新编计算机科学概论习题答案汇总-计算机信息系统安全

新编计算机科学概论 习题答案第0章习题一、复习题1、简述计算机科学的研究领域。数值和符号计算、算法和数据结构、体系结构、操作系统、程序设计语言、软件方法学和工程、数据库和信息检索、计算理论、人工智能和机器人学等。（P2-3）2、简述现代计算机的发展简史。计算机发展经历了算盘时代、机械时代和机电时代这些原始阶段。自从电子计算机问世以来，计算机经历了电子管时代、晶体管时代、集成电路时代和大规模、超大规模集成电路时代等，发展速度越来越快。（P7-13）3,试分析计算机对社会的影响。计算机的产生与发展使得社会对计算机产生了依赖，也改变了我们人类的生活方式，并带来了许多有关于伦理和犯罪的问题。（P13-P16）4、试列出与计算机科学相关的学科及技术。计算机科学是一门实用性很强、发展极其迅速的面向广大社会的学科，它建立在数学、电子学（特别是微电子学）、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上，与数学、计算机程序设计、软件工程和计算机工程等学科之间存在不同程度的交叉和覆盖。（P2）5、尝试到网络上搜索关于计算机学科中几个典型问题的资料。提示本书P4-P7页列出了一些经典问题，大家可以查找相关的情况6、简述电子数字计算机的发展趋势和应用情况。计算机最初的应用是数学计算，随着计算机的发展，逐步扩展到数据库、实时处理、网络应用、办公自动化、多媒体、虚拟现实等领域。即用于专业的科学研究机构，也可用于个人工作、学习和生活。（P8-13）计算机将向更高性能、更加易用、联网更广泛和更专业的应用发展。随着硬件技术和算法设计的进步，计算机的处理能力将进一步提高，计算机有能力处理更加复杂和规模更大的问题。随着计算机向智能化方向发展，计算机具有人的某些智能，如学习和推理的能力。（P13）7、谈谈你对电子计算机的印象。提示：可从计算机的应用、能力、社会影响等方面考虑8、试述计算机模型与计算机的联系和区别。图灵设想所有的计算都可能在一种特殊的机器上执行，通用图灵机是对现代计算机的首次描述，该机器只要提供了合适的程序就能做任何运算。而计算机只是一种计算的工具。（P3-4）9、列举出你所知道的操作系统。提示：可从互联网上了解，或向周围的人们打听。

二、练习题(-)填空题1、ACM是组织的简称。国际计算机组织(P1)2、1937年，提出了通用的计算设备即图灵机的设想。图灵(P3)3、基于冯•诺伊曼模型的计算机包括4个子系统，他们分别是、、和。存储器、算术/逻辑单元、控制单元、输入/输出单元(P4)4、1946年，美国研制成功第一台高速电子数字计算机，它被命名为。ENIAC(P9)5、第一代电子计算机的主存储器主要使用水银延迟线存储器、阴极射线示波管存储器和 存储器。磁鼓和磁心存储器(P9)6、第一次使个人计算机具有了多媒体处理能力的微型计算机是.Macintosh计算机(P12)7、我国古代数学家利用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。祖冲之(P17)8、中国推出的龙芯一号CPU是神州龙芯公司推出的兼顾通用及嵌入式CPU特点的新一代CPU,它是 位的。32(P17)9,计算机科学的大部分研究是基于“”和“”的，它们是绝大多数实际机器的计算模型。图灵机模型冯・诺依曼模型(P4)10、冯・诺伊曼设计思想中要求和必须存储在内存中。实际上它们都是以位模式(—和—序列)存储在内存中的。数据程序0 1(P4)11、第四代计算机是把信息采集、存储处理、和结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理，而且能面向知识处理，具有形式化推理、— —、学习和的能力，将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。通信人工智能 联想解释(P12)12、第四代计算机主要特征是采用了和 ^集成电路。新一代计算机的研制是各国计算机界研究的热点，如知识信息处理系统KIPS,，大规模超大规模神经网络计算机生物计算机(P12-13)13、以微处理器为核心的微型计算机属于第 代计算机。四(P12)(-)选择题1、计算机科学是一门实用性很强的学科，它涵盖了许多学科的知识，但是它并没有涵盖学科的知识A、电子学B、磁学C、精密机械 D、心理学D(P2)2、计算机科学的分支领域包括、、、。数值和符号计算、算法和数据结构、体系结构、操作系统、程序设计语言、软件方法学和工程、数据库和信息检索、计算理论、人工智能和机器人学等。(P2)3、高级程序设计语言是从时代开始出现的？A、电子管时代B、晶体管时代C,集成电路时代D、机械计算机时代B(P11)4,电子计算机主要是以划分发展阶段的。A、集成电路 B、电子元件 C、电子管D、晶体管B(P9-P13)5、世界上首次提出存储程序计算机体系结构的是。A、莫奇莱B、图灵 C、乔治・布尔 D、冯・诺依曼D(P10)6、计算机之所以能自动连续运算，是由于计算机采用了原理。A、布尔逻辑 B、存储程序 C、数字电路 D、集成电路B(P10)7、计算机在实现工业自动化方面的应用主要表现在 oA、数据处理 B、数值计算C、人工智能 D、实时控制D8、目前广泛使用的人事档案管理、财务管理等软件，按计算机应用分类，应属于。A、实时控制 B、科学计算C,计算机辅助工程D、数据处理D9、早期的计算机主要是用来进行。A、科学计算 B、系统仿真C、自动控制D、动画设计A(P10)10、下列不属于计算机主要性能指标的是。A、字长 B、内存容量C,重量 D、时钟脉冲CII,计算机最主要的工作特点是。A.存储程序与自动控制 B、高速度与高精度C、可靠性与可用性 D、具有记忆能A(P11)12、下列不是计算机的主要特点。A、运行速度快处理能力强 B、具有大容量存储和高速度存取能力C、具有比人类更强的思维能力 D、具有存储程序和逻辑判断的能力C(P9-13)13、关于计算机病毒，下列叙述正确的有。A、计算机病毒不会对计算机硬件造成危害B、计算机病毒是一种程序C,防止病毒感染的有效方法是使用正版软件D、传染病毒最常见的途径是使用软盘来传递数据B(P15-16)14、计算机的核心是.A、存储器B、中央处理器C、软件D、输入/输出设备B15、信息化社会的核心基础是.A、通信B、控制C,InternetD、计算机C16、第一台电子计算机使用的逻辑部件是A、集成电路 B、大规模集成电路 C、晶体管D、电子管D(P9)17、根据计算机使用的电信号来分类，电子计算机分为数字计算机和模拟计算机，其中，数字计算机是以—为处理对象。A、字符数字量 B、物理量C、数字量D、数字、字符和物理量D18、目前的计算机与过去的计算工具相比，所具有的特点有一。A、具有记忆功能，能够存储大量信息，可供用户随时检索和查询B、按照程序自动进行运算，完全取代人的脑力劳动C、具有逻辑判断能力，所以说计算机具有人的全部智能D、以上都对D(P9-14)(三)、判断题1、计算机科学只是一门研究如何制造计算机的学科 错(P1)2、图灵造出了世界上第一台计算机，这台计算机被称为图灵机 错(P3)3、计算机对于计算机科学的作用就相当于望远镜对于天文学的作用 对(P3)(四)、讨论题1、由于计算机系统在银行的大量使用，使得我们可以使用各种银行卡进行非现金交易。如果因为计算机出错，导致你的银行卡上多出一百万元。而你在不知情的状况下使用了这些钱。你的行为算不算盗窃银行钱财？你应该负有什么责任？如果因为同样的计算机出错导致银行从你的卡上多扣了出一百元,算不算银行盗窃你的钱财？银行应该负有什么责任？如果计算机系统出错的地方恰好你是编写的一段程序，你应该负有什么责任？提示：根据本章第4节有关内容进行分析。可通过网络查找有关法律规定和解释。2,在网上我们经常会看到一些奇怪的文字，如：“纹化大革命”，这是网民为对付敏感字过滤系统而采取的办法。因特网的使用应当被监视和管制吗？能够被监视和管制吗？对因特网的管制会对我们造成什么影响。提示：根据本章有关内容进行分析。结合自己上网遇到的类似问题，通过网络查找有关规定和解释。第一章习题一、复习题1、试述数制的概念。位置化数字系统中，在数字中符号所占据的位置决定了其表示的值。大多数人使用的数字系统是以10为底的，也就是十进制。二进制数字系统是最简单的数字系统。(P21-23)2、列举出你所知道的数字系统。提示：根据本章内容和自己接触过的情况，也可以上网搜索有关资料。3、谈谈二进制、八进制和十六进制等数字表示方法各有什么有点和缺点。八进制就是逢8进位，十六进制就是逢16进位，2、8、16,分别是2的1次方，3次方，4次方。这三种进制之间可以非常直接地互相转换。八进制数或十六进制数实际上是缩短了的二进制数，但保持了二进制数的表达特点。(P23-P25)4、为什么使用二进制计算的时候会出现溢出？因为存储空间大小(即存储单元的位的数量)的限制，可以表达的整数范围是有限的。二进制补码中两个整数相加的法则是，2个位相加，将进位加到下一列。如果最左边的列相加后还有进位，则舍弃它。如果在最高位有进位，那就会产生溢出。(P29-32)5、反码和补码相对于原码有什么优点？计算机中的数是用原码表示的还是用反码、补码表

