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【浙江大学】大学计算机基础教程习题与参考答案习题与参考答案第1章 概述简答题：1计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。2计算机的5个组成部分是：输入、存储、处理（运算）、控制和输出。输入用来将用户的程序和数据送入计算机；存储用来存放程序和数据；处理用来进行算术运算和逻辑运算，进行数据的处理；控制用来控制计算机各部件的工作；输出用来将处理的结果告诉用户。3构成信息系统的要素有：硬件、软件、数据/信息、人（用户）、过程（处理）、通信。4计算机的主要特点是：高速、精确的运算能力；准确的逻辑判断能力；强大的存储能力；自动功能；网络与通信能力等。5计算机科学研究的内容是计算机系统和计算机应用。系统方面有算法与数据结构、程序设计语言、体系结构、操作系统、软件方法学和软件工程、人机交互等；应用方面有数值与符号计算、数据库、信息处理、人工智能、机器人、图形学、组织信息学、生物信息学等。6计算机文化这个词的出现基本上是在20世纪80年代后期。计算机文化是指能够理解计算机是什么，以及它如何被作为资源使用的。不但要知道如何使用计算机，而且更重要是应知道什么时候使用计算机。7计算机按速度、存储量等规模来分，有超级（巨型）计算机、大中型计算机、小型计算机、工作站、微型计算机，而微型计算机又可分为台式机、移动（便携式）计算机、嵌入式计算机等。超级计算机的运算速度一般为每秒数十万亿次甚至百万亿次以上浮点数运算；大中型计算机一般运行速度每秒为数亿数级水平；小型计算机的运行速度和存储容量低于大型机；工作站是具有很强功能和性能的单用户计算机，它通常使用在处理要求比较高的应用场合；微型计算机一般作为桌面系统，特别适合个人事务处理、网络终端等应用。选择题：1、E 2、C 3、B 4、BDFJLE 5、C 6、ABEFH7、B 8、D 9、A 10、C 11、A 12、B第2章 信息表示和逻辑基础简答题： 1数制又称为“计数（或记数）体制”，一般把多位数码中每一位的构成方法以及实现从低位到高位的进位规则叫做数制。数制的3个基本特点为：（1）一个R进制的数制有R-1个数码；（2）最大的数码为R-1；（3）计数规则为“逢R进一”。 2运算规则是当二进制某一位计数满2时就向高位进1。加法有：0 + 0 = 0，0 + 1 = 1，1 + 0 = 1，1 + 1 = 10；乘法为：0 0 = 1，0 1 = 1，1 0 = 0，1 1 = 1 3一个十进制整数转换为R进制数的方法是除R取余法。 46D=110B 12D=1100B 1024D=10000000000B 0.25D=0.01B 7.125D=111.001B 2.625D=10.101B 5对一个R进制数转换为十进制数，使用按权展开式： 其中： n：整数位；m：小数位；A：数码 0，1，. N-1；R 为基数；Ri 权系数 6（5678.123)10=5103+6102+7101+8100+110-1+210-2+310-3 （321.8)10=3102+2101+1100+810-1 （1100.0101)2=123+122+021+020+02-1+12-2+010-3+12-4 （100111.0001)10=125+122+121+120+12-4 71010B=10D 110111B=55D 10011101B=157D 0.101B=0.625D 0.0101B=0.3125D 0.1101B=0.8125D 10.01B=2.25D 1010.001B=10.125D 8每3位二进制对应1位八进制数，从小数点开始，往左为整数，最高位不足3位的，可以补零；往右为小数，最低位不足3位的，必须在最低位后面补0。 9每4位二进制对应1位八进制数，从小数点开始，往左为整数，最高位不足4位的，可以补零；往右为小数，最低位不足4位的，必须在最低位后面补足0。 