存储等，又称为数据处理。例如座席预订与售票系统、零售业中的应用、办公自动化等。信息处理已成为当代计算机的主要任务，是现代化管理的基础。

(3)实时控制(也称过程控制)

实时控制也称过程控制，实时控制能及时地采集检测数据、使用计算机快速地进行处理并自动地控制被控对象的动作，实现生产过程的自动化。

(4)计算机辅助设计/辅助制造/辅助教学

计算机辅助设计(Computer Aided Design——CAD)是使用计算机来辅助人们完成产品或工程的设计任务的一种方法和技术。计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing——CAM)是使用计算机辅助人们完成工业产品的制造任务，能通过直接或间接地与工厂生产资源接口的计算机来完成制造系统的计划、操作工序控制和管理工作的计算机应用系统。计算机辅助教学(Computer Aided Instruction——CAI)是把计算机用作教学媒体，使它充当指导者、工具和学习者角色，学生通过与计算机的对话进行学习的一种新型教学技术。

(5)人工智能

人工智能(Artificial Intelligence——AI)就是指计算机模拟人类某些智力行为的理论、技术和应用。

(6)多媒体技术

随着电子技术特别是通信和计算机技术的发展，人们已经有能力把文本、音频、视频、动画、图形和图像等各种媒体综合起来，构成“多媒体”(Multimedia)的概念。

14．简述计算机的发展趋势。

(1)微型化

一方面，随着计算机的应用日益广泛，在一些特定场合，需要很小的计算机，计算机的重量、体积都变得越来越小，但功能并不减少。另一方面，随着计算机在世界上日益普及，个人电脑正逐步由办公设备变为电子消费品。人们要求电脑除了要保留原有的性能之外，还要有时尚的外观、轻便小巧、便于操作等特点，如平板电脑、手持电脑等。今后个人计算机(Personal Computer)在计算机中所占的比重将会越来越大，使用也将会越来越方便。

社会在不断发展，人类对自然世界的认识活动也越来越多，很多情况要求计算机对数据进行运算。“巨型化”在这里并不是通常意义上的大小，主要是指机器的性能——运算速度等。

(3)网络化

因特网(Internet)的建立正在改变我们的世界，改变我们的生活。网络具有虚拟和真实两种特性，网上聊天和网络游戏等具有虚拟特性，而网络通信、电子商务、网络资源共享则具有真实的特性。

(4)智能化

今后，计算机在生活中扮演的角色将会更加重要,计算机应用将具有更多的智能特性，能够帮助用户解决—些自己不熟悉或不愿意做的事，如智能家电、烹调等。

(5)新型计算机

目前新一代计算机正处在设想和研制阶段。新一代计算机是把信息采集、存储处理、通信和人工智能结合在一起的计算机系统。

15．简述计算学科的定义、计算学科的本质、计算学科的三个过程。

计算学科是对描述和变换信息的算法过程，包括对理论分析、设计、效率、实现和应用等进行的系统研究。计算学科的研究包括了从算法与可计算性的研究到根据可计算硬件和软件的实际实现问题的研究。

计算学科的根本问题是“什么能被有效地自动进行？”。计算学科的根本问题讨论的是能行性的有关内容，而凡是与能行性有关的讨论都是处理离散对象的。

计算学科的实质是学科方法论的思想，其关键问题是抽象、理论和设计三个过程相互作用的问题。

(1)理论

理论是数学科学的根本。应用数学家们都认为，科学的进展都是基于纯数学的。应用数学用数学的方法推动经验科学和工程学的发展，同时又不断刺激对新数学的需要，为纯理论数学提出新的问题。

(2)抽象

抽象(模型化)是自然科学的根本。科学家们相信，科学进展的过程基本上都是形成假设，然后用模型化过程去求证。

(3)设计

设计是工程的根本。工程师们认为，工程进展基本上都是提出问题，然后通过设计去构造系统，以解决问题。

16．简述计算机科学与技术学科的定义。

计算机科学技术是研究计算机的设计与制造和利用计算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制等的理论、原则、方法和技术的学科，包括科学与技术两方面。科学侧重于研究现象、揭示规律；技术则侧重于研制计算机和研究使用计算机进行信息处理的方法与技术手段。科学是技术的依据，技术是科学的体现；技术得益于科学，它又向科学提出新的课题。

17.简述计算机科学与技术学科的根本问题及研究范畴。

计算机科学与技术学科的根本问题是什么能被有效地自动化。问题的符号表示及其处理过

程的机械化、严格化的固有特性，决定了数学是计算机科学与技术学科的重要基础之一，数学及其形式化描述、严密的表达和计算是计算机科学与技术学科所用的重要工具，建立物理符号系统并对其实施变换是计算机科学与技术学科进行问题描述和求解的重要手段。

计算机科学与技术的研究范畴包括计算机理论、硬件、软件、网络及应用等，按照研究的内容，也可以划分为基础理论、专业基础和应用三个层面。

计算机理论的研究包括离散数学、算法分析理论、形式语言与自动机理论、程序设计语言理论、程序设计方法学；计算机硬件的研究包括元器件与存储介质、微电子技术、计算机组成原理、微型计算机技术、计算机体系结构；计算机软件的研究包括程序设计语言的设计、数据结构与算法、程序设计语言翻译系统、操作系统、数据库系统、算法设计与分析、软件工程学、可视化技术；计算机网络的研究包括网络结构、数据通信与网络协议、网络服务、网络安全；计算机应用的研究及人－机工程包括计算机应用的研究、软件开发工具、完善既有的应用系统、开拓新的应用领域、人－机工程、研究人与计算机的交互和协同技术。

18．简述计算机科学课程体系的核心内容。

计算学科课程体系的教学内容归结为14个知识体，包括：

(1)离散结构(PS)

计算学科是以离散型变量为研究对象，离散数学对计算技术的发展起着十分重要的作用。随着计算技术的迅猛发展，离散数学越来越受到重视。

(2)程序设计基础(PF)

《计算作为一门学科》报告指出了程序设计在计算学科的正确地位：程序设计是计算学科课程中固定练习的一部分，是每一个计算学科专业的学生应具备的能力，是计算学科核心科目的一部分，程序设计语言还是获得计算机重要特性的有力工具。

(3)算法与复杂性(AL)

算法是计算机科学和软件工程的基础，现实世界中，任何软件系统的性能仅依赖于两个基本点方面，一方面是所选择的算法；另一方面是各不同层次实现的适宜性和效率。

(4)组织与体系结构(AR)

计算机在计算中处于核心地位，如果没有计算机，计算学科只是理论数学的一个分支，应该对计算机系统的功能构件、以及他们的特点/性能和相互作用有一定的理解。

(5)操作系统(OS)

操作系统定义了对硬件行为的抽象，程序员用它来对硬件进行控制。操作系统还管理计算机用户间的资源共享。

(6)网络计算(NC)

计算机和通信网络的发展，尤其是基于TCP/IP的网络的发展使得网络技术在计算学科中更加重要。

(7)程序设计语言(PL)

程序设计语言是程序员与计算机交流的主要工具。一个程序员不仅要知道如何使用一种语言进行程序设计，还应理解不同语言的程序设计风格。

(8)人-机交互(HL)

人机交互重点在于理解人对交互式对象的交互行为，知道如何使用以人为中心的方法开发和评价交互软件系统，以及人机交互设计问题的一般知识。

(9)图形学和可视化计算(GV)

该主领域的主要内容包括：计算机图形学、可视化、虚拟现实、计算机视觉等4 个学科子领域的研究内容。

(10)智能系统(IS)

人工智能领域关心的问题是自主代理的设计和分析。智能系统必须干知其环境，合理地朝着指定的任务行动，并与其它代理和人进行交互。

(11)信息管理(IM)

信息系统几乎在所有使用计算机的场合都发挥着重要的作用。

(12)软件工程(SE)

软件工程是关于如何有效地利用建立满足用户和客户需求的软件系统理论/知识和实践的学科，可以应用于小型、中型、大型系统。

(13)数值计算科学(CN)

从计算学科的诞生之日起，科学计算的数值方法和技术就构成了计算机科学研究的一个主要领域。

(14)社会和职业问题(SP)

大学生需要懂得计算学科本身基本的文化、社会、法律和道德问题。还需要培养学生提出有关计算的社会影响这样严肃问题以及对这些问题的可能答案进行评价的能力。学生还需要认识到软硬件销售商和用户的基本法律权利，也应意识到这些权利的基本基础——道德价值观。

三．讨论题

1．计算机的产生是世纪最伟大的成就之一，具体体现在哪些方面？根据你的观察，请列出计算机的应用。

答案略。

2．在信息社会，如何才能在计算机产业中做出自己的贡献，有所作为？

答案略。

3．计算机提供了无限的机会和挑战。利用它可以更快更好地完成许多事情，可以方便地和全世界的人们联系和通信。但是，是否想过事情的反面呢？所有的变化都是积极的么？计算机的广泛使用会产生什么负面的影响吗？讨论这些问题和其他所能想到的问题。

