大学计算与人工智能基础 课后习题及答案

第1章计算与智能

1.什么是计算？什么是算法？

答：借助人或者某种计算装置，根据已知条件，从某一个初始点开始，在完成一组良好定义的噪作序列后，

得到预期结果的过程。

2.简述过程性知识和陈述性知识的区别。

答：陈述性知识涉及对•事物的描述，其目的在于辅助人类认识和理解事物；而过程性知识则指导我们如何完

成特定的任务。简言之，陈述性知识说明了“是什么”，而过程性知识则说明了“怎么做

3.请列举计算技术发展史上的三位科学家及其代表性成果。

答：图灵：图灵机；契克卡德：计算钟；帕斯卡：世界上第一台机械式计算机。

4.请简要介绍世界上第一台通用电子计算机。

答：世界上第一台通用电子计算机是ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer,即电子数

字积分计算机)。1942年，在宾夕法尼亚大学任教的莫克利提需了用电了•管组成计算机的设想。当时正值第二

次世界大战，新武器研制中的弹道问题涉及许多复杂的计算，单靠手工计算已远远满足不了要求，急需自动计算

的机器。所以莫克利的方案得到了美国陆军弹道研究所高尔斯特丹的关注，于是在美国陆军部的资助下，莫克利

从1943年开始研制ENIAC,并于1946年研制成功，如图1-5所示。ENIAC使用了约1万8千个电子管，占

地约170平方米，重达30吨，可以在一秒钟内进行5000次加法运算，3亳秒便可进行一次乘

法运算，与手工计算相比速度要大大加快，60秒钟射程的弹道计算时间由原来的20分钟缩短到30秒，比

当时最快的计算工具快1(X)0多倍。ENIAC的诞生具有里程碑意义，标志着电子计算机时代的到来。

5.电子计算机的发展经历了哪四个阶段？

答：发展过程大体可分为电子管、晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路四个阶段。

6.请简要介绍两种计算机的新技术。

答：大数据是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，它是需要新处

理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海昂:、高增长率和多样化的信息资产。

云计算是•种基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，利用虚拟化技术和分布式计算技术，将

计算、存储、网络等资源和服务迸行集中管理和分配，使用户可以根据需要随时获取所需的资源和服务。简

单来说，云计算就如同日常生活中的水电供应，用户按需取用计算资源，且仅需为实际消耗的部分支付费用。

7.什么是计算思维？什么是计算思维的本质？

答：计算思维是指运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为，它包括一系列广泛

的计算机科学思维方法，其本质是为问题进行建模并模拟。计算思维的本质是抽象和自动化。

8.什么是机器学习？请说明机器学习在处理问题和构建模型时的两类方法及其区别。

答：机器学习是一门涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析等领域的交叉学科，主要研究如何使用机器来模