示的？数值的反码表示法是用最高位存放符号，并将原码的其余各位逐位取反。反码的取值空间和原码相同且一一对应。在补码表示法中，正数的补码表示与原码相同，即最高符号位用。表示正，其余位为数值位。而负数的补码则为它的反码、并在最低有效位（即DO位）加I所形成。处理器内部默认采用补码表示有符号数。（P29）6、汉字编码有哪几种？各自的特点是什么？汉字的编码有国际码、机内码等。在国标码的字符集中共收录了6763个常用汉字和682个非汉字字符，汉字机内码是与ASCII对应的，用二进制对汉字进行的编码。由于汉字数量多，一般用2个字节来存放汉字的内码，即双字节字符集（double-bytecharacterset,简称DBCS）.（P36-37）7、图像是如何压缩存储的？哪一种图像占用空间最小，为什么？图形压缩编码的考虑主要由于位图文件体积太大，人们研究通过编码的形式，在保证图像具备一定质量的前提下，缩小图像文件的大小。压缩编码按其对图像质量的影响可分为无损压缩和有损压缩两类。当前最主流的图像压缩方式是JPEG,JPEG压缩技术十分先进，即能支持无损压缩，也支持大压缩比的有损压缩。（P40-P41）8、ASCH码是什么编码？为什么国际上推行Unicode码？ASCII编码是由美国国家标准学会制定的标准单字节字符编码方案，用于基于文本的数据。ASCII码是计算机世界里最重要的标准，但它存在严重的国际化问题Unicode扩展自ASCII字元集。Unicode使用16位元编码，并可扩展到32位，这使得Unicode能够表示世界上所有的书写语言中可能用於电脑通讯的字元、象形文字和其他符号。（P38-39）9,列举出你所知道的汉字输入码。提示：根据自己和亲友日常使用计算机的情况，或上网搜索有关知识。10、尝试从互联网上查阅现行网络视频协议的种类。提示：注意上网搜索时使用的关键字。二、练习题（-）填空题1、信息的最小单位是,它也是存储在计算机中的最小单位。位（P24）2、为了使表示法的固定部分统一，科学计数法（用于十进制）和浮点表示法（用于二进制）都在小数点左边使用了唯一的非零数码，这称为O规范化（P34）3、可以增加位模式的长度来表示灰色级，位模式越大，能够表示的明暗变化越o细致（P41）4.（MPEGAudioLayer-3）简称，是目前最为普及的音频压缩编码格式，是MPEG1的衍生编码方案。

MP3(P43)5、“N”的ASCII码为4EH,由此可推算出ASCII码为01001010B所对应的字符是J(P39)6、一个非零的无符号二进制整数，若在其右边末尾加上两个“0”形成一个新的无符号二进制整数，则新的数是原来数的倍。2(P23-P28)7、以国标码为基础的汉字机内码是两个字节的编码，每个字节的最高位为。“0” (P40)(二)选择题1、巴比伦文明发展了首个位置化数字系统，这个数字系统的数制是A、十进制B、二进制C、六十进制D、八进制C(P23)2、补码的设计目的是A、使符号位能参与运算，简化运算规则B,使减法转换为加法，简化运算器的线路设计C、增加相同位的二进制数所能表示的数的范围C(P31)3、汉字输入编码有、、、。A、拼音码B、五笔字型 C.区位码D、表形码ABCD(P36)4、下列图像格式中占用空间最大的是A,BMPB、JPEGC、GIF D、矢量图A(P39)5、音频文件的采样频率一般有。A、11kHzB、22kHzC>44kHzD、55HzD(P41)6、下列字符中，ASCH码最小的是«A、KB、aC、hD、HD(P35)7、微处理器处理的数据基本单位为字。一个字的长度通常是。A、16个二进制位 B、32个二进制位C、64个二进制位 D、与微处理器芯片的型号有关D

8、合法的十六进制数为.C、BA2D、G26A、C、BA2D、G26D(P25)9、设在每屏1024x768个像素的显示器上显示一幅真彩色(24位)的图形，其显存容量需个字节.A、1024*768*24B、1024*768*3C,1024*768*2D、1024*768*12*2B(P37)20、多媒体信息包括oD、文字、图形D、十六进制AD、文字、图形D、十六进制ABD(P34)11、计算机中数据的表示形式是A、八进制B、十进制C,二进制C(P27)12、计算机硬件能直接识别和执行的只有A、高级语言 B、符号语言C、汇编语言 D、机器语言D13、计算机中，一个浮点数由两部分组成，它们是A、阶码和尾数B、基数和尾数 C,阶码和基数D、整数和小数D(P30)14、在计算机中采用二进制，是因为.A、这样可以降低硬件成本 B、两个状态的系统具有稳定性C、二进制的运算法则简单 D、上述三个原因D(P22)15、利用标准ASCII码表示一个英文字母和利用国际GB2312—80码表示一个汉字，分别需要个二进制位。A、7和8B、7和16C、8和8D、8和16B(P35-36)16、按照GB2312—80标准，在计算机中，汉字系统把一个汉字表示为。A、汉语拼音字母的ASCII代码 B、十进制数的二进制编码C,按字形笔划设计的二进制码 D、两个字节的二进制编码D(P36)17、与十六进制数(BC)等值的二进制数是A,10111011B,10111100C、11001100D、11001011D(P26-27)18、汉字从键盘录入到存储，涉及汉字输入码和。A.DOC码B.ASCII码C.区位码D.机内码D(P38)19、十进制整数100化为二进制数是一。A、1100100B,1101000C,1100010D、1110100A(P26)20、为了避免混淆，八进制数在书写时常在后面加字母A、HB、OC、DD、BB(P25)21、根据国标规定，每个汉字在计算机内占用存储。A、一个字节B,二个字节C、三个字节 D、四个字节B(P35)22、在描述计算机的存储器容量时，1M的准确含义是oA、1米B、1000C、1024KD、1024x1024C(=)换算题1、将下列十进制数转换成二进制、八进制、十六进制数。(1)123 (2)78 (3)54.613 (4)37.859111101K1730、7BH1001110,1160,4EH11110.1000k66.470、36.9CH100101.1101.45.660,25.DBH(P26-28)2,将下列十六进制数转换成二进制、八进制、十进制数。1E3,A4 (2)D8,C2 (3)5F.1C (4)3B.52提示：根据本章介绍的知识将其分别进行转换。3、用8位二进制数写出下列各数的原码、反码和补码。15 (2)113 (3)-76 (4)-121提示：根据本章介绍的知识将其分别进行转换。4,完成下列不同进制数之间的转换TOC\o"1-5"\h\z(246.625)io=( )2=( )8=( )16(AB.D)16=( )2=( )8=( )10(1110101)2=( )10=( )8=( )16提示：根据本章介绍的知识将其分别进行转换。