答案略。

第2章计算机体系结构与组织

习题（答案）

一．选择题

1．D 2．D 3．D 4．D 5．C

6．B 7．A 8．C 9．A 10．C

11．A 12．C 13．C 14．C 15．A

16．A 17．B 18．A

二．简答题

1．试简单叙述计算机采用二进制的原因。

答：计算机只认识二进制编码形式的指令和数据。因此，包括数字、字符、声音、图形、图像等信息都必须经过某种方式转换成二进制的形式，才能提供给计算机进行识别和处理。在计算机中采用二进制，是因为物理上实现容易。由于二进制只有两个状态0和1，这正好与物理器件的两种状态相对应，例如电压信号的高与低，门电路的导通与截止等；而十进制电路则需要用十种状态来描述，这将使得电路十分复杂，处理也十分困难。因此，采用二进制将使得计算机在物理上实现简单，且具有可靠性高、处理简单、抗干扰能力强等优点。

2．什么是定点数，它分为哪些种类？

答：所谓定点数，就是指计算机在运算过程中，数据中小数点的位置固定不变。其中小数点的位置是由计算机设计者在机器的结构中指定一个不变的位置，而不一定都必须具有小数点的指示装置。定点数一般有小数和整数两种表示形式。定点小数是把小数点固定在数据数值部分的左边，符号位的右边；定点整数则把小数点固定在数据数值部分的右边。

3．简要叙述声音的编码过程。

答：计算机获取声音信息的过程即是声音信号数字化的处理过程。经过数字化处理后的数字声音信息才能被计算机所识别和处理。声音被计算机处理的过程主要经过音频信号的采样、量化和编码几个过程。

4．简述计算机软件系统的分类。（系统软件和应用软件两方面）

软件是指能在计算机上运行的各种程序，包括各种有关的文档。通常将软件分为系统软件和应用软件两大类。

1．系统软件

可以把软件分成若干层，最内层是对硬件的扩充与完善，而外层则是对内层的再次扩充与完善。一般把靠近内层、为方便使用和管理计算机资源的软件，称为系统软件。系统软件通常是负责管理、控制和维护计算机的各种软硬件资源，并为用户提供一个友好的操作界面，以及服务于一般目的的上机环境。系统软件包括操作系统、计算机的监控管理程序、高级程序设计语言的编译和解释程序以及系统服务程序等。操作系统在系统软件中处于核心地位，其他的系统软件在操作系统的支持下工作；高级程序设计语言的编译和解释程序，将软件工程师编写的软件“翻译”成为计算机能够“理解”的机器语言；系统服务程序为计算机系统的正常运行提供服务。

2．应用软件

应用软件是针对某个应用领域的具体问题而开发和研制的程序，它由专业人员为各种应用目的而开发。应用软件必须在系统软件的支持下才能工作，它具有很强的实用性和专业性，正是由于应用软件的开发和使用，才使得计算机的应用日益渗透到社会的各行各业。

应用软件可以由用户自己开发，也可在市场上购买。

常用的应用软件有：文字处理软件，如WPS、Word等；电子表格软件，如Excel、Lotus 等；图形处理软件，如3DMAX等；课件制作软件，如PowerPoint、Authorware等；多媒体处理软件，如RealPlay、MediaPlayer等。

5．存储器的功能是什么？

答：现代计算机是以存储器为中心的计算机系统，存储器是计算机的重要组成部分。当利用计算机完成某项任务时，首先把解决问题的程序和所需数据存于存储器中，在执行程序时再由存储器快速地提供给处理机。显然，存储器的功能是存储信息，被存储的信息包括程序信息和数据信息等。

6. 存储器的主要指标是什么？

答：存储器作为计算机系统的核心部件之一，有必要对其性能进行描述。描述一个存储器性能优劣的主要指标有存储容量、存储周期和存取时间、可靠性、性能价格比、功耗、可靠性等。

7. 简述存储器的三级存储体系分层结构。

三级结构的存储器系统，是围绕读写速度尚可、存储容量适中的主存储器来组织和运行的，并由高速缓冲存储器缓解主存读写速度慢、不能满足CPU运行速度需要的矛盾；用虚拟存储器更大的存储空间来解决主存容量小、存不下规模更大的程序与更多数据的难题，从而达到使整修存储器系统有更高的读写速度、更大的存储空间、相对较低的制造与运行成本的要求。追求整修存储器系统有更高的性能价格比是三级存储体系结构的核心思想。这种三级结构的存储器系统的运行原理是建立在程序运行的局部性原理之上的。程序运行的局部性原理体现在：

(1) 时间的局部性原理。在一小段时间内，最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问。

(2) 空间局部性原理。即最近被往往集中在一小片存储区域中。

(3) 指令执行顺序的局部性原理。指令顺序执行比转移执行的可能性要大。

在三级结构的存储器系统中，所存储的信息必须满足如下原则：

●一致性原则

即同一个信息会同时存放在几个级别的存储器中，此时，这一信息在几个级别的存储器中必须保持相同的值。

●包含性原则

处在内层(即靠近CPU)存储器中的信息一定被包含在各外层的存储器中，即内层存储器中的全部信息一定是各外层存储器中所存信息中一小部分的副本，这是保证程序正常运行、实现信息共享、提高系统资源利用率所必需的，反之则不成立。

8. 简述多核的关键技术。

与单核处理器相比，多核处理器在体系结构、软件、功耗和安全性设计等方面面临着巨大的挑战，但也蕴含着巨大的潜能。

1．核结构研究

CMP的构成分成同构和异构两类，同构是指内部核的结构是相同的，而异构是指内部

的核结构是不同的。为此，面对不同的应用研究核结构的实现对未来微处理器的性能至关重要。核本身的结构，关系到整个芯片的面积、功耗和性能。怎样继承和发展传统处理器的成果，直接影响多核的性能和实现周期。同时，根据Amdahl定理，程序的加速比决定于串行部分的性能，所以，从理论上来看似乎异构微处理器的结构具有更好的性能。

多核所用的指令系统对系统的实现也是很重要的，采用多核之间采用相同的指令系统还是不同的指令系统，能否运行操作系统等，也将是研究的内容之一。

2．程序执行模型

多核处理器设计的首要问题是选择程序执行模型。程序执行模型的适用性决定多核处理器能否以最低的代价提供最高的性能。程序执行模型是编译器设计人员与系统实现人员之间的接口。编译器设计人员决定如何将一种高级语言程序按一种程序执行模型转换成一种目标机器语言程序; 系统实现人员则决定该程序执行模型在具体目标机器上的有效实现。当目标机器是多核体系结构时，产生的问题是：多核体系结构如何支持重要的程序执行模型？是否有其他的程序执行模型更适于多核的体系结构？这些程序执行模型能多大程度上满足应用的需要并为用户所接受？

3．Cache设计：多级Cache设计与一致性问题

处理器和主存间的速度差距对CMP来说是个突出的矛盾，因此必须使用多级Cache 来缓解。目前有共享一级Cache的CMP、共享二级Cache的CMP以及共享主存的CMP。通常，CMP采用共享二级Cache的CMP结构，即每个处理器核心拥有私有的一级Cache，且所有处理器核心共享二级Cache。Cache自身的体系结构设计也直接关系到系统整体性能。但是在CMP结构中，共享Cache或独有Cache孰优孰劣、需不需要在一块芯片上建立多级Cache，以及建立几级Cache等等，由于对整个芯片的尺寸、功耗、布局、性能以及运行效率等都有很大的影响，因而这些都是需要认真研究和探讨的问题。另一方面，多级Cach e又引发一致性问题。采用何种Cache一致性模型和机制都将对CMP整体性能产生重要影响。在传统多处理器系统结构中广泛采用的Cache一致性模型有: 顺序一致性模型、弱一致性模型、释放一致性模型等。与之相关的Cache一致性机制主要有总线的侦听协议和基于目录的目录协议。目前的CMP系统大多采用基于总线的侦听协议。

4．核间通信技术

CMP处理器的各CPU核心执行的程序之间有时需要进行数据共享与同步，因此其硬件结构必须支持核间通信。高效的通信机制是CMP处理器高性能的重要保障，目前比较主流的片上高效通信机制有两种，一种是基于总线共享的Cache结构，一种是基于片上的互连结构。总线共享Cache结构是指每个CPU内核拥有共享的二级或三级Cache，用于保存比较常用的数据，并通过连接核心的总线进行通信。这种系统的优点是结构简单，通信速度高，缺点是基于总线的结构可扩展性较差。