拟人类学习行为，使机器通过识别和利用现有知识来获取新知识和新技能，并不断提升性能，实现自我完善。

I

机器学习在处理问题和构建模型时主要有“基于知以”和“基于数据”两类方法。基于知以的方法侧重于利

用已有的知识库或专家系统来构建模型。在该方法下，人类专家的知识被转化为规则或模型，机器学习系统则运

用这些规则来解读数据、做出决策或进行预测。此方法因其能够清晰地展示所使用的知识和推理过程而具备良好

的可解释性，特别适用于需要较好的解释性、领域知识明确且易于编码的场合，然而，在处理发展迅速、知识更

新迅速或涉及大规模、复杂多变数据集的领域时则显得力不从心。相比之下，基于数据的方法对数据的先验知识

要求较低，它依赖算法从海量数据中提炼特征、模式及信息来构建模型，以支持预测和分类等任务。此外，该方

法还具有一定的泛化能力，能够通过学习不同数据来适应多样化的情境和变化。在此方法中，数据处于核心地位,

模型通过数据的分析与处理来获取知识并提升能力。随着数据量的瀑炸式增长和计算机算力的显著提升，基于数

据的学习方法在性能上得以持续提升，特别是在深度学习和大数据分析领域取得了显著成效V

9.什么是人工智能？请说明人工智能的三大学派及其代表性成果。

答：人工智能是计算机科学的一个分支，是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技

术及应用系统的技术科学。其三大学派分别为符号主义、连接主义、行为主义，代表性成功分别为专家系统、

BP神经网络、六足行走机器人。

10.智能化社会中的算法偏见和责任归属问题是什么？请举例说明。

答：算法偏见：人工智能难以实现真正的公平，其在设计、训练以及部署等环节中有可能引入或放大现存的

社会偏见，这一现象被称作“算法偏见”。以人工智能系统训练过程为例，如果所使用的样本数据存在偏差或不

全面，就可能导致偏见的发生。例如，若面部识别算法的训练数据中白人样本比例过高，那么在识别有色人种面

部时可能会出现误差。这种算法偏见可能在不知不觉中加剧社会不平等和歧视，加深固有的偏见，对个人权益构

成威胁。

责任归属：有的法律体系和道德准则主要围绕人类行为构建，对于人工智能系统的责任归属问题，现行的

法律条文和道德框架往往难以直接适用。例如，在自动驾驶汽车发生交通事故的情况下，责任应当由制造商、

系统开发者还是车主承担？

2

第2章Python语言基础

1.编写一个for循环，计算1+2+...+100的和。

sum=0

foriinrange(l,101):

sum+=i

print(sum)#输出5050

2.定义一个函数is_prime(n),判断n是否为质数。

defis_primc(n):

ifn<=1:

returnFalse

foriinrange(2,int(n**0.5)+1):

ifn%i==0:

returnFalse

returnTrue

3.编写一个程序，使用循环和条件语句找出1/00之间所有能被3整除但不能被5整除的数字，并计算它

们的和。

#初始化总和

total=0

#存储符合条件的数字

numbers=1]

#遍历1到100的数字

fornuminrange。，101):

#检查是否能被3整除但不能被5整除

ifnum%3==0andnum%5!=0:

numbers.append(nuni)

total+=num

#输出结果

print("1-100之间能被3整除但不能被5整除的数字有：”)

print(numbers)

print(”\n这些数字的总和是：",total)

4.如何用字典统计字符串“hello”中每个字符的出现次数？

s="hello"

count={}

forcharins:

count[char]=count.get(char,0)+1

print(count)#{'h':1,'et:1,T:2,V:11

5.使用循环和条件语句实现一个猜数字游戏，程序随机生成1-100之间的数字，玩家有最多7次猜测机

会，每次提示猜大了还是猜小了。

impoiifandom

3

defguess_number():

target=random.randint(1,100)

attempts=7

prinl("猜数字游戏(1-100),你有7次机会”)

forattemptinrange(1,attempts+I):

guess=int(input(『第｛attempt｝次猜测："))

ifguess==target:

print(「恭喜！你在第｛attempt)次猜中了数字｛targel)")

return

elifguess<target:

print("猜小了”)

else:

print("猜大了”)

printf很遗憾，游戏结束。正确答案是｛target｝”)

guess_number()

6.给定一个整数列表和一个目标值，找出列表中两数之和等于目标值的索引。

deftwo_sum(nums,target):

num_map=｛｝

fori,numinenumerale(nums):

complement=target-num

ifcomplementinnutn_map:

return[num_map[complement],i]

num_map[num]=i

return[]

#测试

pnnt(two_sum([2,7,11,D],刃)#愉出：[U,1]

7.不使用内置reverse方法，反转字符串。

defreverse_string(s):

return

#或使用循环

defreverse_string_loop(s):

reversed_str=""

forcharins:

rcvcrscd_str=char+rcvcrscd_str

returnreversed_str

#测试

print(reverse_string("hello"))#输出:"olleh"

8.生成前n个斐波那契数。

deffibonacci(n):

a,b=0.1

result=1]