(四)讨论题1、请比较有符号数补码321FH和A521H的大小。提示：根据本章介绍的知识将其转换为十进制后进行比较。2、在我国，车牌号由一个英文字母加五位十进制数字(0到9)组成，可以表示牌号的理论总数是多少？如果牌号规定前面的数字不允许有0,可用的车牌号码是多少？提示：根据本章所述数制的知识，可结合数学有关排列组合的知识进行分析3、某公司想为每个员工分配一个唯一的二进制位ID以便计算机管理。如果有500位员工，则最少需要多少位来表示？如果又增加了200名员工，则是否需要调整位数，如果需要调整应该调整到多少位合适？请解释你的答案？提示：根据本章所述数制的知识，可结合数学有关排列组合的知识进行分析第二章习题(P69-70)一、复习题.简述冯•诺依曼原理，冯•诺依曼结构计算机包含哪几部分部件，其结构以何部件为中心？答：冯•诺依曼理论的要点包括：指令像数据那样存放在存储器中，并可以像数据那样进行处理：指令格式使用二进制机器码表示：用程序存储控制方式工作。这3条合称冯・诺依曼原理冯•诺依曼计算机由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备，整个结构一般以运算器为中心，也可以以控制器为中心。 (P51-P54).简述计算机体系结构与组成、实现之间的关系。答：计算机体系结构通常是指程序设计人员所见到的计算机系统的属性，是硬件子系统的结构概念及其功能特性。计算机组成(computerorganization)是依据计算机体系结构确定并且分配了硬件系统的概念结构和功能特性的基础上，设计计算机各部件的具体组成，它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特性。同时，为实现指令的控制功能，还需要设计相应的软件系统来构成一个完整的运算系统。计算机实现，是计算机组成的物理实现，就是把完成逻辑设计的计算机组成方案转换为真实的计算机。计算机体系结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念，各自有不同的含义，但是又有着密切的联系，而且随着时间和技术的进步，这些含意也会有所改变。在某些情况下，有时也无须特意地去区分计算机体系结构和计算机组成的不同含义。 (P47-P48).根据指令系统结构划分，现代计算机包含哪两种主要的体系结构？答：根据指令系统结构划分，现代计算机主要包含：CISC和RISC两种结构。(P55).简述RISC技术的特点？答：从指令系统结构上看，RISC体系结构一般具有如下特点：(1)精简指令系统。可以通过对过去大量的机器语言程序进行指令使用频度的统计，来选取其中常用的基本指令，并根据对操作系统、高级语言和应用环境等的支持增设一些最常用的指令；(2)减少指令系统可采用的寻址方式种类，一般限制在2或3种；(3)在指令的功能、格式和编码设计上尽可能地简化和规整，让所有指令尽可能等长；(4)单机器周期指令，即大多数的指令都可以在一个机器周期内完成，并且允许处理器在同一时间内执行一系列的指令。 (P57-58).有人认为，RISC技术将全面替代CISC,这种观点是否正确，说明理由？答：不正确。与CISC架构相比较，RISC计算机具备结构简单、易于设计和程序执行效率

高的特点，但并不能认为RISC架构就可以取代CISC架构。事实上，RISC和CISC各有优势，CISC计算机功能丰富，指令执行更加灵活，这些时RISC计算机无法比拟的，当今时代，两者正在逐步融合，成为CPU设计的新趋势。 (P55-59).什么是流水线技术？答：流水线技术，指的是允许一个机器周期内的计算机各处理步骤重叠进行。特别是，当执行一条指令时，可以读取下一条指令，也就意味着，在任何一个时刻可以有不止一条指令在“流水线”上，每条指令处在不同的执行阶段。这样，即便读取和执行每条指令的时间保持不变，而计算机的总的吞吐量提高了。 (P60-62).多处理器结构包含哪几种主要的体系结构，分别有什么特点？答：多处理器系统：主要通过资源共享，让共享输入/输出子系统、数据库资源及共享或不共享存储的一组处理机在统一的操作系统全盘控制下，实现软件和硬件各级上相互作用，达到时间和空间上的异步并行。SIMD计算机有多个处理单元，由单一的指令部件控制，按照同一指令流的要求为他们分配各不相同的数据并进行处理。系统结构为由一个控制器、多个处理器、多个存贮模块和一个互连总线(网络)组成。对操作种类多的算法，当要求存取全局数据或对于不同的数据要求做不同的处理时，它无法独立胜任。SIMD一般都要求有较多的处理单元和极高的I/O吞吐率，如果系统中没有足够多的适合SIMD处理的任务，采用SIMD不合算。MISD计算机具有多个处理单元，按照多条不同的指令要求同时对同一数据流及其处理输出的结果进行不同的处理。MIMD是指能实现指令、数据作业、任务等各级全面并行计算的多机处理系统，典型的MIMD系统由多台处理机、多个存储模块和一个互连网络组成，每台处理机执行自己的指令，操作数也是各取各的。MIMD结构中每个处理器都可以单独编程，这种结构的可编程能力最强。由于要用大量的硬件资源解决可编程问题，硬件利用率不高。常见的有MPP(MassivelyParallelProcessor)系统、分布式计算系统。 (P60-61).试解释下列基本概念：机器语言、汇编语言、高级语言。答：机器语言，最早的计算机只有机器语言，计算机能直接执行用机器语言所编的程序。机器语言是由二进制代码表示的计算机机器指令和数据组合而成。汇编语言，到50年代，人们想出了用一些具有一定含义的文字、符号和数字，按规定的格式来表示各种不同的机器指令，称为“助记符”。例如，用“ADD”表示加法，“MOV”表示数据传输等。再用这些助记符来编写程序，这就是汇编语言。高级语言，也称为算法语言，它定义了一套基本符号以及怎样使用这套基本符号设计程序的规则。算法语言比较接近数学语言，与具体机器无关，直接学习该高级语言的规则就可以使用计算机解决自己的问题，例如C、C++、Java等。 (P44-P46).计算机软件系统可以分为哪几类？答：计算机软件系统可以分为系统软件和应用软件两大类。 (P62-63).从高级语言转换到真正可执行的机器语言有几类方法，试描述其原理？答：高级语言一般先翻译为汇编语言或者某个中间语言，再经过中间语言的翻译然后成为机器语言的目的程序，最后在机器上执行。这种翻译通常有两种方法：1、编译法：给计算机高级语言编制一套用机器语言编写的编译程序，它先把源程序全部翻译成目的程序，再提供给机器执行。编译程序的作用类似汇编程序，但是高级语言更复杂，其“翻译”的难度较汇编用大得多。编译法只是在编译过程中需要额外时间，并且还能够在编译中优化目的程序，编译后目的程序可以多次反复执行，还可以拿到相同的其他机器上直接执行，因此执行的效率较高。Pascal,C语言等属于编译法的高级语言。由于各种高级语言和各机器语言都不相同，因此对于不同的计算机和不同的高级语言都要有对应有编译程序。编译法的具体情况我们将在后续的错误!未找到引用源。详细介绍。2,解释法：与编译法不同，它不是先把源程序全部编译为目的程序后再执行，而是把