基于片上互连的结构是指每个CPU核心具有独立的处理单元和Cache，各个CPU核心通过交叉开关或片上网络等方式连接在一起。各个CPU核心间通过消息通信。这种结构的优点是可扩展性好，数据带宽有保证；缺点是硬件结构复杂，且软件改动较大。也许这两者的竞争结果不是互相取代而是互相合作，例如在全局范围采用片上网络而局部采用总

线方式，来达到性能与复杂性的平衡。

5．总线设计

传统微处理器中，Cache不命中或访存事件都会对CPU的执行效率产生负面影响，而总线接口单元（BIU）的工作效率会决定此影响的程度。当多个CPU 核心同时要求访问内存或多个CPU核心内私有Cache同时出现Cache不命中事件时，BIU对这多个访问请求的仲裁机制以及对外存储访问的转换机制的效率决定了CMP系统的整体性能。因此寻找高效的多端口总线接口单元（BIU）结构，将多核心对主存的单字访问转为更为高效的猝发（burst）访问，同时寻找对CMP处理器整体效率最佳的一次Burst访问字的数量模型以及高效多端口BIU访问的仲裁机制将是CMP处理器研究的重要内容。

6．操作系统设计：任务调度、中断处理、同步互斥

对于多核CPU，优化操作系统任务调度算法是保证效率的关键。一般任务调度算法有全局队列调度和局部队列调度。前者是指操作系统维护一个全局的任务等待队列，当系统中有一个CPU核心空闲时，操作系统就从全局任务等待队列中选取就绪任务开始在此核心上执行。这种方法的优点是CPU核心利用率较高。后者是指操作系统为每个CPU内核维护一个局部的任务等待队列，当系统中有一个CPU内核空闲时，便从该核心的任务等待队列中选取恰当的任务执行，这种方法的优点是任务基本上无需在多个CPU核心间切换，有利于提高CPU核心局部Cache命中率。目前多数多核CPU操作系统采用的是基于全局队列的任务调度算法。

多核的中断处理和单核有很大不同。多核的各处理器之间需要通过中断方式进行通信，所以多个处理器之间的本地中断控制器和负责仲裁各核之间中断分配的全局中断控制器也需要封装在芯片内部。另外, 多核CPU是一个多任务系统。由于不同任务会竞争共享资源，因此需要系统提供同步与互斥机制。而传统的用于单核的解决机制并不能满足多核，需要利用硬件提供的“读－修改－写”的原子操作或其他同步互斥机制来保证。

7．低功耗设计

半导体工艺的迅速发展使微处理器的集成度越来越高，同时处理器表面温度也变得越来越高并呈指数级增长，每三年处理器的功耗密度就能翻一番。目前，低功耗和热优化设计已经成为微处理器研究中的核心问题。CMP的多核心结构决定了其相关的功耗研究是一个至关重要的课题。低功耗设计是一个多层次问题，需要同时在操作系统级、算法级、结构级、电路级等多个层次上进行研究。每个层次的低功耗设计方法实现的效果不同——抽象层次越高，功耗和温度降低的效果越明显。

8．存储器

为了使芯片内核充分地工作，最起码的要求是芯片能提供与芯片性能相匹配的存储器带宽，虽然内部Cache的容量能解决一些问题，但随着性能的进一步提高，必须有其他一些手段来提高存储器接口的带宽，如增加单个管脚带宽的DDR、DDR2、QDR、XDR等。同样，系统也必须有能提供高带宽的存储器。所以，芯片对封装的要求也越来越高，虽然封装的管脚数每年以20%的数目提升，但还不能完全解决问题，而且还带来了成本提高的问题，为此，怎样提供一个高带宽，低延迟的接口带宽，是必须解决的一个重要问题。

9．可靠性及安全性设计

随着技术革新的发展，处理器的应用渗透到现代社会的各个层面，但是在安全性方面却存在着很大的隐患。一方面，处理器结构自身的可靠性低下，由于超微细化与时钟设计的高速化、低电源电压化，设计上的安全系数越来越难以保证，故障的发生率逐渐走高。另一方面，来自第三方的恶意攻击越来越多，手段越来越先进，已成为具有普遍性的社会问题。现在，可靠性与安全性的提高在计算机体系结构研究领域备受注目。

今后，CMP这类处理器芯片内有多个进程同时执行的结构将成为主流，再加上硬件复杂性、设计时的失误增加，使得处理器芯片内部也未必是安全的，因此，安全与可靠性设计任重而道远。

9. 什么是高性能计算机？

答：高性能计算机的概念并无明确的定义，一般认为运算速度非常快的计算机就可以认为是高性能计算机。严格地讲，高性能计算机是一个拥有最先进的硬件、软件、网络和算法的综合概念，“高性能”的标准是随着技术的发展而发展的。

10. 什么是接口？它的主要功能是什么？

答：在主机与外设进行数据交换时必领引入相应的逻辑部件解决两者之间的同步与协调、数据格式转换等问题，这些逻辑部件就称为输入输出接口，简称为接口。输入输出接口的基本功能有：

(1)实现数据缓冲，提供主机和设备交换信息过程中的数据缓冲机构，使主机与外设在工作速度上达到匹配。

(2)实现数据格式的转换，例如，当主机和设备的信号同谋不同时的信号电平转换功能、数据传送中的格式（串行、并行）转换功能、直接内存访问中的额外需求等。

(3)提供外设和接口的状态，为 CPU更好地控制各种外设提供有效的帮助，交换主机和外围设备的状态信息。

(4)实现主机与外设之间的通讯联络控制，实现主机与设备之间的数据交换。

11. 简述并行算法的基本内容。

并行算法是在给定并行模型下的一种具体明确的计算方法和步骤，其分类有不同的分类方法。

根据并行计算任务的大小分类，可以分为粗粒度并行算法、中粒度并行算法和细粒度并行算法三类。粗粒度并行算法所含的计算任务有较大的计算量和较复杂的计算程序；中粒度并行算法所含的计算任务的大小和计算程序的长短在粗粒度和细粒度两种类型的算法之间；细粒度并行算法所含的计算任务有较小的计算量和较短的计算程序。

根据并行计算的基本对象可分为数值并行计算和非数值并行计算。非数值计算也会用于高精度数值计算，数值计算中也会有查找、匹配等非数值计算成分，这两者之间并无严格的界限。实际分类时，主要是根据主要的计算量所属范畴以及宏观的计算方法来判断。

根据并行计算进程间的依赖关系可以分为同步并行算法和异步并行算法。前者是通过一个全局的时钟来控制各部分的步伐，将任务中的各个部分计算同步地向前推进；而后者执行的各部分计算步伐之间没有关联，互不同步，在操作中，它们根据计算过程的不同阶段决定等待、继续或终止。同步并行算法适合于SIMD并行计算机，异步并行算法适合于MIMD并行计算机。

一个高效的并行算法设计过程比较复杂。一般编程设计过程可以分为任务划分、通信分析、任务组合和处理器映射四步。任务划分阶段主要将整个使用域或功能分解成一些小的计算任务，它的目的是要揭示和开拓并行执行的机会；通信分析则检测在任务划分阶段划分的合理性；任务组合按照性能要求和实现的代价来考察前两个阶段的结果，必要时可以将一些小的任务组合成更大的任务以提高执行效率和减少通信开销；处理器映射决定将每一个任务分配到哪个处理器上去执行，目的是要最小化全局执行时间和通讯成本，并最大化处理器的利用率。

12. 什么是网络计算机?它有什么优点？

答：网络计算机（NETWORK COMPUTER）简称NC，是专用于高速网络环境下的计算机终端设备。是基于处理器芯片和网络基础的新一代计算机产品，是一种新的桌面计算机。NC 除了有人机交互必需的显示器，键盘鼠标外，它没有硬盘，软盘，光驱等外部存储设备，是一种瘦客户机。网络计算机具有以下优点：

(1)易管理，维护简单，使用方便。

(2)网络计算机没有硬盘，软盘和光盘，也没有风扇，在硬件方面没有什么可维护的地方，大大减少了计算机网络的维护工作，成本低廉。

(3)安全性强，无论是防止病毒的侵犯，还是资料维护的安全，NC都比PC要好的多。

(4)静音节能，高可靠网络计算机没有任何噪音，非常安静。网络计算机的功耗非常小。

三．讨论题

1. 为什么计算机使用二进制，而不使用人们生活中的十进制来表示数据信息。

答案略。

2. 计算机系统的存储器分为哪几个层次？（原题已删除）

答案略。

3. 网络计算机有许多优点，请结合其特点谈谈我国发展网络计算机的前途。

答案略。

第3章程序设计语言

习题

一、选择题

1. A

2. A

3. D

4. A

5. AB

6. C

7. D

8. D

9. ABCD 10. B

11.A 12.A

二、简答题

1．简述程序的概念。

答：一个程序就是能够实现特定功能的一组指令序列的集合。或者程序＝算法＋数据结构。

2. 简述程序设计过程的一般步骤。

程序设计的过程一般有四个步骤。

1．分析问题

在着手解决问题之前，应该通过分析，充分理解问题，明确原始数据、解题要求、需要输出的数据及形式等。

2．设计算法

算法是解题的过程。首先集中精力于算法的总体规划，然后逐层降低问题的抽象性，逐步充实细节，直到最终把抽象的问题具体化成可用程序语句表达的算法。这是一个自上而下、逐步细化的过程。