1010011011.0011011B=233.154O=9B.36H 1010101010.0011001B=1252.144O=2AA.32H 1175.612O=111101.11000101B=3D.C5H 64A.C3FH=11001001010.110000111111B=3112.6077O 12一个正数的原码和它的真值相同，负数的原码为这个数真值的绝对值，符号位为1。反码的定义是：一个正数的反码等于它的原码；一个负数的反码，最高位（符号位）为1，其余各位按位求反。补码的定义是：一个正数的补码等于它的原码；一个负数的补码等于它的反码加上1（从最低位上加1，并考虑进位，但进位不改变符号位）。 130.11001：原码：0.11001，反码：0.11001，补码：0.11001 -0.11001：原码：1.11001，反码：1.00110，补码：1.00111 0.11111：原码：0.11111，反码：0.11111，补码：0.11111 -0.11111：原码：1.11111，反码：1.00000，补码：0.00001 0.567D0.10010B：原码：0.10010，反码：0.10010，补码：0.10010 -0.567D-0.10010B：原码：1.10010，反码：1.01101，补码：1.01110 14计算机中为了使其表示的数能够符合实际需要，采取了固定小数点方法表示数及其运算。一般计算机中的数有两种常用表示格式：定点和浮点格式。定点格式容许的数值范围有限，它将小数点固定在某一个位置，为了处理方便，一般分为定点纯小数和定点纯整数。浮点表示法，即小数点的位置是浮动的，一个浮点数分为阶码和尾数两部分。 15左移n位：乘2 n ；右移n位：除2 n （取整） 16假定一个数能用的总位数为8位，则：有数符1位，阶符+阶码3位，剩下尾数4位。最大数应为0 011 1111，即+0.1111*2 +3 =0.9375*8 = +7.5，同样方式可求得最小数。 17BCD码是十进制数的二进制编码，又称二-十进制编码，也就是将十进制的数字转化为二进制，但是和普通的转化不同，每一个十进制的数字0-9都对应着一个四位的二进制码。 18汉字字数繁多，属性丰富，因而汉字代码体系也较复杂，主要包括：汉字机内码、汉字交换码、汉字输入码、汉字字形码。 19(1)汉字机内码：它们是汉字在计算机汉字系统内部的表示方法，是计算机汉字系统的基础代码。(2)汉字交换码：它们是国标汉字(如机内码)进行信息交换的代码标准。(3)汉字输入码：它们是在计算机标准键盘上输入汉字用到的各种代码体系。(4)汉字字形码：为了打印输出各种风格的字体和字形所制定的代码。 20命题是指有具体意义的又能判断它是真（True，简记为T）还是假（False，简记为F）的陈述性语句。命题演算中的基本逻辑连接词是“与”、“或”、“非”。 21命题公式是用逻辑连接词将命题变元连接起来的式子。两个公式等价的前提中，对其变元的各组取值，将得到相同的结果。 22 A B C F 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 23 其实该公式可以化简。 选择题： 1、B 2、C 3、B 4、A 5、A 第3章 计算机的体系结构简答题：1计算机系统由硬件系统和软件系统组成。计算机体系结构主要研究硬件组成，冯?诺依曼体系结构也叫冯?诺依曼模型，主要是：（1）计算机有五个组成部分，分别是输入、存储、处理、控制和输出。（2）计算机的程序和程序运行所需要的数据以二进制形式存放在计算机的存储器中。（3）计算机程序的执行由计算机控制器根据程序的指令序列工作。2计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。如果按子系统，可以解释为3个子系统，即：处理器子系统、存储器子系统、输入输出子系统。3存储器系统一般有两大组成部分：高速主存储器和低速辅助存储器。其基本工作原理是程序和数据存储在辅助存储器中，被执行的程序从辅助存储器调入主存储器运行，运行结束后，程序和数据被保留或存储在辅助存储器中。4RISC称为精简指令集计算机，从指令系统中去掉一些不常用的指令降低处理器电路的复杂程度，提高整个计算机的执行速度，但程序设计相对复杂；CISC称为复杂指令集计算机，具有庞大的指令系统，程序设计相对容易，有高级指令，相对CPU设计复杂。5高速缓冲存储器Cache介于CPU与主存之间，用来减少CPU与内存之间的速度差异。