计算机科学导论课本答案解析完整版

1、.第1章概 述习题1. D2. B3. CD4. C5. ABC6. A7. B8. B9. ABCD10. ABCDE6计算机有哪些主要的特点？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。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。高度的自动化和灵活性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、处理、输出和存储,它反映了计算

2、机进行数据处理的基本步骤。输入接受由输入设备提供的数据。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。输出将处理所产生的结果等数据由输出设备进行输出。存储9计算机有哪些主要的用途？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。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

3、机的主要任务,是现代化管理的基础。实时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。计算机辅助设计/辅助制造/辅助教学计算机辅助设计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。人工智能人工智能就是指计算机模拟人类某些智力行为的理论、技术和应用。多媒体技术10简述计算机的发展趋势。微型化一方面,随着计算机的应用日益广泛,在一些特定场

4、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。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。网络化因特网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,

5、而网络通信、电子商务、网络资源共享则具有真实的特性。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。新型计算机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。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。抽象抽象是自然科学的根本。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。设计计算学科课程体系的教学内容

6、归结为14个知识体,包括：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。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。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。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

7、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。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。网络计算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。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。人-机交互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。图形学和

8、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。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。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。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。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。社会和职业问题第2章计算机基础知识习题答案一 选择题1D2D3D4D5C6B7A

9、 8 C 9A 10C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

10、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

11、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

12、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1A 2C 3C4C5A6A7B8A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

13、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：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

14、机构,使主机与外设在工作速度上达到匹配。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。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。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,

15、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：易管理,维护简单,使用方便。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。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。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 统习题一单项选择题1D2C3B4A5C6D7B8C9D10A二简答题1？答：操作系统就是合

16、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。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？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。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。3？答：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

17、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答：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/O硬件与I/O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答：Windows、UNIX 、Linux等。Windows操作系统特点：统一的窗口和操作风格、多任务的图形化用户界面、支持网络及多媒体技术、UNIX操作系统特点：多用户、多任务、分时,有可装卸

18、的树型结构文件系统,设备文件化,较强的可移植性。Linux操作系统特点：三讨论题答案略。第5章网 络 计 算习题一选择题1C2B3A4C5C6A7ABCD8ABCD9ABCD10ABC11D12C13B14B二简答题1什么叫信息、数据、信号？答：信息是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。数据是信息的数字化形式或数字化的信息形式。信号是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

19、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

20、、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等进行数据通信,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

21、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

22、扑结构有哪些？分别简述每种拓扑结构的特点。答：总线型网络结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。树型网络结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。星型网络结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

23、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。环型网络结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

24、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：物理层互连设备,即中继器,中继器又叫转发器。数据链路层互连设备,即网桥。网络层互连设备,即路由器。网络层以上的互连设备,统称网关或应用网关。11简述TCP/IP协议的体系结构。答：TCP/IP是Internet赖以存在的基础,Internet中计算机之间通信必须共同遵循的TCP/IP通信规定。TCP/IP的体系结

25、构如图所示。TCP/IP的体系结构图网络接口层是TCP/IP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。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IP数据报,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。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。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IP地址。答：每台计算机或路由器都有

26、一个由授权机构分配的号码,称为IP地址。IP地址能够惟一地确定Internet上每台计算机。由32位二进制数组成地址称为IPv4地址,在实际应用中,将这32位二进制数分成4段,每段包含8位二进制数。13Internet提供的主要服务有哪些？答：Internet提供的主要的服务有：WWW服务、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IP地址很难记忆,为了使用和记忆方便,因特网还采用了域名管理系统,简称DNS。域名系统与IP地址的结构一样,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

27、在最右面,各分量之间用.隔开：.三级域名.二级域名.顶级域名。15Intranet的技术有何特点？答：Intranet的技术的特点有：Intranet为用户提供了友好统一的浏览器界面。Intranet可以简化用户培训过程。Intranet可以改善用户的通信环境。Intranet可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：减少停机时间,改进响应时间,提高设备利用率；减少运行费用,提高效率；减少/消灭网络瓶颈；适应新技术；使网络更容易使用；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：网络安全策略与网络用户的关系；制定

28、网络安全策略的两种思想；网络安全教育与网络安全策略；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的基本功能及其技术分类。答：计算机网络安全技术中防火墙的基本功能：为内部网与Internet之间所设的安全系统； 是在两个网络之间执行访问,控制策略的系统； 它在内部网络和外部网络之间设置障碍；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1OSI/RM规定的计算机网络体系结构有七层模型结构,而TCP/IP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。

