《计算机科学导论》习题答案

计算机科学导论习题答案 第 1章 概 述 习题 (答案 ) 一选择题 1. D 2. B 3. 4. C 5. . A 7. B 8. B 9. 0. 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 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 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 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？ (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。 7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 (模拟式电子计算机 (数字模拟混合计算机 (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 (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(专用计算机(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 (大 /中型计算机 (、 小 型 计 算 机 (微型计算机 (网络计算机 (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。 8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“ 环”。 环即输入 (处理 (输出 (存储(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。 (2)处理 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。 9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 ( 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 ( 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( 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 ( 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” (概念。 10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 (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。 (2)巨型化 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 (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。 11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。 12 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。 13 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 (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 (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 (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 (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 (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 (计算机和通信网络的发展，尤其是基于P 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 (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 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 (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 (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 (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 (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 (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 (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 计算机基础知识 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 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简要叙述多媒体技术的含义。 答：多媒体技术是指利用计算机技术把文本、图形、图像、音频和视频等多种媒体信息综合一体化，使之建立逻辑连接，集成为一个具有交互性的系统，并能对多种媒体信息进行获取、压缩编码、编辑、加工处理、存储和 展示。简言之，多媒体技术即为把文、音、图、像与计算机结合在一起的技术。多媒体技术是集计算机技术、文字处理技术、音频技术、视频技术、图像压缩技术、通信技术等多种技术的综合体。 5多媒体计算机的关键技术有哪些？ 答：多媒体计算机技术是一门多学科的综合技术。多媒体涉及的技术范围很广，技术很新、研究内容很深，是多种学科的和多 种技术交叉的领域。它涉及的关键技术有：多媒体指令集、多媒体数据的表示技术、大容量的存储技术、音频视频处理技术、多媒体计算机显示技术、光盘与光盘驱动器技术及其它技术等。 