虚拟存储器只是一个容量非常大的存储器的逻辑模型，不是任何实际的物理存储器，它借助于磁盘等辅助存储器来扩大主存容量，使之为更大或更多的程序所使用。6多媒体信息交互处理所需的硬件设备是在普通PC机的基础上，再包括：高性能的CPU（带有多媒体扩展指令MMX）；快速、大容量的内存；声卡；显卡；视频卡和质量较高的显示器；CD-ROM或DVD-ROM驱动器；扫描仪；数码相机；数字摄像机等外围设备。多媒体信息处理所需的软件有：多媒体操作系统；多媒体创作软件和应用软件，如图像处理、音乐处理、演示文稿制作、动画制作、视频处理等。7微机的主要硬件有：主板、微处理器、内存条、显示卡、声卡、网卡、外存储器、输入设备、输出设备。主板是微机中最大的一块印刷电路板，主板上有各种连接外围电路、设备的接口，上面排列着用于安装CPU、内存储器和集成电路芯片、总线接口、配件的插槽等，主板安装在主机箱内。微处理器由控制器和运算器两个部件构成，并集成在一块芯片上，它是计算机的核心部分，负责指挥和控制其它各个部件协同工作，负责对数据进行各种运算。内存条存放程序和数据，安装在主板上，它和CPU直接进行数据读取和写入操作。显示卡作用是控制显示器的显示方式。声卡是多媒体计算机的主要部件之一，它包含记录和播放声音所需的硬件。网卡是连接计算机与网络的硬件设备，通过网线（也可无线）与网络设备连接，实现共享资源、交换数据。外存储器用于存放未在运行的程序和数据。输入设备主要是指键盘和鼠标，键盘是输入文字最方便的工具，鼠标属于点击设备，其操作以移动和点击为主。输出设备主要为显示器和打印机，显示器可以把计算机的输出结果显示在屏幕上，而打印机可以把计算机的输出结果打印在纸上。8硬盘的主要技术指标是：硬盘转速、存储容量、存取时间、数据传输速率等。硬盘使用系统总线与主机连接，主要有IDE和SCSI两种。9略10略11略填空题：1 内存、外存；速度、容量；寄存器、cache、内存、外存2 巨型机、大型机、中型机、小型机、工作站、微型机；处理能力，如速度、容量等3 运算器、控制器；频率、字长、浮点运算能力4 频率5 读数据包并解包、打包并发送6 易失性、RAM、被读出7 FAT8 150K9 RAM10用户、计算机11通用串行总线选择题：1、B 2、C 3、C 4、BCDEF 5、C 6、B 7、D 8、D 9、D 10、A11、D 12、B 13、D 14、B 15、B 第4章 核心：操作系统简答题：1系统软件是指管理、监控和维护计算机软、硬件资源，起到为用户提供友好的交互界面、支持用户运行应用软件、提高计算机的使用效率等的软件。应用软件是人们为了解决某些特定的具体问题而设计开发的各种程序。2操作系统是系统软件，是介于计算机和用户之间的接口，是有效地管理和控制计算机的软硬件资源的软件，能使其它程序能更方便有效地使用计算机。操作系统可以分为：批处理系统、分时系统、实时系统、并行操作系统、网络操作系统和分布式系统等。3操作系统的Kernel是指操作系统的内核，它可以直接操作计算机各种资源，实现设备驱动，进行内存管理等。操作系统的Shell是Kernel与用户之间的接口。4按功能的特点，操作系统有4种功能：进程管理、内存管理、设备管理和文件管理。5进程是正在内存中被运行的程序，当一个作业被选中后进入内存运行，这个作业就成为进程。作业是程序被选中到运行结束并再次成为程序的整个过程。程序是用户编制完成特定任务的代码，被存放在外存中。它们之间的转换为：外存中的程序被OS选择后就成为作业，作业被选中后进入内存运行，就成为进程，进程运行完毕后又成为作业状态，继而成为程序。6进程同步是指保证不同进程使用不同的资源。死锁是指进程彼此占用对方所需要的资源导致进程不能同步。7进程是正在内存中被运行的程序，线程一般是比进程更小的能独立运行的基本单位。一般意义上，如果一个程序只有一个进程就可以处理所有的任务，那么它就是单一线程的；如果一个程序可以被分解为多个进程共同完成程序的任务，那么这个程序被分解的不同进程就叫做线程。8设备无关性是指大多数软件与设备无关，要实现这一目的，现代操作系统中包含了许多类型的设备驱动程序，使设备能够被操作系统所直接支持。9设备驱动程序是指由设备生产厂家提供的，所有与设备相关的程序代码。