29、2结合你对计算机网络的认识,谈谈计算机网络给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1. A2. D3. A 4. C5. D6. B7. B8. D9. ABCD10. D11. C12. A13. B14. D15. 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

30、是什么？答：结构化程序设计的原则是： 使用顺序、选择、循环3种基本控制结构表示程序逻辑。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。严格控制GOTO语句的使用。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： 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。 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。 问题的边

31、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

32、及散列结构。 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。 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。 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。 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。算法是一组明确的、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： 有穷性：一个算

33、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。 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。 有效性：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。 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。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,其中,n代表求解问题的规模。complexity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,其中,n代表求解问题的规模。同样,引入符号O来表示T、S与求解

34、问题规模n之间的数量级关系。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：10简述编译程序的概念。编译程序是把高级语言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,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。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：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。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

35、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： 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。 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,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

36、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

37、息 系 统习题一单项选择题1D2C3B4D5B6C7B 8D 9A 10C11A12C 13A 14A 15C二简答题1答：DBMS通常由四部分组成,也是DBMS要完成的功能：数据定义语言DDL及其翻译处理程序：定义数据库中的数据对象。数据操纵语言DML及其编译程序：实现对数据库的查询、插入、删除、修改等操作。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。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。 模

38、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,DBMS的主要功能都在这层。一个数据库系统中只有一个模式。 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。 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答：关系模型中,定

39、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ACID特性。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：

40、系统内多个事务的执行是相互独立的,互不相扰。持续性：一个事务一旦执行成功,对于数据库中数据的改变是永久的。5答：数据库完整性控制是指保证数据库中数据的正确性、有效性、相容性,防止错误的数据进入数据库。正确性是指数据的合法性；有效性是指数据是否属于所定义的有效范围；相容性是指表示同一个事实的多个数据应该相同。三讨论题答案略。第8章软 件 工 程习题1. D2. B3. C 4. B5. A6. C7. A8. D9. BD 10. C11. B 12. C答：在计算机领域中,简单地说,把大型软件开发和维护过程中遇到的一系列严重的问题称为软件危机。随着计算机应用的普及和深化,计算机软件的数量、规模

41、、复杂程度和开发所需的人力、物力等都在急剧增加,计算机发展初期个人编写小程序的传统方法,已不再适合现代大型软件的开发,用传统方法开发出来的许多大型软件甚至无法投入运行。同时,由于计算机应用领域和硬件技术得到丁飞速发展,软件的生产速度、质量和规模远远适应不了对软件的需求,造成大量人力、物力、财力的浪费,在软件开发和维护过程中出现了巨大的困难,这就是软件危机。答：软件危机的表现形式： 软件的质量难以保证开发的软件可靠性差。由于在开发过程中,没有确保软件质量的体系和措施,在软件测试时,又没有严格的、充分的、完全的测试,提交给用户的软件质量差,在运行中暴露出大量的问题。这种不可靠的软件,轻者会影响系统

42、正常工作,重者会发生事故,造成生命财产的重大损失。 软件开发成本和开发进度难以控制经费预算经常突破,完成时间一再拖延。由于缺乏软件开发的经验和软件开发数据的积累,使得开发工作的计算很难制定。主观盲目制定的计算,执行起来和实际情况有很大差距,使得开发经费一再突破。由于对工作量和开发难度估计不足,进度计划无法按时完成,开发时间一再拖延。 软件的维护非常困难开发的软件可维护性差。开发过程没有统一的、公认的规范,软件开发人员按各自的风格工作。开发过程无完整、规范的文档,发现问题后进行杂乱无章的修改。程序结构不好,运行进发现错误也很难修改,导致维护性差。 用户对已完成的软件系统不满意开发的软件不能满足用

43、户要求。开发初期对用户的要求了解不够明确,未能得到明确表达。开发工作开始后,软件人员和用户又未能及进交换意见,使得一些问题不能及时解决,导致开发的软件不能满足用户的要求,使开发失败。答：软件工程是研究大规模程序设计的方法、工具和管理的一门工程科学,也就是运用系统的、规范的和可定量的方法来开发、运行和维护软件的系统工程。软件工程是门交叉学科,涉及到计算机科学、管理科学、工程学和数学。软件工程的理论、方法、技术都是建立在计算机科学的基础上,它是用管理学的原理、方法来进行软件生产管理；用工程学的观点来进行费用估算、制定进度和实施方案；用数学方法来建立软件可靠性模型以及分析各种算法和性质。软件工程是指