3．编码

利用程序设计语言表示算法的过程称为编码。

4．调试程序

调试程序包括编译和连接等操作。编译程序将源程序转换为目标程序，它对程序员编写的源程序进行语法检查，程序员根据编译过程中的错误提示信息，查找并改正源程序的错误后再重新编译，直到没有语法错误为止。大多数程序设计语言还要使用连接程序把目标程序与系统提供的库文件进行连接以得到最终的可执行文件。在连接过程中若程序使用了错误的内部函数名，将会引起连接错误。对于经过编译和连接，并最终运行结束的程序，程序员还要对程序执行的结果进行分析，只有得到正确结果的程序才是所需的程序。

3. 简述机器语言和汇编语言的共同特点。

汇编语言具有一个本质上与机器语言一一对应的指令系统。大多数情况下，一条汇编指令直接对应一条机器指令，少数汇编指令对应几条机器指令，所以，汇编语言的实质和机器语言是相同的。与机器指令一样，汇编指令直接针对计算机硬件进行操作，要求程序员具有较为深厚的计算机专业知识；每一条指令只能实现一个非常细微的操作（例如移动、自增），因而源程序一般比较冗长、复杂、容易出错。

4. 简述高级语言程序的运行过程。

使用高级语言编写程序的一般过程可以归纳为以下几个步骤：

(1) 使用文本编辑工具，逐条编写源程序的语句。保存源程序的文件时，文件的后缀名与所用的高级语言有关。

(2) 编译源程序文件，生成目标文件，文件后缀名通常为obj。

(3) 链接目标文件，生成可执行文件，文件后缀名通常为exe。

(4) 在计算机上运行可执行程序，并进行调试和维护。

程序的执行环境由操作系统提供，一般分为命令行环境和图形用户界面环境。在DOS 与大多数Unix类操作系统中，提供的就是命令行用户界面，用户需要在系统命令提示符后面输入各种操作命令以实现需要的功能；在Windows操作系统中，提供的是图形用户界面，

用户可以通过点击鼠标等操作完成希望的功能。“界面就是程序”反映了在程序设计中为用户提供良好的操作界面的重要性。用户使用界面的好坏直接影响着程序的质量，要树立以人为本的思想，尽量为用户提供便利。

5．简述编译程序的概念。

编译程序是把高级语言程序(源程序)作为一个整体来处理，在应用源程序执行之前，就将程序源代码“翻译”成目标代码(机器语言)，编译后与系统提供的代码库链接，形成—个完整的可执行的机器语言程序(目标程序代码)。

6．用图示法表示编译程序的框架。

答：编译程序的框架如图所示：

表格管理

目标代码生成中间代码优化中间代码生成语义分析器语法分析器词法分析器

源程序目标代码

出错处理

7．词法分析的任务是什么？

答：作为编译过程的第一个阶段，其任务是从左到右一个字符，一个字符地对源程序进行扫描，读入源程序，对构成源程序的字符流进行扫描和分解，通过词法分析从而识别出一个个单词(也称单词符号或符号)。

8．语法分析的任务是什么？

答：语法分析是编译过程的第二个阶段，任务是在词法分析的基础上将单词序列分解成各类语法短语，如“程序”、“语句”、“表达式”等等。

9．简述语义处理的功能。

答：编译过程中的语义处理实现两个功能：

(1) 审查每个语法结构的静态语义，即验证语法结构合法的程序是否真正有意义，有时把这个工作称为静态语义分析或静态审查。

(2) 如果静态语义正确，则语义处理要执行真正的翻译，要么生成程序的一种中间表示形式(中间代码)，要么生成实际的目标代码。

10．简述中间代码的概念。

答：所谓“中间代码”是一种结构简单、含义明确的记号系统，这种记号系统可以设计为多种多样的形式，重要的设计原则为两点：一是容易生成；二是容易将它翻译成目标代码。

11．目标代码生成阶段的任务是什么？

答：目标代码生成阶段的任务是把中间代码变换成特定机器上的绝对指令代码或可重定位的指令代码或汇编指令代码。这是编译的最后阶段，它的工作与硬件系统结构和指令

含义有关，这个阶段的工作很复杂，涉及到硬件系统功能部件的运用、机器指令的选择、各种数据类型变量的存储空间分配以及寄存器和后援寄存器的调度等。

三、讨论题

1．作为一个计算机专业的学生，程序设计是大学学习的重要内容之一，程序设计的内容很多，语言的更新也很快，如何才能更好地掌握程序设计？如何利用语言编程？怎样才能克服害怕编程的思想？

答案略。

2．根据你的理解，学习程序设计语言的过程中，最重要的注意事项是什么？

答案略。

第4章程序设计基础

习题

一、选择题

1. C

2. A 3 B 4. D 5. A

6. B

7. C

8.D

9. B 10. D

二、简答题

1．结构化程序设计的思想是什么？

答：结构化程序设计的基本思想就是采用自顶向下、逐步求精的设计方法和单入口单出口的控制结构。

2．结构化程序设计的原则是什么？

答：结构化程序设计的原则是：

(1) 使用顺序、选择、循环3种基本控制结构表示程序逻辑。

(2)程序语句组织成容易识别的语句模块，每个模块都是单入口、单出口。

(3)严格控制GOTO语句的使用。

3．结构化程序设计语言采用自顶向下的方法进行程序设计的特点是什么？

答：利用结构化程序设计语言采用自顶向下的方法进行程序设计的特点是：

(1) 问题分解成子问题的结构必须与3种基本程序结构之一相对应。

(2) 问题的划分决定了程序的结构。一方面，子问题的划分决定了这一层次的程序是3种基本结构中的哪一种结构；另一方面，一个问题该如何划分成子问题是灵活的，并不是只有一种分解方法。分解的好坏就决定了设计的质量，也决定了程序的不同结构。

(3) 问题的边界应该清晰明确。只有这样才能精确地解决这些子问题，否则就会模棱两可，无从下手。

4．简述面向对象和结构化程序设计的区别。

答：面向对象是从本质上区别于传统的结构化方法的一种新方法、新思路。它吸收了结构化程序设计的全部优点，同时又考虑到现实世界与计算机之间的关系，认为现实世界是由一系列彼此相关并且能够相互通信的实体组成，这些实体就是面向对象方法中的对象，每个对象都有自己的自然属性和行为特征，而一类相似对象的共性的抽象描述，就是面向对象方法中的核心——类。