程序的语句逐条翻译成为目的程序并且立即逐条执行。即解释一条执行一条。这种方法每运行一次就需要解释一遍，浪费许多时间，也不能优化目的程序，因此执行效率低。BASIC语言是典型的解释型高级语言。 (P44-P46)二、练习题(一)选择题.冯•诺依曼计算机的基本原理是OA、程序外接B、逻辑连接C、数据内置 D,程序存储D(P53).CISC结构处理器以为中心。A、运算器B、存储器C、微程序控制器 D、硬连线控制器C(P56).现代计算机处理器结构按照划分，可分为复杂指令集计算机和精简指令集计算机两类。A、指令系统B、硬件结构C、CPUD,存储方式A(P55).RISC技术最大的优势就是对于的精简能力A、指令系统B,CPIC,硬件数量D、数据吞吐量B(P58).下列不属于应用软件的范畴A、MicrosoftOfficeB,超级解霸C、WindowsXPD>InternetExplorerC(P63)(二)填空题.向上兼容，就是要求为某档机种编制的程序，应能运行于同一系列计算机中更高档次的机种上。不加修改(P50).传统的冯•诺依曼计算机以为中心。运算器(P53).一个完善的指令系统应具有、、和 四个方面的特性。完备性、有效性、规整性和兼容性(P55).计算机处理器体系结构按照指令系统结构可分为和两类。复杂指令集计算技术精简指令集计算技术(P55).计算机软件系统通常根据软件的功能可将其分为和两大类。系统软件 应用软件 (P63).根据指令系统功能结构的不同，计算机体系结构发展趋势呈现和两种截然不同的方向，相同的指令系统可以通过““或" "的方法来实现。复杂指令集计算技术精简指令集计算技术微程序(微码) 硬布线(P55-56).RISC技术对比CISC最大的区别就是对 的精简•CPI(P58).并行处理指的是在同一时刻或是在同一时间间隔内完成两种或两种以上性侦相同或不同

的工作，它们在时间上能互相重叠，并行处理有两个不同特征：和.同时性并发性(P60).并行处理计算机结构通常包括、和 三种形式。多处理器系统阵列处理机流水线计算机(P60)10、CPU执行时间决定了处理器的性能，CPU执行时间越短，表示处理器性能越卓越。根据性能公式，要缩短CPU执行时间，可以通过减小、 或者RISC技术对比CISC最大的优势就是对的精简能力。时钟周期平均执行每条指令的时钟周期数代码的指令条数平均执行每条指令的时钟周期数(P58)11、并行计算机是由一组处理单元组成的。这组处理单元通过相互之间的通信与协作，以更快的速度共同完成一项大规模的计算任务。因此，并行计算机的两个最主要的组成部分是和.计算节点节点间的通信与协作机制(P60)12.并行处理计算机结构通常包括、 和 三种形式。多处理器系统阵列处理机流水线计算机(P60)13、按照著名的弗林(Flynn)计算机分类模型，根据计算机关键部位的指令和由指令引起数据流的并行性，把所有的计算机分为四类、、和—SISD(SingleInstructionStreamSingleDataStream)单指令流单数据流SIMD(SingleInstructionStreamMultipleDataStream)单指令流多数据流MISD(MultipleInstructionStreamSingleDataStream)多指令流单数据流MIMD(MultipleInstructionStreamMultipleDataStream)多指令流多数据流(P60-P61)14、计算机系统包括和两个组成部分。软件根据用途不同可分为和.硬件系统软件系统应用软件系统软件(P62-63)(三)17、判断题1,计算机体系结构是一门研究计算机硬件结构的学科。 错对对错对对对错对对2,哈佛结构(Harvardarchitecture,缩写为HARC)与冯诺依曼结构本质的区别是将程序指令存储和数据存储分开。对对错对对对错对对3、主存储器是现代计算机系统的数据传送中心。4、RISC结构在各方面均要优越于CISC结构。5、单指令流单数据流计算机的每个机器周期最多执行一条指令。6、流水线方式就是操作重叠。7、冯诺依曼计算机的基本原理是程序存储。8,多处理机系统的处理器之间主要通过共享物理存储器进行通信。9、系统软件是指管理、控制和维护计算机系统资源的程序集合10、向量处理机是一种典型的多处理机系统。(四)讨论题1、简述计算机采用多级层次结构的必要性和可能性。答：对计算机结构进行层次上的划分，可以使各层相对独立，有利于简化处理问题的难度,在某一段时间，在处理某一层中的问题时，只需集中精力解决当前最需要关心的核心问题即可，而不必牵扯各上下层中的其他问题。在这种多层次结构中，上面的一层是建立在下一层

的基础上实现出来的，实现的功能更强大，更接近人解决问题的思维方式和处理问题的具体过程，对使用人员更方便，使用这一层提供的功能时，不必关心下一层的实现细节。下面一层是实现上一层的基础，更接近计算机硬件实现的细节，实现的功能相对简单，人们使用这些功能更困难，但机器执行更直接。在实现这一层的功能时，可能尚无法了解其上一层的目标和将要解决的问题，也不必理解其更下一层实现中的有关细节问题，只要使用下一层所提供出来的功能来完成本层次的功能处理即可。现代计算机是一个功能复杂的软硬件系统。从普通使用者到计算机操作员，从程序设计员到硬件工程师，所看到的计算机系统各有完全不同的属性。大家在学习使用计算机时，需要准确把握自己的定位，根据各个层次的关系，集中精力掌握好自己直接面对的层次，当然对于其他层次的了解有助于更加全面、深刻地理解计算机系统。由于“虚拟机”概念的引入和汇编以及高级语言的成熟，实现对计算机结构进行层次上的划分是完全可行的。 （P44-P46）2、简述CISC和RISC结构各自的优缺点。答：CISC结构主要优点是：.指令丰富，功能强大.寻址方式灵活。.以微程序控制器为核心，指令存储器与数据存储器共享同一个物理存储空间，性能强大。CISC结构主要缺点是：.指令使用率不均衡。.不利于采用先进结构提高性能。.结构复杂不利于VLSI实现。RISC结构主要优点是：.具备结构简单、易于设计.指令精简，使用率均衡.程序执行效率高RISC结构主要缺点是：1.指令数较少，功能不及CISC强大。寻址方式不够灵活。 （P55-P59）3、简述流水线技术提高运算速度的主要方式。答：流水线技术主耍通过降低CPI,来提高整个系统的运算速度。流水线技术允许一个机器周期内的各步骤重叠进行。特别是，当执行一条指令时，可以读取下一条指令，也就意味着，在任何一个时刻可以有不止一条指令在“流水线”上，每条指令处在不同的执行阶段。这样，即便读取和执行每条指令的时间保持不变，计算机的总的吞吐量提高了。 （P61-62）4、简述兼容机的概念。答：一种计算机组成可以有多种物理实现。系列机从程序设计者的角度看都具有相同的机器属性，因此按这个属性（体系结构）编制的机器语言程序以及编译程序都能通用于各档机器，我们称这种情况下的各机器是软件兼容的，即同一个软件可以不加修改地运行于体系结构相同的各档机器上，而且它们所获得的结果一样，差别只在于运行时间的不同。我们把不同厂家生产的具有相同体系结构的计算机称为兼容机。 （P50）5、运用所学知识，使用4kX8位/片的SRAM存储器芯片设计一个16Kxi6位的存储器。第3章内容6、试分析冯•诺依曼模型对编程概念的影响。答：冯•诺依曼理论的思想是：应该把程序和数据一起存储在存储器里，让计算机自己负责从存储器里提取指令，执行指令，循环式地执行这两个动作，这样，计算机在执行程序的过