44、导计算机软件开发和维护的工程学科。答：软件工程的目标可概括为：在给定成本、进度的前提下,开发出具有可修改性、有效性、可靠性、可理解性、可维护性、可重用性、可适应性、可移植性、可追踪性和可互操作性并满足用户需要的软件产品。答：软件工程过程包含如下7个过程。 获取过程：获取过程为需方按合同获取一个系统、软件产品或服务的活动。 供应过程：供应过程为供方向需方提供合同中的系统、软件产品或服务所需的活动。 开发过程：开发过程为开发者和机构为了定义和开发软件或服务所需的活动。引过程包括需求分析、设计、编码、集成、测试、软件安装和验收等活动。 操作过程：操作过程为操作者和机构为了在规定的运行环境中为其用户运

45、行一个计算机系统所需要的活动。 维护过程：维护过程为维护者和机构为了管理软件的修改,使它处于良好运行状态所需要的活动。 管理过程：管理过程为软件工程过程中各项管理活动,包括项目开始和范围定义；项目管理计划；实施和控制,评审和评价；项目完成。 支持过程：支持过程对项目的生存周期过程给予支持。它有助于项目的成功并能提高项目的质量。答：软件生存周期是指一个软件从提出开发要求开始直到该软件报废为止的整个时期。通常,软件生存周期包括可行性分析和项目开发计划、需求分析、概要设计、详细设计、编码、测试、维护等活动,可以将这些活动以适当方式分配到不同阶段去完成。答：常见的软件工程模型有：瀑布模型、螺旋模型、快

46、速原型模型、智能模型等等。答：喷泉模型是一种以用户需求为动力,以对象作为驱动的模型。它适合于面向对象的开发方法。它克服了瀑布模型不支持软件重用和多项开发活动集成的局限性。喷泉模型使开发过程具有迭代性和无间隙性。系统某些部分常常重复工作多次,相关功能在每次迭代中随之加入演化的系统。无间隙是指在分析、设计和实现等开发活动之间不存在明显的边界。智能模型又称智能生存周期模型,是基于知识的软件开发模型,它把瀑布模型与专家系统结合在起。该模型在实施过程中要建立知识库,将模型本身、软件工程知识与特定领域的知识分别存入数据库。以软件工程知识为基础的生成规则构成的专家系统与含应用领域知识规则的其他专家系统相结合

47、,构成这一应用领域软件的开发系统。答：模块的划分不能够随意进行,而是应该遵循一定的原则： 划分的模块要有尽量高的功能独立性,而模块之间应该是低耦合的。 模块的大小要适宜,过大,增加模块本身的复杂性；过小,模块数增多,会增加模块间关联度。 模块间接口是必须是明确的。 模块间可以有调用关系,这个调用的层次不能太多。 尽量注意提高模块的复用率,提高开发效率。答：结构化方法通常遵循以下原则： 用户参与的原则。由于整个软件开发工作的复杂性,用户的需求分析至关重要,但是,用户的需求不是一次就能够明确的,而是随着系统开发工作的深入,用户的需求表达和开发人员对用户需求的理解才能逐步明确、深化和细化。这就要求软

48、件的开发要有用户的积极参与。否则,往往导致开发缓慢、不断反复、甚至失败。 先分析、再设计、后实现的原则。结构化方法强调在进行系统设计和系统实施之前,要先进行充分的需求调查与分析,进行可行性的论证,即首先解决系统做什么的问题,然后再进入系统设计、系统实施阶段,来解决如何做的问题。 自上向下的原则。在系统分析、设计、实施等各阶段,结构化方法都强调自项向下的原则,即从总体目标和功能出发,逐级分解、逐步细化,将整个开发系统分解,先实现某些子系统,然后再实现总的目标和功能。遵循这个原则,可以将一个复杂的问题分解成若干个比较简单的问题分别加以解决,从而降低了解决问题的难度。 阶段成果文档化。结构化方法强调