5．什么是数据结构？数据的物理结构有哪些？

答：数据结构是指数据元素之间的相互关系的集合，包括了数据的逻辑结构、物理结构以及数据的运算。

数据的物理结构主要有四种，分别是顺序结构、链表结构、索引结构及散列结构。

(1) 顺序结构：是把所有元素存放在一片连续的存储单元中，逻辑上相邻的元素存储在物理位置相邻的存储单元中，由此得到的存储表示称为顺序存储结构。

(2) 链表结构：对逻辑上相邻的元素不要求其物理位置相邻，元素间的逻辑关系通过附设的指针域来表示，由此得到的存储表示称为链式存储结构。

(3) 索引结构：每个数据结构建立索引表，每个数据元素占用表中的一项，每个表项通常包含关键字和地址指针。其中的关键字是能够惟一标志一个数据元素的数据项。

(4) 散列结构：通过构造相应的散列函数，由散列函数的值来确定元素存放的地址。

三、讨论题

题目已变

1．在进行程序设计时，语言的选择尤为重要，根据你对程序设计语言的了解，谈谈你对程序设计的认识。

答案略。

2．如何才能选择一个好的数据结构进行程序设计。

答案略。

第5章算法与复杂性

习题

一、选择题

1. B

2. D

3. C

4. A

5. B

6. B

7. D

8. C

9. A 10. A

二、简答题

1．什么是算法，算法的特性有哪些？

级本科《计算机科学导论》期末考试题B卷及其评分标准

级本科《计算机科学导论》期末考试题B卷 一、选择题, 1～30题每题1分，31～55题每题2分，共80分 【1】微型计算机的主机是由_______ A) 运算器和控制器组成的 B) 运算器、控制器和内存储器组成的 C) 运算器、控制器、内存储器以及键盘和显示器组成的 D) CPU和外设组成的 【2】操作系统是一种_______ A) 系统软件B) 应用软件C) 字处理软件 D) 数据库管理系统 【3】下列四条叙述中，正确的一条是______ A) 微机内部的数据用二进制表示，而程序用ASCII码字符表示 B) 把数据写入存储器或从存储器中读出数据的过程称为访问或存取 C) 汇编程序的功能是把用高级语言的源程序翻译成等价的目标程序 D) 计算机中使用的汉字编码和ASCII码是一样的 【4】一个系统、一个部件、一个软件等，在不改变原来已有部分功能的前提下，增加新的部件、新的处理功能或增加新的容量的功能，称为_______ A) 可运行性 B) 可移植性 C) 可视性 D) 可扩充性 【5】下面四条关于显示器的叙述中，有错误的一条是______ A) 显示器是由监视器和显示卡两部分组成的 B) 显示卡是用来将主机输出的信号转换成监视器所能接受的形式 C) 显示卡是决定显示器类型和性能的一个重要部件 D) 目前微型计算机中广泛使用的显示卡是CGA和EGA 【6】下列四条关于激光打印机的叙述中，正确的一条是________ A) 激光打印机是激光技术和静电复印技术相结合的产物，是常见的硬拷贝设备 B) 激光打印机可以使用连续打印纸 C) 激光打印机可以进行复写打印 D) 激光打印机可以使用普通稿纸进行打印 【7】十进制数625对应的二进制数是_______ A) 101011001 B) 1001100011 C) 1001110001 D) 1011110001 【8】100个24×24点阵汉字字形库所需要的存储容量是______ A) 2400B B) 4800B C) 7200B D) 9600B 【9】下列字符中，ASCII码最小的是_____ A) K B) a C) h D) H 【10】应用软件是指______ A) 利用计算机本身的逻辑功能，合理地组织、协调硬件与相关软件高效工作的软件 B) 在特定的应用领域中为某种应用目的，由用户所开发的软件 C) 为提高计算机使用效率，合理使用资源，方便用户而设计的一整套程序 D) 能为各应用单位共同使用的那种软件 【11】Windows 98操作系统是一个_____ A) 交互式多道程序系统 B) 多道批处理系统 C) 单道批处理系统 D) 实时系统 【12】 Windows 98中的窗口______ A) 既不能移动，也不能改变大小 B) 仅可以移动，不能改变大小 C) 仅可以改变大小，不能移动 D) 既能移动，也能改变大小 【13】在Windows 98中，下列操作中不能关闭对话框的是_______ A) 用鼠标左键单击“确定”按钮 B) 用鼠标左键单击“取消”按钮 C) 用鼠标左键单击“应用”按钮 D) 用鼠标左键单击“关闭”按钮 1

计算机科学导论教程重点

计算机科学导论 第1章 1、数据的定义：数据是客观事物属性的记录表示 2、数据的形式：数、文字、图像、图形、视频和音频 3、常见的数据存储介质：磁盘、光盘、磁带、内存储器、早期用过的纸质穿孔带和穿孔卡 4、信息产生三要素：（信息）源、理解规则、接收者 5、信息是数据的内涵，数据是信息的外在形式。 6、数据处理的基本环节：收集、录制和输入、加工、输出、存储、传输（图4页） 7、计算机作为数据处理机：输入设备、输出设备、存储器、中央处理器（CPU）、总线 8、计算机的应用领域：科学计算、（狭义的）数据处理、自动控制、制造业、通信业、办公自动化、娱乐、人工智能 9、提出现代化计算机体系结构的鼻祖是冯·诺依曼。 第2章 1、从数据处理功能的角度，可以把计算机硬件设备可分成四大部分：内存、CPU、输入输出设备和总线。 2、单元地址是内存单元在硬件层次的唯一标识。 3、内存储器的种类：随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、高速缓冲存储器（cache） 4、CPU的主要组成部件：算术逻辑运算器（ALU）、控制器、寄存器 5、输入设备：字符输入设备、定位设备、扫描设备 6、输出设备：显示器、打印机、绘图仪 7、系统总线的类型：数据总线、地址总线、控制总线 8、微机的总线标准：ISA总线、PCI总线、USB总线 9、冯·诺依曼结构把存储器分为4级，即外存→内存→高速缓存→寄存器（图50页） 第3章 1、操作系统的资源管理对象主要是指CPU、内存、I/O设备和外存数据。 2、操作系统把资源管理相应地分为4个部分：CPU管理、存储器管理、设备管理、文件管理 3、作业的管理调度方式：单道作业方式、多道作业批处理方式、分时方式 4、I/O设备的输入输出控制 (1)程序控制输入输出 (2)中断控制输入输出 (3)直接存储器存储 （1）通道处理器和外围处理机 5、操作系统的常见类型 (1)多用户系统

计算机科学导论第三版答案Ch-18

C H A P T E R18 Artificial Intelligence (Solutions to Odd-Numbered Review Questions and Problems) Review Questions Q18-1.An interrogator asks a set of questions that are forwarded to a computer and a human being. The interrogator receives two sets of responses: one from the computer and one from the human. After careful examination of the two sets, if the interrogator cannot definitely tell which set has come from the com- puter, the computer has passed the intelligent test. Some experts think that this is an accurate definition of an intelligent system; some think that the test is not necessarily the definition of an intelligent system. Q18-3.LISP is a programming language that manipulates lists. LISP treats data, as well as a program, as a list,. This means a LISP program can change itself. This feature matches with the idea of an intelligent agent that can learn from the environment and improves its behavior. PROLOG is a language that can build a database of facts and a knowledge base of rules. A program in PRO- LOG can use logical reasoning to answer questions that can be inferred from the knowledge base. Q18-5.Propositional logic is a language made of a set of sentences that can be used to do logical reasoning about the world. In propositional logic, a symbol that rep- resents a sentence is atomic; it cannot be broken to find some information about its components. To do so, we need predicate logic, the logic that defines the relation between the parts in a proposition. Q18-7. A ruled-based system represents knowledge using a set of rules that can be used to deduce some new facts from already-known facts. The semantic net- work is a graphical representation of entities and their relationships. Q18-9.The five stages of image processing are edge detection, segmentation, finding depth, finding orientation, and object recognition. Q18-11.Neural networks try to simulate the learning process of the human brain using a networks of artificial neurons. 1

计算机科学导论试卷A

黄河科技学院2010 - 2011学年第一学期期末考试《计算机科学导论》课程试题（A卷） 适用类别普招层次专科专业计算机网络技术年级 10级试 卷代码: 注意事项： 1、本卷采用了分卷制，已将试题纸与答题纸分开。请考生将答案按原题号顺序，写在答题纸上。在试题纸上书写答案，一律无效。交卷时，应分别交验试题纸、答题纸和草稿纸。 2、请在答题纸规定的位置书写姓名、座号、学号等信息。 3、请自觉遵守考场纪律。 一，单项选择题（每小题1分，共30分） 1．组成计算机主机的主要是_____。 A 运算器和控制器 B 中央处理器和主存储器 C 运算器和外设 D 运算器和存储器 2．下面各组设备中，同时包括了输入设备、输出设备和存储设备的是_____。 A CRT、CPU、ROM B 绘图仪、鼠标器、键盘 C 鼠标器、绘图仪、光盘 D 磁带、打印机、激光印字机3．计算机中，运算器的主要功能是完成_____。 A 代数和逻辑运算 B 代数和四则运算 C 算术和逻辑运算 D 算术和代数运算 4．在微机中，I/O的中文意思是_____。 A 读写存储器 B 操作系统 C 输入输出 D 接口电路 5．若要将数字作为文字输入到单元格，需先输入一个_____。 A 单引号 B 双引号 C 0 D 半角空格 6．为解决某一特定的问题而设计的指令序列称为_____。 A 文档 B 语言 C 系统 D 程序 7．通常所说的“裸机”是指计算机仅有_____。 A 硬件系统 B 软件 C 指令系统 D CPU 8．某单位的人事管理程序属于_____。 A 系统程序 B 系统软件 C 应用软件 D 目标软件 -------------各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽 有--------------

计算机科学导论第三版答案

第1章概述 习题(答案) 一?选择题 1. D 2. B 3. CD 4. C 5.A 6. ABC 7. A 8. C 9.B10. B 11. C12. A13. ABC14.B15. ABCD 16.C17.ABCDE 二?简答题 1简述计算机的发展阶段 计算机的出现是20世纪最辉煌的成就之一，按照采用的电子器件划分，计算机大致经历了四个阶段。 1. 第一代计算机(1946 —1957) 其主要特征是逻辑器件使用了电子管，用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备，用磁鼓 或磁带作为外存储器，使用机器语言编程。第一台计算机需要工作在有空调的房间里，如果希