程中，就可以完全摆脱外界的影响，以自己可能的速度(电子的速度)自动地运行。按照这种原理，程序的运行和维护完全由计算机自动完成。在编写程序时，程序员可以不关心或很少关心程序在计算机内部的执行情况，而只需要关心所编写程序的逻辑，大大简化了工作量。(P51-P54)7、试述软件的主要类型，并比较它们的特点。答：软件主要包括系统软件与应用软件两大类。系统软件是指管理、控制和维护计算机系统资源的程序集合，这些资源包括硬件资源与软件资源。常用的系统软件有：操作系统、各种语言处理程序、连接程序、诊断程序和数据库系统等，其核心是操作系统。相对应用软件而言，系统软件对可靠性要求更高，种类较少。除了系统软件以外的所有软件都称为应用软件，它们是由计算机生产厂商或软件公司为支持某一应用领域、解决某个实际问题而专门研制的应用程序。例如，Office套件、标准函数库、计算机辅助设计软件、各种图形处理软件、解压缩软件和反病毒软件等。用户通过这些应用程序完成自己的任务。例如，利用Office套件创建文档，利用杀毒软件清理计算机病毒，利用解压缩软件解压缩文件，利用Outlook收发电子邮件，利用图形处理软件绘制图形等。在使用应用软件时一定要注意系统环境，也就是说运行应用软件需要系统软件的支持。在不同的系统软件下开发的应用程序只有在相应的系统软件下才能运行。例如,EDIT编辑程序、Debug调试程序是运行在DOS环境下；Office套件和WinZip解压缩程序运行在Windows环境下。其他应用软件：近些年来，随着计算机应用领域越来越广，辅助各行各业的应用开发的软件层出不穷，如多媒体制作软件、财务管理软件、大型工程设计、服装裁剪、网络服务工具以及各种各样的管理信息系统等。这些应用软件不需要用户学习计算机编程而直接使用即能够得心应手地解决本行业中的各种问题。 (P63-64)第三章习题(P90-92)一、复习题.计算机由哪几部分组成，其中哪些部分组成了中央处理器？答：计算机硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等五部分组成其中，运算器和控制器组成中央处理器(CPU)。 (P72).试简述计算机多级存储系统的组成及其优点。答：多级存储系统主要包括：高速缓存、主存储器和辅助存储器。把存储器分为几个层次主要基于下述原因：(1)合理解决速度与成本的矛盾，以得到较高的性能价格比。(2)使用磁盘、磁带等作为外存，不仅价格便宜，可以把存储容量做得很大，而且在断电时它所存放的信息也不丢失，可以长久保存，且复制、携带都很方便。(P76-P77).简述Cache的工作原理，说明其作用。答：Cache的工作原理是基于程序访问的局部性的。即主存中存储的程序和数据并不是CPU每时每刻都在访问的，在一段时间内，CPU只访问其一个局部。这样只要CPU当前访问部分的速度能够与CPU匹配即可，并不需要整个主存的速度都很高。Cache与虚拟存储器的基本原理相同，都是把信息分成基本的块并通过一定的替换策略,以块为单位，由低一级存储器调入高一级存储器，供CPU使用。但是，虚拟存储器的替换策略主要由软件实现，而Cache的控制与管理全部由硬件实现。因此Cache效率高并且其存在和操作对程序员和系统程序员透明，而虚拟存储器中，页面管理虽然对用户透明，但对程序员不透明；段管理对用户可透明也可不透明。Cache的主要作用是解决了存储器速度与CPU速度不匹配的问题，提高了整个计算机系统的性能。 (P79)

.描述摩尔定律的内容，并说明其对于计算机的发展具有怎样的指导意义。答：摩尔定律(Moorelaw)源于1965年戈登•摩尔(GordonMoore,时任英特尔(Intel)公司名誉董事长)的一份关于计算机存储器发展趋势的报告。根据他对当时掌握的数据资料的整理和分析研究，发现了一个重要的趋势：每一代新芯片大体上包含其前一代产品两倍的容量，新一代芯片的产生是在前一代产生后的18-24个月内。随着计算机技术的发展，摩尔定律得到业界人士的公认，并产生巨大的反响，逐渐成为硬件领域最重要的规律。许多基于未来预期的研究和预测都是以它为理论基础。这里需要特别指出，摩尔定律并非数学、物理定律，而是对发展趋势的一种分析预测，因此，无论是它的文字表述还是定量计算，都应当容许一定的宽裕度。从某种意义上说，摩尔定律是关于人类创造力的定律，而不是物理学定律。摩尔定律实际上是关于人类信念的定律，当人们相信某件事情一定能做到时，就会努力去实现它。摩尔当初提出他的观察报告时，在某种程度上是给了人们一种信念，使大家相信他预言的发展趋势一定会持续。而所以摩尔定律在长达40多年的时间里不断被证实，正是由于人们这些年来的不懈努力。摩尔提出的周期可以认为是英特尔公司芯片研发的基本计划周期。(P74-P75).举例描述提高主存性能的技术(不少于2种)。答：(P76-79).简述RAM元件与ROM元件的存储原理的区别及其应用领域。答：随机存取存储器(Random-AccessMemory，筒称RAM)要求能随机地对存储器中的任何单元进行存取，且与存取的时间和该单元的物理位置无关。只读内存(Read-OnlyMemory,简称ROM)是一种在机器运行过程中只能读出、不能写入信息的存储器，采用非易失性器件制造，在没有电源供电的情况下，其存储的信息也能长期保存。主内存和高速缓冲存储器通常采用RAM,而ROM在计算机中主要用来保存出厂的一些固定设置和系统硬件引导程序，即通常所谓BIOS,ROM技术也用于一些固件产品中。(P78).I/O设备主要包含哪几类？并请分别举例。答：机-机通信设备，如调制解调器(Modem)或组网用的网卡计算机信息的驻存设备，即计算机的外存储设备，如磁盘、光盘等人-机交互设备，就是人和计算机间交流信息的设备，如键盘、图形扫描仪、摄像机、语言识别器等 (P80-81).计算机显卡主要使用哪一种总线与计算机进行连接，为何要与其他外设使用的总线进行区别？答：AGP(AcceleratedGraphicsPort)总线。AGP总线是一种专用的显示总线，并且将显示卡与其他外设独立出来，使得PCI声卡、SCSI设备、网络设备等的工作效率随之得到提高，其根本目的是提高系统图形显示的水平，特别是满足3D显示的需要。用于取代AGP接口的PCIExpress接口位宽为X16,将能够提供5GB/s的带宽，即便有编码上的损耗但仍能够提4GB/S左右的实际带宽，远远超过AGP8X的2.1GB/S的带宽。PCIExpress是新一代的总线接口，被称之为第三代I/O总线技术。2002年7月正式公布了PCIExpress1.0规范，并于2007年初推出2.0规范(Spec2.0),将传输率由PCIExpress1.1的2.5GB/S提升到5GB/s. (P86).计算机辅助存储器主要包含哪几类，为什么说闪存可能成为替代机械硬盘的存储器？答：辅助存储器是主存储器的后援存储设备，用以存放当前暂时不用的程序或数据。对辅助存储器的基本要求是：容量大、成本低、可以长时间不加电保存信息。目前主要有磁记录、

光记录两类，具体形式如磁盘、磁带、光盘、光磁盘等。从理论上讲，闪存属于电子器件，其速度比硬盘、光盘等机械装置快，而且具备抗震动、体积小、功耗低等优点。现在已经出现以闪存为核心的固态硬盘，只是由于成本原因，其容量还没有做到很大。另一方面，闪存不像RAM(随机存取存储器)一样以字节为单位改写数据，而且由于其技术原因，其速度也没有RAM快，因此无论从哪方面看，闪存并不会取代RAM。事实上，现在闪存的速度还没有完全赶上高速硬盘的速度，但从长远看，它是替代机械硬盘的良好替代方案。(P80-P81).选择计算机硬件产品时应注意哪些方面，你个人有什么认识？参考：从计算机组成、各个部件的作用、性价比和计算机应用领域等方面描述二、练习题(-)选择题.一个完整的计算机系统包括。A)计算机及其外部设备 B)主机、键盘、显示器C)系统软件和应用软件 D)硬件系统和软件系统D(P70).计算机的主存储器主要使用oA)RAM和C磁盘 B)ROMC)ROM^0RAM D)硬盘和控制器C(P76).下列各类存储器中，断电后其中信息会丢失的是。A)RAMB)ROMC)硬盘D)软盘A(P76).中央处理器CPU是指。A)运算器 B)控制器C)运算器和控制器 D)运算器、控制器和主存C(P72).下面关于Cache的叙述，错误的是。A)高速缓冲存储器简称Cache B)Cache处于主存与CPU之间C)程序访问的局部性为Cache的引入提供了理论依据D)Cache的速度远比CPU的速度慢D(P77).EPROM是指oA)随机读写存储器 B)只读存储器C)可编程只读存储器 D)可擦除可编程只读存储器D(P78).下列说法正确的是。A)半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆B)半导体RAM属易失性存储器，而静态RAM的存储信息是不易失的C)静态RAM、动态RAM都属易失性存储器，前者在电源不掉时，不易失D)静态RAM不用刷新，且集成度比动态RAM高，所以计算机系统上常使用它C(P78).下列不是输出设备的是o