4

for_inrange(n):

result.append(a)

a,b=b,a+b

returnresuk

#测试

print(fibonacci(IO))#输出：：0,1,1,2,3,5,8,13,21,34]

9.不使用max函数，找出列表中的最大值。

deffind_max(nums):

ifnotnums:

returnNone

max_num=numsfOl

fornuminnums:

ifnum>max_num:

max_num=num

returnmax_num

#测试

print(find_max([3,5,2,8,1]))#输出：8

10.设计一个密码强度检测程序，用于•评估部队通信密码的安全性。密码需要满足的条件如下：

至少8个字符；

包含大小写字母；

包含数字；

包含特殊字符；

不能包含连续三个相同字符。

问题要求：实现密码规则验证函数，并返回详细的强度报告，绐出改进建议。例如，密码“Army#2023”

的检测输出示例为：

(

'length_ok':True,

'has_uppcr':True,

'hasjower':True,

'has_digit':True,

'has_special':True,

'no_repeats':True,

strength':'极强'，

suggestions,:「密码强度符合军事标准」

}

defchcck_password_strcngth(password):

军事密码强度检测系统

参数：

password:待检测的密码字符串

返回：

包含详细检测结果的字典

5

HIIII

report={

Hlcngth_ok":lcn(password)>=8,

"has_upper":any(c.isupper()foreinpassword),

"has_lowcr":any(c.islower()foreinpassword),

"has_digi(":any(c.isdigit()foreinpassword),

"has_special":any(notc.isalnum()fbrcinpassword),

“no_rcpeats”:True

1

#检查连续重复字符

foriinrange(len(password)-2):

ifpassword[i]==password(i+1]==password[i+2]:

report!"no_repeats"]=False

break

#计算综合评分

score=sum(rcport.valucs())

report["strength"J=「极弱"，“弱”，“中，“强丁‘极强”][min(score,4)]

#生成改进建议

suggestions=[J

ifnotrepor(["length_ok"|:

suggeslions.append("密码长度至少8位")

ifnotreport["has_upper"l：

suggestions.叩pend("需要包含大写字母")

ifnotreport["has_lower"]:

suggestions.叩pend("需要包含小写字母")

ifnotrcport『'has_digit"]:

suggestions.append("需要包含数字”)

ifnotrcport["has_spccial"]:

suggestions.append("需要包含特殊字符")

ifnotrcport["no_rcpcats"]:

suggestions.append("避免连续三个相同字符")

reportf'suggestions"]=suggestionsifsuggestionselse「'密码强度符合军事标准”]

returnreport

#测试案例

print(chcck_passvvord_strcngth("Ariny#2023,'))

HIIH

输出：

(

,length_ok':True,

'has_upper':True,

'hasjower':True,

'has_digit':True,

'has_special':True,

'no_repeats':True,

6

,strength,:极强;

'suggestions':「密码强度符合军事标准']

)

1111IV

print(check_pass\vord_strength("Armt"))

11.定义一个Student类，包含name、age属性和study。方法。

classStudent:

definit(self,name,age):

=name

self.age=age

defstudy(self)：

print(f'{}isstudying.")

12.什么是继承？写一个Animal父类和Dog子类的例子。

classAnimal:

defspeak(self):

print("Animalspeaks")

classDog(Animal):

defspeak(self)：

print("Dogbarks")

13.创建一个名为“BankAccount”的类，包含属性：账号、户名和余额，以及方法：存款、取款和显示余

额。取款时需检查余额是否充足。

classBankAccount:

definit_(self,account_number,owner_name,balance=0):

seif.accouni_number=account_number

self.owner_nanie=owner_name

self.balance=balance

defdeposit(self,amount):

ifamount>0:

self.balance+=amount

print(F'存款成功，当前余额：{self.balance}")

else:

printf,存款金额必须大于0")

defwithdraw(sclf,amount):

ifamount>0:

ifself.balance>=amount:

self.balance-=amount

prinl(「取款成功，当前余额：{self.balance}")

else:

print(“余额不足”)

else:

print（”取款金额必须大于0"）

7

defdisplay_balance(self):

prinKf1'账户：{self.accoun(_number},{self.owner_name},余额：{self.balance}")