望它处理什么事情，需要把线路重新连接接，把成千上万的线重新焊接。 1949年发明了可以存储程序的计算机，这些计算机使用机器语言编程，可存储信息和自动处理信息，存储和处理信息的方法开始发生革命性的变化。 第一代计算机体积大、运算速度低、存储容量小、可靠性低。几乎没有什么软件配置，主要用于科学计算。尽管如此，第一代计算机却奠定了计算机的技术基础，如二进制、自动计算及程序设计等，对以后计算机的发展产生了深远的影响。其代表机型有：ENIAC、IBM650(小 型机卜IBM709(大型机)等。 2. 第二代计算机(1958 —1964) 其主要特征是使用晶体管代替了电子管，内存储器采用了磁芯体，引入了变址寄存器和浮 点运算部件，利用I/O处理机提高了输入输出能力。这不仅使得计算机的体积缩小了很多，同时增加了机器的稳定性并提高了运算速度，而且计算机的功耗减小，价格降低。在软件方面配 置了子程序库和批处理管理程序，并且推出了Fortran、COBOL、ALGOL等高级程序设计语言及相应的编译程序，降低了程序设计的复杂性。除应用于科学计算外，它还开始应用在数据处理和工业控制等方面。其代表机型有IBM7090、IBM7094、CDC7600等。 3. 第三代计算机(1965 —1972) 其主要特征是用半导体中、小规模集成电路(Integrated Circuit，IC)作为元器件代替晶体管等分立元件，用半导体存储器代替磁芯存储器，使用微程序设计技术简化处理机的结构，这使 得计算机的体积和耗电量显著减小，而计算速度和存储容量却有较大提高，可靠性也大大加强。在软件方面则广泛地引入多道程序、并行处理、虚拟存储系统和功能完备的操作系统，同时还提供了大量的面向用户的应用程序。计算机开始定向标准化、模块化、系列化，此外，计算机的应用进入到许多科学技术领域。代表机器有IBM 360系列、富士通F230系列等。 4. 第四代计算机(1972年至今) 其主要特征是使用了大规模和超大规模集成电路，使计算机沿着两个方向飞速向前发展。 一方面，利用大规模集成电路制造多种逻辑芯片，组装出大型、巨型计算机，使运算速度向每秒十万亿次、百万亿次及更高速度发展，存储容量向百兆、千兆字节发展，巨型机的出现，推动了许多新兴学科的发展。另一方面，利用大规模集成电路技术，将运算器、控制器等部件集成在一个很小的集成电路芯片上，从而出现了微处理器。微型计算机、笔记本型和掌上型等超微型计算机的诞生是超大规模集成电路应用的直接结果，并使计算机很快进入到寻常百姓家。完善的系统软件、丰富的系统开发工具和商品化的应用程序的大量涌现，以及通信技术和计算 机网络的飞速发展，使得计算机进入了一个快速发展的阶段。 现在很多国家正在研制新一代的计算机，新一代计算机将是微电子技术、光学技术、超导 技术、电子仿生技术等多学科相结合的产物。它能进行知识处理、自动编程、测试和排错，以及用自然语言、图形、声音和各种文字进行输入和输出。新一代计算机的研究目标是打破计算机现有的体系结构，使得计算机能够具有像人那样的思维、推理和判断能力。已经实现的非传统计算技术有超导计算、量子计算、生物计算、光计算等。未来的计算机可能是超导计算机、量子计算机、生物计算机、光计算机、纳米计算机或DNA计算机等。

_“大学计算机基础”课程简介

“大学计算机基础”课程简介 1．课程编码：18012625 课程中文名称：大学计算机基础 课程英文名称：The Fundamentals of Computer 课程负责人：郭松涛 2．学时学分：40学时（其中：理论教学24学时，实验教学32/2学时），2.5学分 3、适用专业：大学本科各专业 4．预修课程：无 5．内容简介： 该课程是根据教育部非计算机专业计算机基础课程教学指导分委员会提出的高等学校计算机基础课程教学（1+X体系）基本要求而设立的大学本科各专业第一门计算机课程，是在原有《计算机文化基础》课程的基础上，根据21世纪人才培养的新要求，结合信息技术的研究成果与发展趋势，以及教育技术在教学改革中的应用现状和水平，对教学内容、体系结构做了重大的修改。该课程指导学生全面了解计算机知识体系，掌握计算机基础知识，为后继计算机课程的选修奠定坚实的基础。 该课程介绍了计算机系统基础知识（包括：计算机概述、计算机的组成、计算机工作原理、计算机硬软件系统、计算机的指令和指令系统、信息表示、运算基础等）；操作系统基础知识（包括：操作系统概述、基本工作原理、主要功能模块、Windows操作系统简介及使用方法和Linux 操作系统简介等；办公自动化基础知识（办公自动化的特点和系统构成、常用办公自动化设备、常用办公自动化软件、MS-Office中Word、Excel、PowerPoint的使用等、国产WPS Office特点及功能等）；程序设计基础知识（包括：程序设计语言概念、算法与数据结构、程序设计的基本过程、程序设计基本思想等）；数据库技术基础知识（包括：数据库系统概述、Access数据库管理系统基本知识、关系模型基础、SQL语言简介等）；计算机网络及应用基础知识（包括：网络基础知识、局域网和Internet的使用、Internet信息检索及软件使用、网页设计与网站建立、电子商务应用等）；多媒体技术基础知识（包括：多媒体与流媒体概述、多媒体系统的硬件构成、多媒体系统的软件环境、数据压缩与存储知识、多媒体应用系统开发方法等）；信息安全与社会社会责任知识（包括：信息安全及网络攻击防范、计算机病毒的危害及防范、数据加密、数字签名、数据备份、防火墙技术、社会责任与职业道德规范、信息安全的法律法规、软件知识产权保护等）。 该课程是学习计算机的入门课程，是大学本科各专业学生作为“普通高等学校大学计算机公共课系列”的第一门必修课程。它既注重计算机基础知识的系统介绍，又面向计算机的操作应用。使学生进入大学，就系统的掌握计算机的知识体系，以便后继相关课程的选课和学习。 从09级开始，我校“大学计算机基础”课程实行分级教学，分为基础班和提高班。基础班针对计算机知识基础薄弱或中学没有学习相关计算机信息技术课程的学生，提高班针对已经掌握了计算机基本知识，或具有了操作计算机基本能力的学生，通过开学分级测试分班。

计算机科学导论试卷

试题纸 课程名称：计算机科学导论适用专业年级：2005级 考生学号：考生姓名：……………………………………………………………………………………………………… 题号一二三四总分得分 一、单选题：（每题1分，共30分） 1．第四代计算机采用的主要电子元器件是（）。 （A）晶体管（B）中、小规模集成电路 （C）超大规模集成电路（D）微处理集成电路 2.在计算机系统中，一个字节的二进制位数为（）。 （A）16 （B）8 （C）4 （D）由CPU型号决定 3.一个完整的计算机系统包括（）。 （A）计算机及其外部设备（B）系统软件与应用软件 （C）硬件系统与软件系统（D）主机、键盘、显示器 4.微型计算机中运算器的主要功能是（）。 （A）控制计算机的运行（B）负责存取存储器中的数据 （C）算术运算和逻辑运算（D）分析指令并执行 5.系统软件中最重要的是（）。 （A）工具软件（B）数据库管理软件 （C）语言处理软件（D）操作系统 6.下列计算机语言中，CPU能直接识别的是（）。 （A）自然语言（B）高级语言（C）汇编语言（D）机器语言 7.某单位自行开发的工资管理系统，按计算机应用的类型划分，它属于（）。 A）应用程序B）工具软件C）系统程序D）文字处理程序 8.CPU包括（）。 （A）内存和控制器（B）控制器和运算器 （C）高速缓存和运算器（D）控制器、运算器和内存 9.十进制数（-123）的补码表示为（）。 （A）11111011 （B）10000100 （C）10000101 （D）01111011 10.在下列4个不同进制的数中，最小的数是（）。 （A）（11011101）2（B）（98）10（C）（147）8（D）（6A）16

计算机科学导论复习整理

计算机科学导论复习整 理 文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]

《计算机科学导论》课程考试重点知识 考试说明：选择题（共10小题，每小题2分，共20分）、名词解释题（共5小题，每小题4分，共20分）、简答题（共5小题，每小题6分，共30分）、综合题（共5小题，选做3小题。其中强化班同学必作1、2、3小题，普通班同学任选3小题作答，每小题10分，共30分）。 一、考试范围：1~10、15章，每章都有一定量的题目。 二、课后习题中的选择题全部要求。 三、重点掌握的知识点： 1．计算机操作系统: 操作系统就是合理管理并控制计算机系统内软、硬件资源，并能够合理组织工作流程、方便用户使用的程序的集合。 通常我们将操作系统的功能概括为两大功能：扩展的虚拟机功能、资源管理功能。 其中，资源管理功能包括了处理机管理、内存管理、设备管理、文件管理四大功能。而扩展的虚拟机提供友好的人机交互以及程序级接口，使得计算机看上去像是功能扩展了的机器。 2．存储器: 存储器是计算机的记忆装置，用于存放原始数据、中间数据、最终结果和处理程序。为了对存储的信息进行管理，把存储器划分成存储单元，每个单元的编号称为该单元的地址。各种存储器基本上都是以1个字节作为一个存储单元。存储器内的信息是按地址存取的，如要访问存储器中的某个信息，就必须知道它的地址。向存储器里存入信息也称为“写入”，写入新的内容将覆盖原来的内容。从存储器里取出信息也称为“读出”，信息读出后并不破坏原来存储的内容，因此信息可以重复读出，多次利用。 通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机，也可以说主机是由CPU与内存储器组成的，而主机以外的装置称为外部设备，外部设备包括输入/输出设备、外存储器等。