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. 多媒体计算机给人们的生活带来了哪些好处？请举出几个例子。 答案略。 第 3章 计算机体系结构 习题（答案） 一 选择题 1 A 2 C 3 C 4 C 5 A 6 A 7 B 8 A 二 简答题 1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。 2. 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。 3. 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。 4. 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 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。 5、什么是网络计算机 ?它有什么优点？ 答 ： 网 络 计 算 机 （ 称 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。 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， 比 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. 计算机系统的存储器分为哪几个层次？ 答案略。 2. 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 4章 操 作 系 统 习题 (答案 ) 一 单项选择题 1 D 2 C 3 B 4 A 5 C 6 D 7 B 8 C 9 D 10 A 二简答题 1 什么是计算机操作系统？它具有的基本功能有哪些 ？ 答：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 操作 系统通常有哪些类型？分别有什么特点 ？ 答：最常见的是按照操作系统的性质来划分的类型：分为批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统、嵌入式操作系统。 批处理系统的主要特点是系统吞吐量大、系统资源利用率较高、平均作业周转时间 (作业从提交到结果输出的时间 )较长，系统无交互力。 分时系统中往往支持多道程序执行，尽管如此，各运行任务具有独立性，互不影响；由于将处理机分时使用，使得用户与系统的及时交互成为可能，因此，分时系统具有较好的交互性；同时，系统资源利用率也得到 了很大的提高。 实时系统具有事件驱动 的特点，往往是由外部事件来触发系统的响应；实时系统要求的响应时间很短，以便及时响应事件，从而保证整个系统的实时性和高可靠性。 网络操作系统要求组成网络的各台计算机物理分散且高度自治，各计算机都有各自的软、硬件资源，系统的主要目的是共享网络资源、信息交换和协作。 嵌入式操作系统具有普通计算机具有的通常功能，但同时具有实时系统的特征，通常是更小的具有一定硬件控制功能的系统。 3 什么是并发？并行与并发的区别与联系是什么 ？ 答： 并发通常指多个任务可以在同一个时间段内同时执行，即允许多个任务在宏观上并行，微观上仍然 是串行的 (对于单 。 并行指的是多个任务真正意义上的同时 执行，换言之，多个任务可以在同一个时刻同时执行。 并发系统只能够是宏观上并行、微观上串行执行；而并行则在微观执行上也是并行的。只有在多处理机系统中，任务的并行执行才是可能的。并行系统往往也可以支持任务的并发执行。 4 一个操作系统都应该有哪些基本组成？ 答： 现代操作系统至少由存储管理、进程管理、设备管理、文件管理以及用户接口五个部分组成。 用户接口一般包含命令接口 (如 令 )和程序接口。 进程管理包含了进程描述、进程的状态及转换、 进程控制和调度、进程间通信等多个部分。 存储管理解决内存分配与回收、内存保护、地址映射、虚拟存储等问题。 设备管理涉及到中断技术、 I/软件、数据传输控制技术等。 文件管理要解决文件的命名、文件属性、文件操作、文件的逻辑与物理结构、文件的存取方式、磁盘物理空间管理、目录、文件可靠性等问题。 5 目前主流操作系统有哪些？它们的特点是设么？ 答： 目前主流操作系统有 作系统特点：统一的窗口和操作风格、 丰富的应用程序与应用开发工具、事件驱动程序的 运行方式、 多任务的图形化用户界面、支持网络及多媒体技术、 丰富的应用程序接口、广泛的硬件支持。 用户、多任务、分时，有 友好的用户接口， 可装卸的树型结构文件系统，设备文件化，较强的可移植性。 友好的用户接口， 超强的可移植性，灵活的模块化设计，强大的通信及网络功能，强大的健壮性。 三 讨论题 1在平时使用的操作系统中，如何认识进程？为什么在操作系统中要引入这个概念？而不就使用程序这个概念？ 答案略。 2操作系统是否功能越强大、使用越简单就越好？为何现实世界有多 种不同的操作系统存在，为什么不统一为一个操作系统，这样不是会省去很多麻烦吗？ 答案略。 第 5章 网 络 计 算 习题 (答案 ) 一 选择题 1 C 2 B 3 A 4 C 5 C 6 A 7 8 10 1 D 12 C 13 B 14 B 二简答题 1什么叫信息、数据、信号？ 答：信息 (客观事物的属性和相互联系特性的表现，它反映了客观事物的存在形式和运动状态。计算机中的信息 般是字母、数字、符 号的组合，而将这些信息进行传输的载体可以是文字、声音、图形、图像等。 数据 (信息的数字化形式或数字化的信息形式。 信号 (携带信息的传输介质，在通信系统中常用电信号、光信号、载波信号、脉冲信号、调制信号等描述。 2什么是串行通信和并行通信？ 答：在数据通信中，将待传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺序依次发送，每次由发送端传送到接收端的数据只有一位，这种方式称为串行通信。 至少有 8 位二进制数据同时通过多位数据线从一个设备传送到另一个设备，每次发送一个字符代码，这种工作方式 称为并行通信。 3什么是同步通信和异步通信？ 答：同步是每次发送多个字节或信息块，要求通信的收、发双方在时间基准上保持一致，系统需要一个同步时钟，用于传输大量的信息。 异步每次发送和接收一个字符的数据，同步在字符的基础上进行，起始时刻是任意的，字符与字符之间的间隔也是任意的，即各个字符之间是异步的。 4简述计算机网络的定义。 