49、要将每一工作阶段的成果,用明确的文字和标准化的图形、表格等文档化工具进行完整而又准确的描述。这些文档即可标志阶段开发工作的结束,又是下阶段工作开展的主要依据。答：从实际应用的角度来看,软件质量的定义包含以下三个方面： 与所确定的功能和性能需求的一致性。 与所成文的开发标准的一致性。 与所有专业开发的软件所期望的隐含特性的一致性。答：软件的质量保证就是向用户及社会提供满意的高质量的产品,确保软件产品从诞生到消亡为止的所有阶段的质量活动,即确定、达到和维护需要的软件质量而进行的所有有计划、有系统的管理活动。答：软件可靠性是指一个程序按照用户的要求和设计的目标,执行其功能的正确程度。一个可靠的程序应

50、要求是正确的、完整的、一致的和健壮的。答：设计质量的评审内容： 评价软件的规格说明是否合乎用户的要求,即总体设计思想和设计方针是否明确;需求规格说明是否得到了用户或单位上级机关的批准;需求规格说明与软件的概要设计规格说明是否一致等。 评审可靠性,即是否能避免输入异常、硬件失效及软件失效所产生的失效,一旦发生应能及时采取代替或恢复手段。 评审保密措施实现情况,即是否提供对使用系统资格进行检查;对特定数据的使用资格、特殊功能的使用资格进行检查,在查出有违反使用资格情况后,能否向系统管理人员报告有关信息；是否提供对系统内重要数据加密的功能等。 评审操作特性实施情况,即操作命令和操作信息的恰当性,输入

51、数据与输入控制语句的恰当性；输出数据的恰当性；应答时间的恰当性等。 评审性能实现情况,即是否达到所规定性能的的目标值。 评审软件是否具有可修改性、可扩充性、可互换性和可移植性。 评审软件是否具有可测试性。 评审软件是否具有复用性。答：容错软件的定义,有以下4种： 规定功能的软件,在一定程度上对自身错误的作用具有屏蔽能力,则称此软件为具有容错功能的软件,即容错软件。 规定功能的软件,在一定程度上能从错误状态自动恢复到正常状态,则称之为容错软件。 规定功能的软件,在因错误而发生错误时,仍然能在一定程度上完成预期的功能,则把该软件称为容错软件。 规定功能的软件,在一定程度上具有容错能力,则称之为容错

52、软件。答：软件开发环境是指在计算机的基本软件的基础上,为了支持软件的开发而提供的一组工具软件系统。软件工程环境是一组方法、过程及计算机程序的整体化构件,它支持从需求定义、程序生成直到维护的整个软件生存期。软件是计算机的灵魂,用软件工程的方法来保证软件开发过程的顺利进行有哪些好处？2学习了软件工程后,你觉得在哪些方面的收获最大？第9章图形学和可视化习题一选择题1. ABCDE2.ABC3. ABC4. B5. ABC 6. C7. ABCD8. ABCD9. ACD10.ABCD二简答题1什么是计算机图形学？计算机图形学主要研究的内容有哪些？答：计算机图形学是研究怎样用数字计算机生成、处理和显示

53、图形的一门学科。计算机图形学主要研究的内容有：三维景物的表示、三维场景的显示、基于图像和图形的混合绘制技术、自然景物仿真、图形用户接口、虚拟现实、动画技术、可视化技术、几何和图形数据的存储、图形硬件、图形标准、图形交互技术等。2什么是人机交互技术？它的发展阶段有哪些？答：人机交互技术是指通过计算机输入、输出设备,以有效的方式实现人与计算机对话的技术。它的发展阶段由指示灯和机械开关组成的操纵界面到由终端和键盘组成的字符界面,再到由多种输入设备和光栅图形显示设备构成的图形用户界面,PC,工作站,WIMP界面到VR技术。3. 人机界面交互有哪几种方式？答：数据交互、图像交互、语音交互、行为交互。4简

54、述人机界面的设计原则？答：设计一个友好的用户界面应遵循以下原则： 用户针对性原则； 尽量减少用户的工作； 应用程序与人机界面相分离； 人机界面一致性； 系统反馈及时性； 尽量减少用户记忆； 及时的出错处理及帮助功能； 使用图形。5数据交互主要的交互形式有哪些？答： 问答式对话数据输入交互； 菜单选择数据输入交互； 填表数据输入交互特点； 直接操纵数据输入交互； 关键词数据输入交互； 条形码数据输入； 光学字符识别； 声音数据输入交互； 图像数据输入。6虚拟现实的组成要素有哪些？答：虚拟现实一般有三个要素组成：软件播放平台；专业计算机；成像设备。三讨论题1列举你在现实生活中所见到的计算机图形学方