计算机科学导论第二版答案.doc

计算机科学导论第二版答案 【篇一：计算机科学导论习题答案】 题(答案) 一．选择题 1. d 2. b 3. cd 4. c 5. abc 6. a 7. b 8. b 9. abcd 10. abcde 二．简答题 1．什么是计算机系统？ 计算机系统是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统，由计算机硬件系统和计算机软件系统两大部分组成。 2．请解释冯?诺依曼所提出的“存储程序”概念。 把程序和数据都以二进制的形式统一存放在存储器中，由机器自动执行。不同的程序解决不同的问题，实现了计算机通用计算的功能。3．控制器的主要功能是什么？ 控制器基本功能就是从内存中取出指令和执行指令，即控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码，然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令，执行该指令。另外，控制器在工作过程中，还要接受各部件反馈回来的信息。 4．简述cpu 和主机的概念。 通常把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器，又称cpu(central processing unit) 。 通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机，也可以说主机是由cpu 与内存储器组成的，而主机以外的装置称为外部设备，外部设备包括输入/输出设备，外存储器等。 5．什么是计算机软件？计算机软件的分类有哪些？ 软件是指用来指挥计算机运行的各种程序的总和以及开发、使用和维护这些程序所需的技术文档。 计算机软件系统分为系统软件和应用软件。计算机系统软件由操作系统、语言处理系统、以及各种软件工具等组成，指挥、控制计算机硬件系统按照预定的程序运行、工作，从而达到预定的目标。应用软件是用户利用计算机软、硬件资源为解决各类应用问题而编写的软件，包括用户程序及其说明性文件资料。 6．计算机有哪些主要的特点？

南开大学《计算机科学导论》在线作业和答案

17秋学期（1709）《计算机科学导论》在线作业和答案一、多选题（共 5 道试题，共 10 分。） V 1. ROM的主要类型包括ABC A. ROM B. PROM C. EPROM D. CDROM 满分：2 分 2. 布尔函数最小化的作用有ABCD A. 降低成本 B. 提高电路可靠性 C. 在一块芯片上设计更合适的电路 D. 减少电路计算时间 满分：2 分 3. 计算机网络的拓扑结构包括ABCD A. 星型拓扑 B. 网状拓扑 C. 树状拓扑 D. 环状拓扑 满分：2 分 4. 鼠标的主要部件有ABC A. 位置采样机构

B. 传感器 C. 专用处理芯片 D. 电荷耦合器件 满分：2 分 5. Internet的主要应用有ABCD A. 电子邮件 B. 文件传输 C. 远程登录 D. 万维网 满分：2 分 二、判断题（共 15 道试题，共 30 分。） V 1. 硬件是计算机系统中有形的装置和设备的总称B A. 错误 B. 正确 满分：2 分 2. 实体是指某种抽象事物的集合A A. 错误 B. 正确 满分：2 分 3. 编译器是把用高级语言编写的程序翻译成机器码的程序B A. 错误 B. 正确 满分：2 分

4. 关系是元组的集合而不是元组的列表因此元组的出现顺序无关紧要B A. 错误 B. 正确 满分：2 分 5. 软件仅指与计算机有关的程序A A. 错误 B. 正确 满分：2 分 6. 网络协议就是为网络数据交换而制定的规则B A. 错误 B. 正确 满分：2 分 7. 门是对电信号执行基础运算的设备，用于接受一个输入信号，生成一个输出信号A A. 错误 B. 正确 满分：2 分 8. 软件危机完全是由软件自身的特点决定的A A. 错误 B. 正确 满分：2 分 9. 视频中的一幅图像叫做一帧B A. 错误 B. 正确 满分：2 分

计算机科学导论考试重点

名词解释 数据总线，地址控制总线 答：（1)数据总线：用于微处理器与内存、微处理器与输入输出借口之间传送信息。 数据总线的宽度（根数）决定着每次能传输信息的位数，因此数据总线的宽度是决定 计算机性能的一个重要指标。目前微型计算机的数据总线大多是32位或64位。 (2)地址总线：从内存单元或输入输出端口中读出数据或写入数据， 首先要知道内存单元或输入输出端口的地址，地址总线就是用来传送这些地址信息的。 地址总线的宽度决定了微处理器能访问的内存空间的大小，若某款微处理器有32位根地址线，则最多能访问4GB的内存空间。 （3）控制总线：用于传输控制信息，进而控制对内存和输入输出设备的访问。 无损压缩和有损压缩 1.无损压缩：是指压缩后不损失任何信息，解压缩后的信息与压缩之前的信息完全相同。无损压缩的压缩比较小，一般在2:1到5:1之间，主要用于文本文件，指纹图像，医学图像的压缩等。 2，有损压缩是指压缩后有信息的损失，但解压缩后的信息使用户感觉不出有信息的损失，或虽有感觉但不影响信息的使用，有损压缩的压缩比较高，可以达到几十比一甚至上百比一。主要用于蚃，视频和音频的压缩 网格计算，云计算 网格计算： 网格的三要素：动态的资源共享；协调的利用在不同地点的资源；对于不同地点，不同单位的资源、人员等等按需要动态地组成“虚拟机构” 网格式一种技术为了达到多种类型的分布资源共享和协作，网格计算技术必须解决多个层次的资源共享和合作技术，制定网格的标准，将internet从 通信和信息交互的平台提升到一个资源共享的平台。 云计算： 是网格计算、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储 （Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机和网络技术发展融合的产物。 云计算可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施及服务（Iaas）、平台及服务（Paas）和软件及服务（Saas）。 数字鸿沟 又称信息鸿沟，是指当代信息技术领域中存在的差距现象。它既存在于信息技术的开发领域，也存在与信息技术的应用领域。特别是由网络技术产生的差距 2.5虚拟内存虚拟设备 虚拟内存：虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用内存（一个连续完整的地址空间）， 而实际上，它通常是被分割成多个物理内存的碎片，还有部分暂时存储在挖补磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。 虚拟设备：指通过某种方法把一台独占物理设备改造成能提供多个用户共享使用的逻辑设备，这种逻辑设备称为虚拟设备。 通常虚拟技术将一台独占设备虚拟成多台逻辑设备，供多个用户进程同时使用，通常把

计算机科学导论整理

计算机科学导论整理 第一章： 1.二进制转换：1. 十进制整数转换为二进制整数 十进制整数转换为二进制整数采用"除2取余，逆序排列"法。具体做法是：用2去除十进制整数，可以得到一个商和余数；再用2去除商，又会得到一个商和余数，如此进行，直到商为零时为止，然后把先得到的余数作为二进制数的低位有效位，后得到的余数作为二进制数的高位有效位，依次排列起来。 2．十进制小数转换为二进制小数 要点：乘二取整，正序排列 解释：对被转换的小数乘以2，取其整数部分(0或1)作为二进制小数部分，取其小数部分，再乘以2，又取其整数部分作为二进制小数部分，然后取小数部分，再乘以2，直到小数部分为0或者已经去到了足够位数。每次取的整数部分，按先后次序排列，就构成了二进制小数的序列。 0.2乘以2，取整后小数部分再乘以2，运算4次后得到的整数部分依次为0、0、 1、1，结果又变成了0.2， 若果0.2再乘以2后会循环刚开始的4次运算，所以0.2转换二进制后将是0011的循环，即： (0.2)10=(0.0011 0011 0011 .....)2 循环的书写方法为在循环序列的第一位和最后一位分别加一个点标注。 2.八进制：二进制转换为八进制 方法：取三合一法，即从二进制的小数点为分界点，向左（向右）每三位取成一

位，接着将这三位二进制按权相加，得到的数就是一位八位二进制数，然后，按顺序进行排列，小数点的位置不变，得到的数字就是我们所求的八进制数。如果向左（向右）取三位后，取到最高（最低）位时候，如果无法凑足三位，可以在小数点最左边（最右边），即整数的最高位（最低位）添0，凑足三位。例 ①将二进制数101110.101转换为八进制 得到结果：将101110.101转换为八进制为56.5 3.十六进制：二进制转换为十六进制 方法：取四合一法，即从二进制的小数点为分界点，向左（向右）每四位取成一位，接着将这四位二进制按权相加，得到的数就是一位十六位二进制数，然后，按顺序进行排列，小数点的位置不变，得到的数字就是我们所求的十六进制数。如果向左（向右）取四位后，取到最高（最低）位时候，如果无法凑足四位，可以在小数点最左边（最右边），即整数的最高位（最低位）添0，凑足四位。 ①例：将二进制11101001.1011转换为十六进制 得到结果：将二进制11101001.1011转换为十六进制为E9.B 数值的原码表示是指，将最高位用作符号位（0表示正数，1表示负数），其余各位代表数值本身的绝对值（以二进制形式表示）的表示形式。 例如，+9的原码是00001001 └→符号位上的0表示正数-9的原码是10001001。 └→符号位上的1表示负数 所谓原码就是前面所介绍的二进制定点表示法，即最高位为符号位，“0”表示