10计算机的时钟有硬件时钟和软件时钟，硬件时钟是一个简单的晶体振荡器，它直接送入一个电子计数器，当计数器归零时向CPU发出一个中断信号，然后再次进入计数过程。软件时钟是定时器软件，硬件只提供一个时间间隔，其他工作则由软件完成。时钟的作用是负责提供系统时间，同时防止一个进程垄断CPU或其他资源。11常见的OS有：MS-DOS：磁盘操作系统，应用于PC机及其兼容机上，采用命令行界面；Windows：基于图形用户界面（GUI）、单用户、多任务的操作系统；Unix：多任务多用户的分时系统；Linux：可以运行在PC机上的免费Unix操作系统，有强大的网络功能；Macintosh：最早的GUI操作系统，具有很强的图形处理能力。12Windows具有直观、高效的面向对象的图形用户界面，用于“选择对象、操作对象”的方式工作。窗口、图标、菜单、对话框等都是Windows对象。13BIOS是基本输入输出系统，是一组程序，放在ROM中，当计算机启动时，强制CPU从这个ROM开始执行。CMOS是功耗非常低的RAM芯片，主要用来存放时钟数据及各种设备的参数等，这些参数能被BIOS修改，由于要修改所以不能放在ROM中。选择题：1、B 2、C 3、D 4、D 5、C 6、C 7、D 8、D 9、B 10、D 11、C第5章 数据组织与存储简答题：1数据是一组表示数量、行为和目标的非随机的可鉴别的符号。计算机中的数据，以电子的、磁的或光学的方法进行存储。计算机数据的特点是：所有数据以二进制形式存放在存储器上；数据按照一定的规则组织成“文件”，以便能够被快捷、方便地查找数据；区分数据的性质，数据被规定了一定的存储格式；特定格式的数据需要相应的计算机程序才能够进行操作；计算机数据可以被复制、移动；数据不能直接感受它的存在，必须经过专门的工具对数据进行访问、处理；计算机数据同样存在丢失的危险等。2计算机以文件的形式存储数据，是一个存储在存储器上的数据的有序集合并标记以一个名字。文件可以是计算机执行的程序和数据，文件是一组有序信息的集合，文件具有文件名。3计算机以“文件”组织数据，并把数据存储在存储器中。操作系统通过建立文件分配表FAT，记录磁盘上的每一个簇是否存放数据。当用户打开一个文件时，OS从FAT目录表中找到文件的起始簇，根据簇号定位该文件在FAT表中的位置，找到文件所使用的簇，将这些簇中存储的数据写入内存。文件系统主要解决了在外存上的存取文件，存储管理器将负责内外存数据交换。4DOS 和Windows3.1的文件名：8个字符，扩展名：3个字符，不允许空格，不允许的字符 / ； = “”：,| * ，不允许的文件名 Aux,Com1,Com2,Com3,Com4,Lpt1,Lpt2,Lpt3,Lpt4,Prn,NulMac OS的文件名：31个字符，允许空格UNIX/Linux的文件名：14256个字符，不允许空格，不允许的字符和文件名取决于其版本。常见MS文件扩展名：.exe是可执行文件，.com是命令文件，.bat是批处理文件，.sys是系统文件，.dll是动态连接库文件，.vxd是虚拟设备驱动程序，.bak是后备文件，.txt是文本文件，.doc是Word文档，.xls是Excel电子表格，.c是C语言源程序，.obj是目标文件，.lib是库文件，.htm是网页文件，.bmp是位图文件等等。5计算机中所有文件的集合就是文件系统，它是操作系统管理文件以及对文件数据的组织，是操作系统中以文件方式管理计算机软件资源的软件和被管理的文件与数据结构。6 文件的组织形式就是文件的逻辑结构，它研究的是用户思维中的抽象文件，其目的是为用户提供一种结构清晰、使用简便的逻辑组织，用户按此去存储、检索和加工有关信息。文件的物理结构是指文件在外存上如何存放以及与逻辑结构的关系。7计算机文件系统管理整个计算机中的文件是按照“目录”进行处理的，目录的组织形式便是目录结构，目录结构有单级目录结构、两级目录结构和树型目录结构。Windows采用树型目录结构。8 计算机中存储器处于“核心位置”，内外存的关系是：程序运行时，OS把程序从外存（如磁盘）调入内存；在内存中运行，运行所产生的数据临时存放在内存中；程序运行结束，数据被保存到外存上。OS通过存储管理器MMU实现内外存数据交换。