#测试

account=BankAccounK-123456",1000)

account.deposit(500)

account.withdraw(200)

account.withdraw(2000)

account.display_balance()

14.使用字典和列表推导式，统计一段文本中每个单词出现的次数(忽略大小写和标点符号)。

importstring

defword_count(tcxt):

#去除标点并转换为小写

text=tcxt.lowcr()

text=text.translate(str.maketrans(",",string.punctuation))

words=text.split()

word_counts={}

forwordinwords:

word_counts[word]=word_counts.gct(word,0)+1

returnword_counts

#使用列表推导式实现

defword_count_\vith_comprehcnsion(text):

text=text.lower()

text=text.translatc(str.makctrans(",string.punctuation))

words=(ext.splil()

return{word:words.counl(word)forwordinset(words)}

#测试

sample_text="Helloworld!HelloPython.Pythonisgreat,isn'tit?"

print(word_count(sample_lext))

15.编写一个Python程序，实现一个简单的计算器，支持加、减、乘、除四则运算。要求处理除零错误和

无效输入。

示例输入：

3

5

示例输出：

输入第一个数字:3

输入运算符(+-*/):*

输入第二个数字：5

结果：15.0

继续计算?(y/n):n

defcalculator():

print("简单计算器(支持+-*/)”)

8

whileTrue:

try:

numl=f10at(input("输入第一个数字："))

op=input("输入运算符(+-*/):")

num2=floal(inpul("输入第二个数字："))

ifOp=V：

result=numl+num2

elifop==

result=numl-num2

clifop==

result=numl*num2

elifop==7':

ifnum2==0:

raiseZeroDivisionError("除数不能为零")

result=numl/num2

else:

print("无效运算符”)

continue

printf结果:{result}")

exceptValueError:

print("错误：请输入有效数字”)

exceptZeroDivisionErrorase:

prim(「错误:{e}")

again=input("继续计算?(y/n):")

ifagain.lower()!='y':

break

calculator()

16.写一个生成器函数countdown(n),倒序生成n至lj1的数字。

defcountdown(n):

whilen>=1:

yieldn

n-=1

fornumincountdown(5):

print(nuin)#输出5,4,32」

17写一个@timer装饰器，计算函数执行时间。

importtime

deftimer(func):

defwrapper(*args,**kwargs):

start=time.timeO

result=func(*args,**kwargs)

end=time.timeO

9

print(f'Timetaken:{end-start}seconds")

returnresult

returnwrapper

@timer

defmy_func():

time.sleep(2)

my_func()#输出：Timetaken:2.0seconds

18.编写一个异步程序,同时下载多个网页内容并保存到本地文件，使用aiohttp进行异步HTTP请求。

importaiohttp

importasyncio

importos

asyncdefdownload_page(session,url,filename):

try:

asyncwithsession.get(url)asresponse:

content=awaitrcsponse.tcxt()

withopen(filename.'w\encoding='utf-8')asf:

f.write(content)

printf成功下载{url}到{filename)'*)

exceptExceptionase:

primf下载{url)失败：{e}")

asyncdefmain(urls):

asyncwithaiohttp.ClientSession()assession:

tasks=[]

fbri,urlinenumerate(urls):

filename=f'page_{i+l}.htnil"

task=asyncio.crcaic_iask(dovvnload_pagc(session,url,filename))

tasks.append(task)

awaitasyncio.ga(her(*tasks)

#测试URL列表

urls=[

"hups:〃”,

"".