《计算机科学导论》(第三版 )弗罗赞(翻译)

Chapter 1 练习 复习题 1.定义一个基于图灵模型的计算机。 答：Turing proposed that all kinds of computation could be performed by a special kind of a machine. He based the model on the actions that people perform when involved in computation. He abstracted these actions into a model for a computational machine that has really changed the world. 图灵模型假设各种各样的运算都能够通过一种特殊的机器来完成，图灵机的模型是基于各种运算过程的。图灵模型把运算的过程从计算机器中分离开来，这确实改变了整个世界。 2.定义一个基于冯·诺伊曼模型的计算机。 答：The von Neumann Model defines the components of a computer, which are memory, the arithmetic logic unit (ALU), the control unit and the input/output subsystems. 冯·诺伊曼模型定义了计算机的组成，它包括存储器、算术逻辑单元、控制单元和输入/输出系统。 3.在基于图灵模型的计算机中，程序的作用是什么？ 答：Based on the Turing model a program is a set of instruction that tells the computer what to do. 基于图灵模型的计算机中程序是一系列的指令，这些指令告诉计算机怎样进行运算。 4.在基于冯·诺伊曼模型的计算机中，程序的作用是什么？ 答：The von Neumann model states that the program must be stored in the memory. The memory of modern computers hosts both programs and their corresponding data. 冯·诺伊曼模型的计算机中，程序必须被保存在存储器中，存储程序模型的计算机包括了程序以及程序处理的数据。 5.计算机中有哪些子系统？ 答：The subsystems of the von Neumann model are memory, the arithmetic/logic unit (ALU), the control unit, and the input/output. 冯·诺伊曼模型的计算机中子系统包括存储器、算术逻辑单元、控制单元和输入/输出单元。 6.计算机中存储器子系统的功能是什么？ 答：Memory is the storage area used for programs and data. 存储器的功能是用来保存程序和数据的。 7.计算机中ALU子系统的功能是什么？ 答：The arithmetic/logic unit (ALU) is where calculations and logical operations take place. 计算机中ALU子系统的功能是进行算术和逻辑运算的地方。 8.计算机中控制单元子系统的功能是什么？ 答：The control unit controls the operations of the memory, ALU, and the input/output subsystem. 计算机中控制单元子系统的功能是控制存储器、算术逻辑单元和输入/输出的运行。 9.计算机中输入/输出子系统的功能是什么？

计算机科学导论第三版答案

第1章概述 习题(答案) 一．选择题 1. D 2. B 3. CD 4. C 5.A 6. ABC 7. A 8. C 9.B 10. B 11. C 12. A 13. ABC 14.B 15. ABCD 16.C 17.ABCDE 二．简答题 1．简述计算机的发展阶段 计算机的出现是20世纪最辉煌的成就之一，按照采用的电子器件划分，计算机大致经历了四个阶段。 1. 第一代计算机(1946—1957) 其主要特征是逻辑器件使用了电子管，用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备，用磁鼓或磁带作为外存储器，使用机器语言编程。第一台计算机需要工作在有空调的房间里，如果希望它处理什么事情，需要把线路重新连接接，把成千上万的线重新焊接。 1949年发明了可以存储程序的计算机，这些计算机使用机器语言编程，可存储信息和自动处理信息，存储和处理信息的方法开始发生革命性的变化。 第一代计算机体积大、运算速度低、存储容量小、可靠性低。几乎没有什么软件配置，主要用于科学计算。尽管如此，第一代计算机却奠定了计算机的技术基础，如二进制、自动计算及程序设计等，对以后计算机的发展产生了深远的影响。其代表机型有：ENIAC、IBM650(小型机)、IBM709(大型机)等。 2. 第二代计算机(1958—1964) 其主要特征是使用晶体管代替了电子管，内存储器采用了磁芯体，引入了变址寄存器和浮点运算部件，利用I/O处理机提高了输入输出能力。这不仅使得计算机的体积缩小了很多，同时增加了机器的稳定性并提高了运算速度，而且计算机的功耗减小，价格降低。在软件方面配置了子程序库和批处理管理程序，并且推出了Fortran、COBOL、ALGOL等高级程序设计语言及相应的编译程序，降低了程序设计的复杂性。除应用于科学计算外，它还开始应用在数据处理和工业控制等方面。其代表机型有IBM7090、IBM7094、CDC7600等。 3. 第三代计算机(1965—1972) 其主要特征是用半导体中、小规模集成电路(Integrated Circuit，IC)作为元器件代替晶体管等分立元件，用半导体存储器代替磁芯存储器，使用微程序设计技术简化处理机的结构，这使

计算机科学导论2011_试卷A

华南农业大学期末考试试卷（A卷） 2011学年第1学期考试科目：计算机科学导论 考试类型：闭卷考试时间：120分钟学号姓名年级专业2011(软件学院)软件工程 1. Fill-in-the-blank / short-answer questions (45 marks, 15questions. 3 marks each blank/question) (1) Programs and the _________________ they represent are collectively referred to as________________, in contrast to machine itself, which is known as _________________. Algorithms, software, hardware (2) The binary bit pattern of hexadecimal pattern 5FD97 is ____________________. 0101 1111 1101 1001 0111 (3) The equivalent tow’s complement form using eight-bit pattern of the base ten representation -12 is ______________________. 11110100

(4) A ______________ is a memory area used for the temporary storage of data, usually as a step in ________________ the data. Buffer, transferring (5) CASE is the abbreviations of ______________________________________________ in software engineering. Computer Aided Software Engineering (6) Data compression schemes fall into two categories. Some are ____________, others are _____________. ____________ schemes are those that do not lose information in compression process. ______________ schemes are those that may lead to the loss of information. lossless, lossy, lossless, lossy (7) RISC means ______________________________________________. Reduced Instruction Set Computing/Computer (8) What is the stored program concept? The idea of storing a computer’s program in its memory or A program can be encoded as bit patterns and stored in main memory. (9) A machine’s instruction can be categorized into three groups, what are they? The data transfer group, the arithmetic/logic group and the control group.

《计算机科学导论》期末考试试题

《计算机科学导论》期末考试试题 （B卷） 班级：姓名：学号：成绩： 一、单项选择题 1. 用一个字节表示无符号整数，其最大值是十进制数（）。 A. 256 B. 255 C. 127 D. 128 2. 一个完整的计算机系统应包括（）。 A. 运算器、控制器和存储器 B. 主机和应用程序 C. 硬件系统和软件系统 D. 主机和外部设备 3. 微机中的CPU是指（）。 A. 内存和运算器 B. 输入设备和输出设备 C. 存储器和控制器 D. 控制器和运算器 4. 计算机的性能主要取决于（）。 A. 字长、运算速度和内存容量 B. 磁盘容量和打印机质量 C. 操作系统和外部设备 D. 机器价格和所配置的操作系统 5. 磁盘上的磁道是（）。 A. 一组记录密度不同的同心圆 B. 一组记录密度相同的同心圆 C. 一组记录密度不同的阿基米德螺旋线 D. 一组记录密度相同的阿基米德螺旋线 6. 下列E–mail地址正确的是（）。 A. wangfang/https://www.wendangku.net/doc/6a1947028.html, B. https://www.wendangku.net/doc/6a1947028.html, C. wangfang#https://www.wendangku.net/doc/6a1947028.html, D. wangfang@https://www.wendangku.net/doc/6a1947028.html, 7. UNIX操作系统是一种（）。 A. 单用户单任务操作系统 B. 实时操作系统 C. 多用户多任务操作系统 D. 单用户多任务操作系统 8. 下列四项中，不属于计算机病毒特征的是（）。 A. 潜伏性 B. 免疫性 C. 传染性 D. 激发性 9. 电子计算机主存内的ROM是指（）。 A. 不能改变其内的数据 B. 只能读出数据，不能写入数据 C. 通常用来存储系统程序 D. 以上都是 10. 市场上出售的微机中，常看到CPU标注为“Pentium 4/1.2G”，其中的1.2G表示（）。 A. CPU的时钟主频是1.2GMHz B. CPU的运算速度是1.2Gb/s C. 处理器的产品系列号 D. CPU与内存的数据交换率