答：计算机网络就是利用通信设备和线路将地理位置分散的、具有独立功能的多个计算机系统连接起来，按照以功能完善的网络软件 (即网络通信协议、信息交换方式和网络操作系统 ( )进行数据通信，以实现网络中资源共享和信息传递的系统。 5简述资源子网和通信子网的组成。 答：资源子网由主机系统、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源织成。资源子网负责全网的数据处理业务，向网络用户提供各种网络资源与网络服务。 通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成，负责完成网络数据传 输、转发等通信处理任务。 6简述光纤通信的优点。 答：光纤通信的优点是通信容量非常大、抗雷电和电磁抗干扰性能好、传输距离远、传输速率高、单芯可实现传输、 传输损耗小、中继距离长、无串音干扰、保密性好、体积小、重量轻。 7简述分组交换。 答：分组交换采用存储转发的技术，把来自用户的信息暂存于存储装置中，并划分为多个一定长度的分组，每个分组前边都加上固定格式的分组标记 (用于指明该分组的发端地址、收端地址及分组序号等，然后再根据地址转发分组。分组在各交换节点之间传送比较灵活，交换节点不必等待整个报文的其他分组到齐，而是一个分组、一个分组地转发。这样可以大大压缩节点所需的存储容量，也缩短了网路时延。另外，较短的报文分组比长的报文可大大减少差错的 产生， 提高了传输的可靠性。但分组交换也有缺点，分组存储转发时，会产生时延；携带控制信息会增加开销 (分组交换网还需要专门的管理和控制机制。 8计算机网络的拓扑结构有哪些？分别简述每种拓扑结构的特点。 答： (1)总线型网络 (构 在总线型拓扑结构中，网络中的所有节点都直接连接到同一条传输介质上，这条传输介质称为总线。各个节点将依据一定的规则分时地使用总线来传输数据，发送节点发送的数据帧沿着总线向两端传播，总线上的各个节点都能接收到这个数据帧，并判断是否发送给本节点的，如果 是，则将该数据帧保留下来；否则将丢弃该数据帧。 (2)树型网络 (构 总线型拓扑结构的另一种形式是树型拓扑结构，传输介质是不封闭的分支电缆。和总线型结构一样，树型拓扑结构中任何一个 节点发送的数据都能被其它节点接收。 (3)星型网络 (构 在星型拓扑结构中，每个端点必须通过点到点链路连接到中间节点上，任何两个端节点之间的通信都要通过中间节点来进行。在星型结构的网络中，可采用集中式访问控制和分布式访问控制两种访问控制策略对网络节点实施网络访问控制。 (4)环型 网络 (构 在环型拓扑结构中，各个节点通过中继器连入网络，中继器之间通过点到点链路连接，使之构成一个闭合的环型网络。发送节点发送的数据帧沿着环路单向传递，每经过一个节点，该节点要判断这个数据帧是否发送给本节点的，如果是 , 则要将数据帧拷贝下来。然后将数据帧传递到下游节点。数据帧遍历各个节点后，由发送节点将数据帧从环路上取下。 9简述网络体系结构。 答：网络的体系结构是用层次结构设计方法提出的计算机网络层次结构及其协议的集合。换种说法，它是计算机网络及其部件所应能完成的各种功能的精 确定义。 在网络分层体系结构中，每一个层次在逻辑上都是相对独立的；每一层都有具体的功能；层与层之间的功能有明确的界限；相邻层之间有接口标准，接口定义了低层向高层提供的操作服务；计算机间的通信是建立在同层次之间的基础上。 10常用的网络互连设备有哪些？ 答：常用的互连设备有以下几类： (1)物理层互连设备，即中继器 (中继器又叫转发器。 (2)数据链路层互连设备，即网桥( (3)网络层互连设备，即路由器 ( (4)网络层以上的互连设备，统称网关(应用网关。 11简述 答： P(传输控制协议 /网际协议 )是以存在的基础， 计算机之间通信必须共同遵循的 P 通信规定。 应用层 运输层 网际层 网络 接口层 S M T P F T P T E L N E T D N S S N M P N V P T E T P T C P U D P I C M P A R P R A R P 8 0 2 . 3 8 0 2 . 5 F D D I H D L C (1)网络接口层是 P 协议的最底层，用于负责网络层与硬件设备间的联系。这一层的协议非常多，包括逻辑链路和媒体访问控制。 (2)网际层主要解决的是计算机到计算机之间的通信问题，包括的功能有 处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后将分组装入 据报，填充报头，选择路径，然后将数据发往适当的接口；处理数据报；处理 网络控制报文协议，即处理路径、流量控制、阻塞等。 (3)传输层用于解决计算机程序到计算机程序之间的通信问题。 (4)应用层提供一组常用的应用程序给用户。在应用层，用户调节访问网络的应用程序，应用程序与传输层协议配合，发送或接收数据。 12简述 答：每台计算机或路由器都有一个由授权机构分配的号码，称为 址。 址能够惟一地确定 32位二进制 数组成地址称为 实际应用中，将这 32位二进制数分成 4段，每段包含 8位二进制数。 13 答： 供的主要的服务有：务、电子邮件服务、文件传输服务、 远程登录服务。 14简述域名系统。 答：由于 址很难记忆，为了使用和记忆方便，因特网还采用了域名管理系统，简称 域名系统与 址的结构一样，也是采用层次结构。任何一个连接在因特网上的主机或路由器，都有一个惟一的层次结构的名字，即域名。域名 的结构由若干个分量组成，顶级域名放在最右面，各分量之间用“ .”隔开： 二级域名 15 答： (1) (2)以简化用户培训过程。 (3)以改善用户的通信环境。 (4)以为企业实现无纸 办公创造条件。 16网络管理的目标是什么？ 答： 网络管理的目标有： (1)减少停机时间，改进响应时间，提高设备利用率； (2)减少运 行费用，提高效率； (3)减少 /消灭网络瓶颈； (4)适应新技术 (多媒体，多平台 )； (5)使网络更容易使用； (6)安全。 17 网络安全策略的设计应考虑到那些方面 ? 答： 网络安全策略的设计应考虑到以下几个发面： (1)网络安全策略与网络用户的关系； (2)制定网络安全策略的两种思想； (3)网络安全教育与网络安全策 略； (4)网络安全策略的修改、完善与网络安全制度的发布。 18简述计算机网络安全技术中防火墙(基本功能及其技术分类。 答：计算机网络安全技术中“防火墙”(基本功能： (1)为内部网与 间所设的安全系统； (2)是在两个网络之间执行访问，控制策略的系统； (3)它在内部网络和外部网络之间设置障碍； (4)防止外界对内部资源的非法访问，也可以防止内部对外部的不安全的访问。 防火墙的技术分类：网络层防火墙和应用层防火墙。 三 讨论题 1 P 只有四层或五层模型，试讨论它们的异同点。