[大学计算机基础]习题与参考答案.pdf

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 ABEFH 7 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 4 6D 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 5 103 6 102 7 101 8 100 1 10 1 2 10 2 3 10 3 321 8 10 3 102 2 101 1 100 8 10 1 1100 0101 2 1 23 1 22 0 21 0 20 0 2 1 1 2 2 0 10 3 1 2 4 100111 0001 10 1 25 1 22 1 21 1 20 1 2 4 7 1010B 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 10 10011011 0011011B 233 154O 9B 36H 1010101010 0011001B 1252 144O 2AA 32H 11 75 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 13 0 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 567D 0 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 17 BCD 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 4 RISC 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 FAT 8 150K 9 RAM 10 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 A 11 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 12 Windows 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 13 BIOS 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 4 DOS 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 Nul Mac OS 的文件名 31 个字符 允许空格 UNIX Linux 的文件名 14 256 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 9 FAT 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 C 7 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 13 ADT 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