A）扫描仪B）显示器C）光学字符阅读机 D）打印机AC（P82）（二）填空题.计算机内存的存取速度比外存储器,内存由和组成。快主存高速缓存（P76）.计算机由、、、和 五部分组成，其中和组成CPUo运算器控制器存储器输入设备输出设备运算器控制器（P70）.计算机系统总线一般由 总线、总线和总线组成。系统总线内部总线I/O总线（P85）.运算器是计算机五大功能部件之一，由、、和组成，它是数据加工处理部件。在的指挥控制下，完成指定给它的运算处理功能。运算器通常包括和两种类型。加法器移位器多路选择器通用寄存器组控制器定点运算器浮点运算器（P71-P72）.控制器主要由、和组成。CPU寄存器组操作控制部件时序部件（P74）.存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中的全部信息，包括输入的、、和都保存在存储器中。它根据控制器存入和取出信息。输入的数据运行的程序运算的中间结果最终结果指定的位置（P76）.现代计算机中的主存储器按照信息的存取原理可以分为和两大类。RAMROM（P78）.按照与CPU的接近程度，存储器分为与,简称内（主）存与外（辅）存。主存属于的组成部分；辅存属于°CPU不能像访问内存那样，直接访问外存，外存要与CPU或I/O设备进行数据传输，必须通过内存进行。内部存储器外部存储器主机外部设备（P746）.外设的发展促进了计算机的应用，外设的化、化、化是外设的发展方向。智能化小型化接口标准化（P81）.外设接口，也叫I/O接口，主要功能是数据的暂存与缓冲。用来实现将不同工作速度的设备连接起来进行数据传送时的速度匹配。按接口与外设这一边数据传送的形式来分，有、两种不同类型的接口。串行并行（P89）（三）判断题错错对对对TOC\o"1-5"\h\z中央处理器由控制器和存储器组成。 （）错错对对对Cache的速度远高于CPU。 （）存储器容量越大，则其存取数据的速度越慢。 （）ROM在断电后，仍能保存其存储的数据。 （）AGP总线是一种专用的显示总线，供显示卡专用。 （）

（四）讨论题I.画出计算机硬件系统的基本框图结构，并简述其各部分的主要功能。计算机的CPU运算器在硬件实现时称作算术逻辑部件ALU（ArithmeticLogicUnit）.它是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件控制器的主要作用就是控制计算机各功能部件按照程序执行的要求协调有序的工作。其与运算器一起组成中央处理器（CPU）,是计算机的核心部件。存储器（Memory）,是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。输入/输出设备是计算机基本功能部件，由于其通常作为单独的设备配置在主机之外，又称为计算机外围设备（简称外设或I/O设备）。它们是计算机与人和计算机与其他机器之间建立关系的设备。 （P48,P7I-P90）2.叙述“输入”和“输出”的概念，并举例说出3种以上的计算机输入和输出设备答：“输入”，就是通过输入设备，把人的五感可以识别的信息媒体，转换成计算机可以识别的信息。输入设备主要有键盘、图形扫描仪、摄像机、语言识别器等；“输出”就是把计算机处理的结果信息，转换为人的五感可以识别的信息媒体。输出设备主要有打印机、显示器、绘图仪、语音合成器等。 （P81-P84）2.计算机存储器分为内存和外存，它们的主要区别和用途是什么？答：存储器分为主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）。在早期的计算机中，由于主存储器通常与处理器集中配置在主机内部作为主机的一部分，所以俗称为内部存储器（简称内存）；而辅助存储器（简称辅存），由于体积较大，通常作为单独的外部设备配置，俗称外部存储器（简称外存）。其主要区别是CPU能够直接访问内存，但不能直接访问外存，访问外存的方式更接近于I/O设备的访问，而且外存的数据，必须通过内存才能为CPU所用。在随着CPU速度的提高，有些计算机中还配置了高速缓冲存储器（chache）,这时内存包括主存与高速缓存两部分。内部存储器主要存储正处在运行中的程序和数据（或一部分）的部件，通过地址、数据、控制三类总线与CPU等其他部件连通外部存储器是内部存储器的后援存储设备，用以存放当前暂时不用的程序或数据。（P76-P81）.计算机的主要技术指标有哪些？各对计算机性能有何影响？答：（1）处理器速度和字长。处理器的运行速度和字长是衡量计算机性能的重要指标。一般说来，CPU时钟频率（主频）越高，运算速度就越快；其他条件相当时，字长越长，处理能力越强。

(2)内存储器的容量和速度。内存储器，也简称主存，是CPU可以直接访问的存储器，需要执行的程序与需要处理的数据存放在主存中。内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。内存容量越大，系统功能就越强大，能处理的数据规模越大。内存的速度对计算机处理的速度也有相当影响，内存速度越快，相应的处理速度也能提高。(3)外存储器的容量和速度。外存储器容量通常是指硬盘容量(包括内置硬盘和移动硬盘)。外存储器容量越大，可存储的信息就越多。外存的速度主要影响程序或数据载入的速度，对处理有一定的影响，但不象内存那么直接。.简述静态RAM和动态RAM的主要差别。答：静态RAM是利用双稳态触发器的开关特性进行记忆，只要保持供电，它总能保持两个稳定的状态中的一个状态。动态RAM靠MOS电路中的栅极电容来记忆信息，由于电容的电荷会泄漏除要保持电源外，还必须设置刷新电路，动态地每隔一定的时间间隔对它进行一次刷新，否则信息就会丢失。SRAM读写速度高而成本也高，DRAM比SRAM集成度高、功耗低，从而成本也低，适于作大容量存储器。 (P78).什么是多级存储体系？简述其特点。答：多级存储系统是指计算机存储器选用生产与运行成本不同的、存储容量不同的、读写速度不同的多种存储介质，组成一个统一的存储器系统，使每种介质都处于不同的地位，发挥不同的作用，充分发挥各自在速度、容量、成本方面的优势，从而达到最优性能价格比，以满足使用要求的存储系统。多级存储系统有如下规律(从上到下)：第一部分 价格依次降低；第二部分 容量依次增加：第三部分 访问时间依次增长；第四部分 CPU访问频度依次减小。多级存储系统能够合理地分配存储器容量、速度和价格之间的矛盾，是当前解决存储器性能与需求矛盾的最理想的技术途径。 (P76-P77)7、试比较PCI总线和PCI-E总线。答：PCI是在CPU和原来的系统总线之间插入的一级总线，具体由一个桥接电路实现对这一层的管理，并实现上下之间的接口以协调数据的传送。管理器提供信号缓冲，能在高时钟频率下保持高性能，社和为显卡，声卡，网卡，MODEM等设备提供连接接口，工作频率为33MHz/66MHz。PCI总线系统要求有一个PCI控制卡，它必须安装在一个PCI插槽内。这种插槽是目前主板带有最多数量的插槽类型。根据实现方式不同，PCI控制器可以与CPU一次交换32位或64位数据，它允许智能PCI辅助适配器利用一种总线主控技术与CPU并行地执行任务。PCI允许多路复用技术，即允许一个以上的电子信号同时存在于总线之上。PCIExpress总线采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起PCI以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到PCI所不能提供的高带宽。相对于传统PCI总线在单一时间周期内只能实现单向传输，PCIExpress的双单工连接能提供更高的传输速率和质量，它们之间的差异跟半双工和全双工类似。 (P86)8、简述USB的特点和主要用途答：通用串行总线USB(UniversalSerialBus)不是一种新的总线标准，而是应用在PC领域的接口技术。USB是在1994年底由多家公司联合提出的，直到近期才得到广泛地应用。目前主板中主要是采用USB2.O,各USB版本间能很好的兼容。USB具有传输速度快(USB1.1是12Mbps,USB2.0是480Mbps),使用方便，支持热插拔，连接灵活，独立供电等优点，可以连接鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、USB网卡、ADSLModem,CableModem等，几乎所有的外部设备。USB还在继续发展，完整的USB3.0规格有望于2008年推出，理论上5Gbps并保持向下兼