为什么会有这些变化，给出你自己的理由。 答案略。 2结合你对计算机网络的认识，谈谈计算机网络 (特别是 人们的生活带来了哪些变化？这些变换有正面的和负面的影响，你是怎样认识的？和同学、老师、周围的人们进行交流，看看他们有什么想法？ 答案略。 第 6章 程序设计与算法分析 习题 (答案 ) 一、选择题 1. A 2. D 3. A 4. C 5. D 6. B 7. B 8. D 9. 0. D 11. C 12. A 13. B 14. D 15. 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。或者表示为：程序算法数据结构。 2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上而下、逐步求精的设计方法和单入口单出口的控制结构。 3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 4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上而下的方法进 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。 5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。 6 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。 7什么是算法， 算法的特性有哪些？ 答： 算法 (一组明确的、可以执行的步骤的有序集合，它在有限的时间内终止并产生结果。算法的特性有： (1) 有穷性 (可终止性 )：一个算法必须在有限个操作步骤内以及合理的有限时间内执行完成。 (2) 确定性：算法中的每一个操作步骤都必须有明确的含义，不允许存在二义性。 (3) 有效性 (可 执行性 )：算法中描述的操作 步骤 都是可执行的，并能最终得到确定的结果。 (4) 输入及输出：一个算法应该有零个或多个输入数据、有 1个或多个输出数据。 8什么是算法的时间复杂度和空间复杂度， 如何表示？ 答： 时间复杂度是与求解问题规模、算 法输入相关的函数，该函数表示算法运行所花费的时间。记为： T(n)，其中， n 代表求解问题的规模。 算法的空间复杂度 (量算法的空间复杂性、即执行算法的程序在计算机中运行所占用空间的大小。简单讲，空间复杂度也是与求解问题规模、算法输入相关的函数。记为： S(n)，其中， n 代表求解问题的规模。 时间复杂度和空间复杂度 同样，引入符号“ O”来表示 T(n)、 S(n)与求解问题规模 9用图示法表示语言处理的过程。 答：语言处理的过程如图所示： 汇编器 绝对机器码 装配连接编辑 编译器 目标汇编程序 可重定位机器代码 预处理器 骨架程序 源程序 可重定位目标文件库 10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 )。 11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出错处理 源程序 目标代码 12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 )。 13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。 14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。 15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。 16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算法是程序设计的基础，没有好的算法，就不可能写出好的程序，但是，学习算法涉及到很多交叉学科的知识，怎样才能把这些知识融会贯通，写出优秀的程序？ 答案略。 第 7章 信 息 系 统 习题 (答案 ) 一 单项选择题 1 D 2 C 3 B 4 D 5 B 6 C 7 B 8 D 9 A 10 C 11 A 12 C 13 A 14 A 15 C 二简答题 1 简要说明一个 答： 常由四部分组成，也是 (1)数据定义语言 其翻译处理程序：定义数据库中的数据对象。 (2)数据操纵语言 其编译 (或解 释 )程序：实现对数据库的查询、插入、删除、修改等操作。 (3)数据库运行控制程序：实现对数据库的统一管理和控制，从而保证数据的安全性、完整性，并对数据并发访问进行控制，完成数据库的故障恢复等功能。 (4)实用程序：完成数据库的建立与维护、数据格式的转换与通信、数据库的转储等功能。 2 解释数据库的三级模式结构。 答：数据库系统通常采用三级模式结构，它也是数据库管理系统内部的系统结构。 (1) 模式 也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。模式层中定义了数据模型和模式图表， 个 数据库系统中只有一个模式。 (2) 外模式 也称子模式或用户模式，是数据库用户可见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，通常与某一应用需求相对应。这层将来自模式层的数据转化为用户所熟悉的格式和视图。外模式通常可以有任意多个。 (3) 内模式 是数据物理结构和存储结构的描述，是数据在数据库内部的表示方法。内模式层决定数据存储在存储设备中的实际位置，并处理数据的存取方法及数据在设备间的数据传输。数据库系统的内模式也只有一个。 3 简述关系数据库的完整性。 答：关系模型中，定义了三种完整 性约束条件：实体完整性、参照完整性、用户自定义的完整性。实体完整性规定一个关系的主码 (包括所有的主属性 )不能为空；参照完整性规定外码必须是另一个关系的主码的 有效取值，或为空；用户定义的完整性是根据应用需求而要求数据必须满足的语义的要求，如某一属性的取值范围。 4 什么是事务，事务的特征有哪些？ 答：事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全都不做，是一个不可分割的工作单位。所有的事务都具有原子性 (、一致性(隔离性 (持续性(或简称 原子性：事务的所有操作必须作为一个整体的处理单位，要么全做，要么全都不做，不可以分割。 一致性：数据必须保持一致性状态。即事务的执行只能从一个一致性状态转变到另一个一致性状态。 隔离性：系统内多个事务的执行是相互独立的，互不相扰。 持续性：一个事务一旦