""

]

#确保输出目录存在

os.makcdirs("downloads'\exist_ok=True)

#运行程序

asyncio.run(main(urls))

10

第3章计算系统

1.选择题

（I）I.下列选项中，不属于协议要素的是（C）。

A.语义B.语法C.层次I）.时序

（2）2.在OSI参考模型中，完成路由选择功能的层次是（B）。

A.传输层B.网络层C.数据链路层D.物理层

（3）3.一个DNS资源记录（RR）为（hi.edu.cn,ml.hi.,MX,250）,则hi.是（D）。

A.邮件服务器的域名B.权威域名服务器的域名

C.本地域名服务器的域名D.邮件服务器的别名

（4）4.在OSI参考模型中，第6层（自下而上）完成的主要功能是（D）。

A.会话管理B.加密解密C.路由选择I）.数据表示转换

（5）5.在Internet中，用来进行数据传输控制的协议是（A）。A.

TCPB.IPC.HTTPD.FTP

（6）6.用互联网访问某个主机时可以通过（A）

A.IP地址B.地理位置C.域名D.从属单位名

（7）7.在web服务网址中，http代表（A）

A.协议B.主机C.TCP/IPI）.地址

（8）8.以下哪项不属于操作系统的核心功能？（C）

A.进程管理B.内存管理C.数据库查询优化D.文件系统管理

（9）9.IPv4地址"00"属于哪类地址？（C）

A.A类B.B类C.C类I）.I）类

（10）10.以下哪项是大数据的特征之一？（D）

A.Value（价值）B.Volume（大量）C.Variety（多样）D.以上都是

2.问答题

（1）请说明图灵机模型的工作思想。

答：图灵机是一种抽象计算模型，由阿兰・图灵提出，用于模拟任何可计算过程。其工作原理基于4个核

心组件的协同操作，模拟“读写数据、根据规则决策、移动位置”的过程通过一个无限长的纸带（存储介质）、

•个读写头（可读取和修改纸带上的符号）和•套状态转换规则（控制逻辑）来模拟计算过程，图灵机根据

当前状态和读写头所指的符号，决定下一步的操作（移动读写头、修改符号、改变状态）。

（2）画出冯•诺依曼体系计算机的基本结构，并简述其工作原理。

答：冯•诺依曼体系“算机一共由五大部件组成。分别是运算器（ALU）：执行算术和逻狙运算。控制

器（CU）：协调各部件工作，执行指令。存储器：存储程序和数据。输入设备：接收外部数据。输出设备：

向外部输出结果。

工作原理：程序和数据预先存入存储器，控制器按顺序从存储器中读取指令，解析后控制运算器执行操作

（如计算、数据移动），并通过输入/输出设备与外界交互。核心是“存储程序”思想：指令和数据共同存储，按

顺序执行。

11

（3）说明个人计算机系统的组成及其软硬件结构

答：硬件组成：中央处理器（CPU）、内存（RAM）、硬盘（存储）、主板、电源、显卡、输入设备（键

盘、鼠标）、输出设备（显示器）。

软件组成：系统软件：操作系统（如Windows、Linux）、驱动程序、实用工具。

应用软件：办公软件、浏览器、游戏等。

软硬件结构是硬件层之上是操作系统（管理硬件资源），再上层是应用程序（通过操作系统接口使用硬件）。

（4）简述0SI七层结构中各层的作用

答：物理层：传输原始比特流（电信号、光信号）。

数据链路层：提供可靠的点对点数据传输（帧同步、差错控制）。

网络层：路由选择和数据包转发（IP地址、逻辑寻址）。

传输层：端到端连接管理（可靠传输、流量控制，如TCP）。

会话层：建立、管理和终止会话（对话控制）。

表示层：数据格式转换（加密、压缩）。

应用层：为用户应用程序提供网络服务（HTTP、FTP）。

（5）简述TCP/IP协议簇中每一层传输的数据单位。

答：TCP/IP协议簇是互联网的核心协议体系，本质是“四层模型"（与OSI七层模型对应，合并部分

层级），自下而上分为网络接口层、网络层、传输层、应用层，每层传输的数据单位（PDU,协议数据单元）