(P89)容USB1.0/1.1/2.0,9、试分析在系统中，当I/O设备较多时，CPU需按各个I/O设备在系统中的优先级别进行查询，一般需要执行哪些步骤？(P89)10、试比较PROM、EPROM和EEPROM的不同点。答：PROM（可编程的ROM）元件是用户可以根据需要写入数据的器件，一旦写入数据就固定下来，不能再改变。有多种技术实现方式，其中一种是熔丝型，在出厂时各处熔丝都是完好的，用户在使用时根据需要用大电流将部分熔丝烧断以改变状态。这样就将自己的信息写入了元件。EPROM是一种可改写的ROM,可以对其内容进行多次改写，所以叫可擦除可编程ROM（erasableprogrammableROM）。目前用得最多的EPROM是用浮动栅雪崩注入型MOS管构成，称为FAMOS型EPROM。 （P78）11、一台计算机有1GB（吉字节）的内存，每个字长为8字节。那么在存储器中对每个字寻址需要多少位？答：1GB=1O24MB,1024MB/8=128M字=2"字，所以对每个字进行寻址需要17位地址第四章习题 （P1H-H3）一、复习题1、试述数据和数据结构的概念及其区别。数据是对客观事物的符号表示，是信息的载体；数据结构则是指互相之间存在着一种或多种关系的数据元素的集合。（P93）2,列出算法的五个重要特征并对其进行说明。算法具有以下五个重要的特征：有穷性：一个算法必须保证执行有限步之后结束。确切性：算法的每一步骤必须有确切的定义。输入：一个算法有。个或多个输入，以刻画运算对象的初始情况,所谓0个输入是指算法本身定除了初始条件。输出：一个算法有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后的结果。没有输出的算法没有实际意义。可行性：算法原则上能够精确地运行，而且人们用笔和纸做有限次运算后即可完成。（P95）3、算法的优劣用什么来衡量？试述如何设计出优秀的算法。时间复杂度空间复杂度（P97-98）4、线性和非线性结构各包含哪些种类的数据结构？线性结构和非线性结构各有什么特点？线性结构用于描述一对一的相互关系，即结构中元素之间只有最基本的联系，线性结构的特点是逻辑结构简单。所谓非线性结构是指，在该结构中至少存在一个数据元素，有两个或两个以上的直接前驱（或直接后继）元素。树型和图型结构就是其中十分重要的非线性结构，可以用来描述客观世界中广泛存在的层次结构和网状结构的关系。 （P99-105）5、简述树与二叉树的区别；简述树与图的区别。树用来描述层次结构，是一对多或多对一的关系；二叉树(BinaryTree)是个有限元素的集合，该集合或者为空、或者由一个称为根(root)的元素及两个不相交的、被分别称为左子树和右子树的二叉树组成。二叉树是有序的，即若将其左、右子树颠倒，就成为另一棵不同的二叉树。图也称做网，是一种比树形结构更复杂的非线性结构。在图中，任意两个节点之间都可能相关，即节点之间的邻接关系可以是任意的，图表示的多对多的关系。(P102-P104)6、请举出遍历算法在实际中使用的例子。提示：根据实际生活中需要逐个访问处理的情况举例。7、编写一个算法，统计在一个输入字符串中各个不同字符出现的频度。用适当的测试数据来验证这个算法。提示：根据查找算法和串中求子串的算法，查找输入串中以单个字符形式的子串。8、若对有n个元素的有序顺序表和无序顺序表进行顺序搜索，试就下列三种情况分别讨论两者在等搜索概率时的平均搜索长度是否相同？(1)搜索失败：(2)搜索成功，且表中只有一个关键码等于给定值k的对象；(3)搜索成功，且表中有若干个关键码等于给定值k的对象，要求一次搜索找出所有对象。提示：根据P106-109页的查找和排序算法分别进行分析9、顺序表的插入和删除要求仍然保持各个元素原来的次序。设在等概率情形下，对有127个元素的顺序表进行插入，平均需要移动多少个元素?删除一个元素，又平均需要移动多少个元素？提示：根据P99线性表的定义进行分析。题义是进行插入和删除后仍然保持线性表的结构特性。10、递归的含义是什么？递归是指算法在过程中调用自身作为子算法的一种设计方法。(P109-110)二、练习题(-)填空题1、链表通常是由一个个节点构成的,每个节点的机构是由域和域构成。数据域指针域(P99)2、树内节点度的最大值，即树中下级节点最多的节点的下级节点个数可被称为。度的最大值(P102)3、数组在存储和处理时是以第一个元素为起点，沿着行或者列的方向逐个进行。如果是先沿着列的方向进行，一列完成再进行下一列，则称为;如果先沿着行的方向进行，一行进行完毕再进行下一行，则称为o列序为主或列序优先行序为主或行序优先(P102)(二)选择题1,数据结构是指互相之间存在着一种或多种关系的数据兀素的集合，基本的数据结构通常是一。A、集合结构 B、线性结构 C、树型结构D、图形结构ABCD(P93-94)2、算法的基本结构有。A、顺序结构 B、分支结构 C、循环结构D、跳跃结构ABC(P96-97)3、算法的实现方式有。A、子程序B、函数C、模块D、过程ABCD(P98)4,下列属于非线性结构的有oA、树B、图C、网D、串ABC(P102-105)5、排序的方法有。A、插入排序 B、选择排序C、冒泡排序D、快速排序ABCD(P106-108)6、递归方法一般用来解决哪些类型的问题？A、数据的定义是按递归定义的 B、问题解法按递归算法实现C、数据的结构形式是按递归定义的D、问题的复杂程度超过一般算法能够解决的ABCD(P109)7,下面叙述正确的是。A、算法的执行效率与数据的存储结构无关B、算法的空间复杂度是指算法程序中指令(或语句)的条数C、算法的有穷性是指算法必须能在执行有限个步骤之后终止D、以上三种描述都不对C(P95)8、以下数据结构中不属于线性数据结构的是。A、队列 B、线性表C、二叉树D、栈B(P99-104)9、算法的时间复杂度是指-A、执行算法程序所需要的时间 B、算法程序的长度C、算法执行过程中所需要的基本运算次数 D、算法程序中的指令条数A(P98)10、下列叙述中正确的是