55、面的应用例子,并对应用例子用图形学方面的知识去分析。答案略。2虚拟现实技术逐渐进入人们的生活,虚拟现实在娱乐方面的应用必将在很大程度上改变人们的生活方式,谈谈虚拟现实对人们的生活会带来哪些变化？答案略。第10章人工智能系统习题答案1. D2. B3. CD4. C5. ABC二 简答题1. 什么是人工智能？答：人工智能AI,又称为机器智能MI,是研究、设计和应用智能机器或智能系统,用来模拟人类智能活动的能力,以延伸人类智能的科学。它是一门综合了计算机科学、生理学、控制论、信息论、神经生理学、语言学、哲学的交叉学科。2. 人工智能的主要研究和应用领域是什么？答：目前,人工智能已进入人们的工作和生

56、活中,它的主要应用领域包括:专家系统、 决策支持系统、自然语言处理、组合调度和指挥、智能机器人、逻辑推理和定理证明、模式识别、自动程序设计等领域。3. 知识表示的方法有哪些？答：知识表示是对知识的一种描述,在人工智能中主要是指适用于计算机的一种数据结构。在人工智能中,常用的知识表示方法有：一阶谓词逻辑表示法、产生式表示法、框架表示法、语义网络表示法、过程表示法、脚本表示法、面向对象表示法、Petri网表示法等等。4. 经典的推理技术有哪些？答：推理是人类求解问题的主要思维方法,其任务是利用知识,因而与知识的表示方法有密切关系。经典的推理主要有确定性推理,包括归约推理、消解演绎推理和规则演绎推理

57、等推理方法。它们建立在经典逻辑基础上,运用确定性知识进行精确推理,也是一种单调性推理。5. 人工神经网络有哪些模型,试举出五个例子。答：有感知器神经网络、BP网络、Hopfield神经网络、BAM神经网络、Kohonen网络等。三. 讨论题1. 举例说明一两个你感兴趣的人工智能研究领域。答案略。2. 智能计算的含义是什么？它涉及哪些研究分支？答案略。第11章离 散 结 构习题答案一单项选择题1D2C3B4C5D6B7A 8B 9D 10C二解答题解：xP yQxy R yx R解：PP 的真值表。解： P Q R PP PQRP P 0 0 0100110 0 1100110 1 010011

58、0 1 1101001 0 0000111 0 1000111 1 0000111 1 1001004C解：C解：fggffggfffgg解：fggffggfffgg,-解：1对加法+,令幺元为e,则对所有的元素a,a + e =e + a,则e=0 ；对乘法*,令幺元为e,则对所有的元素a,a * e =e * a,则e=1 。2对并集,令幺元为e,则对所有的集合a,ae =ea,则e=,空集 ； 对交集,令幺元为e,则对所有的集合a,a e =e a,则e=U,全集。8. 画出集合A=2,3,6,12,24,36上整除关系的哈斯图。并指出最大元、最小元、极大元和极小元。解：集合A=2,3,

59、6,12,24,36上整除关系的哈斯图如图所示。其中,没有最大元,也没有最小元；极大元是24和36,极小元是2和3。9. 画出图G=的图形,其中V=a,b,c,d,e,f,g,h, E=e1,e2,e3,e4,e5,e6,e7,e8,e9,=a,c,=a,b,=d,c,=b,d,=e,a,=e,d,=f,e,=e,g,=f,g；并给出其关联矩阵。解： 关联矩阵略。10在以下有向简单图中,给出每个结点的度,并给出其邻接矩阵。解：d=3 ,d= 2, d=3, d = 2三讨论题答案略。第12章社会和职业问题习题1. B 2. D 3. D 4. C5. B 6. D 7. D 8. CD答：计算

60、机的广泛使用为社会带来了巨大的经济利益,同时也对人类社会生活的各个方面产生了深远的影响。不少社会学家和计算机科学家正在密切关注着计算机时代所特有的社会问题,如计算机化对人们工作和生活方式、生活质量的影响,计算机时代软件版权、商业机密的保护,公民的权利和计算机空间的自由,计算的职业道德和计算机犯罪等。实际上,如何正确看待这些影响和这些新的社会问题,并制订相应的策略已经引起了越来越多计算职业人员和公众的重视。答：由计算机和通信线路构成的计算机网络正在使世界经历一场巨大的变革,这种变革不但在人们的日常工作和生活中体现出来,而且深刻地反映在社会经济、文化等各个方面。网络作为资源共享的手段是史无前例的。