不同，且下层会将上层数据“封装”为自身数据单位传输。其中，网络接口层：帧（Frame）；网络层（IP层）：

数据包（Packet）；传输层（TCP/UDP）：段（Segment）；应用层：消息/数据流（MessageZData）o

（6）简述局域网与广域网的不同之处，各自有什么特点？

答：局域网（LAN）是覆盖范围较小（通常在10公里以内，如一栋楼、校园或家庭）的网络，其拓扑

结构简单（多为星型），依赖双绞线、Wi-Fi等低成本传输介质，传输速率高且延迟低，由单一机构（如公

司、学校）管理，核心特点是高速、低耗、易维护，典型场景如家庭路由器连接的设备群、企业内部办公网络;

而广域网（WAN）覆盖范围极大（可跨城市、国家甚至全球，通常N1（X）公里），拓扑结构史杂（多为网状）,

依赖光纤、卫星链路等高价传输介质，传输速率相对较低且延迟高，由多个运营商或机构协同管理，核心特点是广

覆盖、支持跨地域通信，典型场景如互联网、银行跨省市数据传输网络，二者在覆盖范围、速率、成本、管理主

体和应用场景上形成鲜明差异，分别满足局部高效互联和全局远距离通信的需求。

（7）什么是物联网？物联网的特征是什么？

答：物联网（IntemetofThings,IoT）是指通过传感器、射频识别（RFID）、二维码、GPS等感知设备，

12

将物理世界中的“物”（如家电、汽车、工业设备、环境监测仪）连接到互联网，实现“物与物、物与人、

物与系统”的信息采集、传输、交互、智能处理的网络体系。

物联网的核心特征包括以下4点：

全面感知（Perception）：通过感知设备（如温度传感器、摄域头、RFID标签）实时采集“物”的状态

信息（如位置、温度、湿度、运动状态），是物联网的“眼睛和耳朵”；

可靠传输（Transmission）：通过网络（如Wi-Fi、蓝牙、LcRa、NB-IoT、5G）将感知到的信息传输到

云端或本地服务器，保障数据的实时性和可靠性；

智能处理（Intelligence）：通过大数据分析、人工智能（AD、云计算等技术，对传输的海量数据进行处理、

分析、决策，实现“智能响应”（如臼动调节温度、故障预警、路径优化）；

泛在连接（Connection）：连接的“物”数量庞大（如数十亿台设备），且连接场景多样（如室内、室外、

移动场景），实现“万物互联的泛在性。

（8）写出布尔代数的三个基木运算（与、或、非）的逻辑表达式和真值表。答：

见表3-1o

3.计算题

（1）子网掩码为255.255.255.240,计算可用主机地址数（C类网络）。

答：C类网络的IP地址共32位，前24位固定为“网络位”（对应子网掩码前3段255.255.255）,

最后8位为“子网位+主机位”：

子网掩码40的最后一段“240”转换为8位二进制：11118X）0

其中，“1”的个数为4位（子网位），“0”的个数为4位（主机位）。

根据公式：可用主机数二2八主机位数-2（减去“网络地址”和“广播地址”这两个特殊地址），代入

“主机位数=4"，得到答案14个。

（2）计算IP地址192.168.1.50与子网掩码24的网络地址。

答：IP地址192.168.1.50与子网掩码255.255.255.224,按位转换为2进制分别是：

IP地址：11000000.10101000.00000001.00110010

子网掩码：11111111.11111111.11111111.11100000

再对应每段二进制进行“与运算”得到11000000.10101000.00000001.00100000,转换为十进制得到网络地

址。所以IP地址0与子网掩码24的网络地址为：2。

（3）将二进制110101转换为十进制和十六进制。

答：十进制：53；十六进制：35（H）。

13

第4章信息编码与存储管理

1.选择题

(1)计算机内部信息的表示及存储往往采用二进制形式，采用二进制形式的最主要原因是(D)