A、A、线性表是线性结构C、线性链表是非线性结构A(P99)B、栈与队列是非线性结构D,二叉树是线性结构11、设一棵完全二叉树共有699个结点，则在该二叉树中的叶子结点数为oA、349 B、350 C、255 D、351B(P104)12、算法的空间复杂度是指。A、算法程序的长度 B、算法程序中的指令条数C、算法程序所占的存储空间 D、算法执行过程中所需要的存储空间B(P98)13、用树形结构来表示实体之间联系的模型称为。A、关系模型 B、层次模型C、网状模型 D、数据模型B(P102)14、算法一般都可以用哪几种控制结构组合而成。A、循环、分支、递归 B、顺序、循环、嵌套C、循环、递归、选择 D、顺序、选择、循环D(P97)15、数据的存储结构是指。A、数据所占的存储空间量 B、数据的逻辑结构在计算机中的表示C、数据在计算机中的顺序存储方式 D、存储在外存中的数据B(P94)16、在下列选项中，哪个不是一个算法一般应该具有的基本特征 。A、确定性B、可行性C、无穷性D、拥有足够的情报D(P95)17、在计算机中，算法是指。A、查询方法 B、加工方法 C、解题方案的准确而完整的描述D、排序方法C(P95)18、数据处理的最小单位是A、数据B、数据元素 C、数据项D、数据结构C(P93)19,算法分析的目的是19,算法分析的目的是oA、找出数据结构的合理性C、分析算法的易懂性和可靠性D(P98)B、找出算法中输入和输出之间的关系D、分析算法的效率以求改进20、用链表表示线性表的优点是。B、数据元素的物理顺序与逻辑顺序相同DB、数据元素的物理顺序与逻辑顺序相同D、便于随机存取B、都是先进先出D、没有共同点C、花费的存储空间较顺序存储少ABD(P99-100)21、栈和队列的共同点是A、都是先进后出C、只允许在端点处插入和删除元素C(P100-101)(三)讨论题1、试比较快速排序和气泡排序方法。起泡排序首先将第一个记录的关键字与第二个记录的关键字进行比较，若与需要的顺序不符，则将两个记录交换，然后比较第二个记录和第三个记录的关键字。依次类推，直至第n-1个记录和第n个记录的关键字进行过比较为止。起泡排序在排序过程中需进行n-l趟排序，并作等数量级的记录移动。快速排序是对起泡排序的一种改进。其基本思想是：通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小，则可分别对这两部分记录进行排序，以达到整个序列有序。在所有同数量级的此类(先进的)排序方法中，就平均时间而言，快速排序是目前被认为是最实用的一种排序方法。(P107-108)2、试述递归方法的优缺点。递归是指算法在过程中调用自身作为子算法的一种设计方法。递归策略只需少量的程序就可描述出解题过程所需要的多次重复计算，大大地减少了程序的代码量。由于递归引起一系列的函数调用，并且可能会有一系列的重复计算，递归算法的执行效率相对较低。在递归调用的过程当中系统为每一层的返回点、局部量等开辟了栈来存储。递归次数过多容易造成栈溢出。(PI09)3、某石油公司计划建造一条由东向西的主输油管道。该管道要穿过一个有n口油井的油田。从每口油井都要有一条输油管道沿最短路径(或南或北)与主管道相连。如果给定n口油井的位置，即它们的x坐标和y坐标，应如何确定主管道的最优位置，即使各油井到主管道之间的输油管道长度总和的最小位置？［提示：选择合适的数据结构对问题进行描述］解题提示：可以使用微积分中的求最大、最小值的算法4、考虑对数组A中的n个数的排序：开始时先找出A的最小元素并放在另一个数组B的第一个位置上。然后找出A中次最小元素并放在B的第二个位置上，对A中余下的元素继续这个过程。这个算法称为选择排序，请写出这个算法在其最佳和最坏情况下的时间代价。解题提示：可以先对含有3个数的数组进行排序，计算时间代价，再依次对含有多个数的数组进行分析，得出最终结果。5、分别在数组和链表中进行搜索和排序，试比较哪一种操作更简单，说明理由。解题提示：结合文中的线形结构的存储方法，结合存储方法选择P106-109页的几种排序算法进行比较。

第5章操作系统习题P140-142一、复习题1、什么是操作系统？答：操作系统（OperatingSystem,简称OS）是管理计算机系统资源、控制程序执行，改善人机界面，提供各种服务，合理组织计算机工作流程和为用户使用计算机提供良好运行环境的一类系统软件。 （P114）2、操作系统的基本功能是什么？答：操作系统是用户与计算机硬件之间的接口。使得用户能够方便、可靠、安全、高效地操纵计算机硬件和运行自己的程序。操作系统合理组织计算机的工作流程，协调各个部件有效工作，为用户提供一个良好的运行环境。操作系统是计算机系统的资源管理者，负责管理包括处理器、存储器、I/O设备等硬件资源和程序和数据等软件资源，跟踪资源使用情况，监视资源的状态，满足用户对资源的需求，协调各程序对资源的使用冲突；为用户提供简单、有效使用资源统一的手段，最大限度地实现各类资源的共享，提高资源利用率。（P115）3、操作系统的基本组成有哪些？答：操作系统构成的基本单位包括内核和进程、线程。内核对硬件处理器及有关资源进行管理，给进程的执行提供运行环境。进程是程序动态执行的过程。 （P114-115）4、操作系统如何分类？答：根据系统运行的方式分类，操作系统的基本类型有三种：批处理系统、分时系统和实时系统。具备全部或兼有两者功能的系统称通用操作系统。根据系统的运行环境分类的操作系统有：微机操作系统、网络操作系统、分布式操作系统和嵌入式操作系统。 （P116-117）5,什么是进程？它与程序是什么关系？答：进程是一个可并发执行的具有独立功能的程序关于某个数据集合的一次执行过程，也是操作系统进行资源分配和保护的基本单位。程序是静态的概念，它以文件形式存在于辅助存储器中，进程是动态的概念，程序执行时创建进程，一个程序多次执行创建多个进程，这多个进程可同时存在于机器的内存中。进行执行完成后结束，进程终止，但程序本身仍然存在，并不因进程的终止而消失。 （P119-124）6、什么是死锁？死锁产生的原因是什么？答：在系统运行过程中，多个进程间相互永久等待对方占用的资源而导致各进程都无法继续运行的现象称为“死锁”。发生死锁后，实际上各进程都占有一定的资源而都不能正常使用，系统的资源实际上被罢占并空闲的，是严重的资源的浪费：若无外力作用，进程不能自己从死锁中解脱出来。产生死锁的原因主要是：系统资源不足，进程会因争夺有限的资源而陷入死锁：进程运行推进的顺序不合适，进程运行推进顺序与速度不同，也可能产生死锁；资源分配不当等。（P123-124）7、什么是虚拟存储器？应如何设置？

答：在存储管理方式中，利用辅助存储器扩展主存以便于处理规模更大的作业，称为虚拟存储器。这样可使主存空间能充分被利用，而且用户编制程序时可以允许的逻辑地址空间大于主存储器的绝对地址空间。对于用户来说，如同计算机系统具有一个容量更大的主存储器。虚拟存储器一般设置为物理内存容量的1.5到2倍大小比较合适。 (P125-126)8、文件系统的主要作用是什么？如何建立文件系统？答:文件系统即文件管理系统。它的主要作用是以文件的形式，对外存储器的空间进行管理，对用户提供文件的按名存取、共享和保护等功能，为用户提供一整套方便有效的文件使用和操作方法。文件系统能保证存取速度快、存储空间利用率高、数据可共享、安全可靠。在磁盘上建立文件系统的过程就是初始化，也就是将记录数据的结构写到磁盘上。建立文件系统要根据操作系统的需要，不同的操作系统要用不同的文件系统进行格式化。(P126-133)9、简述文件的访问方式，各有什么特点？适合用什么形式的存储方式实现？答：用户访问文件的方式就是文件的存取方法，包括顺序存取和随机存取方式。顺序存取方法就是按照文件中记录排列的实际顺序依次进行存取操作。随机存取方法就是用户操作记录的次序与文件中记录的排列顺序是没有对应关系的。对于随机存取，需要有一种方法确定所需操作的记录，通常是用一种数学方法确定记录的位置，然后将直接对该位置的记录进行操作。对于顺序存取的文件采用连续存储相比其他存储方式组织简单；对于随机存取的文件，适合采用链式存储和随机存储。(P127-129)10、试比较顺序文件、索引文件、散列文件的优缺点。答：顺序文件是根据记录的序号或记录的相对位置来进行存取的，其存取、搜索和修改效率较低；索引文件的检索方式为直接存取或按关键字存取，其存取和修改等操作效率较高，但占用空间较顺序文件大：用哈希法构造的文件称为散列文件，在建立数据集合的存储结构时利用记录的关键字进行某种运算后直接确定记录的存储位置，占用空间较索引文件少，但耗费处理器时间较多。(P13O-131)11、缓冲技术的基本思想是什么？它有什么作用？答:缓冲技术的基本思想如下:在系统的主存储器中设置专门供I/O操作使用的I/O缓冲区。当一个进程执行写操作输出数据时，先向系统申请一个输出缓冲区，然后将数据高速送到缓冲区，此时进程可以继续运行；同时系统将缓冲区内容写到I/O设备上。当一个进程执行读操作输入数据时，先向系统申请一个输入缓冲区，系统将一个物理记录的内容读到缓冲区中，然后根据进程要求，把当前需要的逻辑记录从缓冲区中选出并传送给进程。缓冲技术的作用是提高CPU和I/O设备的并行性，以及I/O设备和I/O设备之间的并行性,从而提高整个系统的效率。相当于将外设的速度提高到与内存芯片的速度等级。(P134)12、常用的操作系统有哪几种？它们有什么区别？答：目前计算机用户常用的操作系统有Windows、UNIX和Linux。Windows是Microsoft公司的产品，主要用于个人电脑，其特点是有良好的图形用户界面，丰富的多媒体和网络功能。UNIX是一个通用、交互型分时操作系统。现已成