9FAT是指文件分配表，操作系统通过建立文件分配表FAT，记录磁盘上的每一个簇是否存放数据。NTFS是新技术文件系统，它支持FAT，并支持可达16EB（264B）的大容量磁盘。10使用存储器 “内外”划分有着经济学原因，内存：存取速度在纳秒级，每字节存取价格高；外存：采用磁技术，是机械运动，速度慢，容量大，价格低。内外存储器在性能价格上实现了互补。11内存管理动态监控计算机的存储空间使用情况，当某个程序执行结束后，系统就会自动将它占用的内存单元收回，以便其它程序使用。内存管理记录着每个程序使用内存的情况，根据进程，不断变换内存空间的分配，给正在运行的程序分配存储器。12虚拟内存技术是在磁盘上开辟一个比内存要大的空间，把被执行的程序装载到这个区域中，按照内存的结构进行组织。其优点是：被执行的程序大小和内存无关；映射技术使得被装载到内存的那部分程序的速度比较快。13目前的PC机常使用的是Intel的处理器Pentium和Microsoft的Windows操作系统，在Pentium系统中，CPU内部有一个L1 Cache，采用数据和程序代码分开存储的结构。L2 Cache由CPU管理，而内存和虚拟存储器是由CPU和Windows系统的MMU共同管理的。选择题：1、A 2、B 3、B 4、C 5、D 6、C7、C 8、D 9、C 10、C 11、B 填空题：1 数据2 类型（以扩展名反映）3 文件4 * 、 ？5 文件系统 6 文件名7 文件夹8 图形、文本、执行9 交换、磁盘、磁盘、请求分页、请求分段、低第6章 算法、程序及设计方法简答题： 1程序从广义上看，是计算机进行某种任务操作的一系列步骤的总和，是一组计算机指令的有序集合。程序设计是指设计、编制、调试程序的方法和过程。 2程序的基本逻辑结构有顺序结构、分支结构和循环结构。 3一般可以把设计一个程序的过程分为六个步骤：问题的定义或叫做程序说明；设计解决问题的方案；编写程序代码；进行程序测试；程序的文档；程序应用。 4面向对象的程序设计是以对象为观点要编制程序，具有封装、继承、多态的特点。常见的语言有Visual Basic、JAVA、C+等。 5程序设计语言的种类主要有机器语言、汇编语言、面向过程的高级语言、面向对象的高级语言。 6表示一个程序的算法，可用自然语言、流程图、结构图、伪代码、PAD图等方法。 7算法特性是具有确定性、有穷性、有效性、有零个或多个输入、有一个或多个输出。 开始置s的初值为0置i的初值为1置flag的初值为1当i=100, 执行下面操作：使s=s+flag*i使i=i+1使flag=-flag(循环体到此结束)打印出s的值结束 8 编译系统一般由词法分析程序、语法分析程序、中间代码生成程序、优化程序、目标代码生成程序几个模块组成。 9计算机机器指令的格式一般为： 操作码 操作数或地址码 下一条指令的地址 10数据表达是对数据的符号化表示，其数据结构包括逻辑结构、存储结构、和对数据的操作，按照它的结构形式也可以分为链、表、堆、队、树等。在存储器中可以采用连续存储或链式存储。 11队列的操作为先进先出，而堆栈的操作为后进先出。 12数据间的结构实际上就是数据元素之间存在的关系，有线性结构、树形结构、图状或网状结构。这些结构反映了数据间的逻辑关系，也是对客观世界中多种多样数据的一种抽象。 13ADT是抽象数据类型。 ADT S /*定义S为堆栈抽象数据类型*/ 数据元素 /*可以是各种同属于一个数据对象的类型*/ 结构： /*数据元素之间为线性关系*/ 操作： Empty(S) /*判空函数。如果S为空，则返回“真”，否则返回“假”*/ Full(S) /*判满函数。如果S为满，则返回“真”，否则返回“假”*/ EnStack(S,x) /*入栈函数。在S栈顶插入元素x，若插入前S栈已满，则操作失败*/ DeleteStack(S) /*出栈函数。在S栈顶删除元素x，并返回该元素。若删除前S栈已空，则操作失败*/ Clear(S) /*S栈清空*/ . 14软件工程是指要象开发传统的大型工程一样去管理软件开发，它包含两层含义：管理，要有必要的理论和方法加以支撑；把软件当作工程，又具有自己的特点。软件生命周期包括了确定系统需求、系统设计、系统实现、系统维护直到软件不再使用的全