A.计算方式简单B.表示形式单一

C.避免与十进制相混淆D.与逻辑电路硬件相适应

(2)十进制数37转换为二进制数的值是(A)

A.100101B.10010()C.101100D.111100

(3)下列选项的数值数据，转换为二进制数为111001的是(B)

A.(72)8B.(57)I0C.(40)16D.(70)8

(4)计算机内部用于处理数据和指令的编码是(D)

A.十进制码B.ASCII傅C.汉字编码D.二进制码

(5)下列编码格式属于图像格式的是(B)

A.MP3B.jpgC.wavD.xls

(6)模拟信号数字化的三个步骤依次是(A)

A.采样量化编码B.量化编码采样C.采样编码量化D.编码量化采样

(7)二进制数11与十进制数2相加的结果是(B)

A.(1100)2B.(0101)2C.(1010)2D.(1110)2

(8)一数据文件压缩后的大个是512KB,已知其压缩比20:1,原文件大小是(B)

A.4MBB.10MBC.2560KBD.56K

(9)汉字点阵是一种用黑白两色点阵来表示汉字字形的编码，一个88点阵字模的存储容量为(C)

A.16字节B.1字节C.8字节D.64字节

(10)某电子设备的电路板上有3个开关，每个开关有“打开和”闭合“两种状态。该电路板最多可以

表示的状态数是(C)

A.3B.6C.8D.9

(11)在我国汉字代码标准GB2312-80中规定每个汉字占用(D)个字节。

A.lB.4C.3D.2

(⑵汉字怫码多种多样，如输入码、输出码和t几内码等，其功能各异，用于存储汉字微科称为(I))

A.区位码B.输出码C.字型码D.机内码

(13)下列大小的比较正确的是(A)

A.1GB>1MB>1KBB.1GB>IKB>IMB

C.1MB>1KB>1GBD.1KB>1MB>1GB

(14)DBS是采用了数据库技术的计算机系统，它是•个集合体，包含数据库、计算机硬件、软件和：C)。

A.系统分析员B.程序员C.数据库管理员D.操作员

(15)关系数据模型是目前最重要的一种数据模型，它的三个要素分别为(B)。

A.实体完整、参照完整、用户自定义完整B.数据结构、关系操作、完整性约束

C.数据增加、数据修改、数据查询D.外模式、模式、内模式

(16)在数据库设计中，将E-R图转换成关系数据模型的过程属于(B)。

A.需求分析阶段B.逻辑设计阶段

C.概念设计阶段D,物理设计阶段

(17)在E-R模型向关系模型转换时，M：\的联系转换为关系模式时，其关键字是(C)。

A.M端实体的关键字B.N端实体的关腿字

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C.M、N端实体的关铤字组合D.重新选取其他属性

(18)下述哪个是SQL语言中的数据控制命令(A)。

A.GRANTB.COMMITC.UPDATED.SELECT

(19)数据库指的是(D)的数据集合。可选项：①以一定方便储存的；②能为多个用户共享；③具

有尽可能小的冗余度；④与应用程序彼此独立的。选择一项：

A.①®B.C.①③④D.①②③④

(20)如果你搭建了一个web服务器和网站，服务器的日志叉件自动记录了每一个访问的IP地址等信

息,现在要对这些信息进行收集，属于(A)

A.数据采集B.数据清洗C.数据存储D.数据挖掘

(21)以下哪个不是大数据的“4V”特性：(A)。

A.价值密度高B.数据量大C.处理速度快D.数据类型繁多

(22)(C)是区块链最核心的内容。

A.合约层B.应用层C.共识层D.网络层

(23)区块链是一种“特殊”的分布式存储，哪个不是其特性：(A)

A.节点无需同步数据B.数据是由系统所有参与者来集体维护

C.没有中心节点，每个节点都是平等的(P2P)D,每个节点都保存数据副本

(24)区块链由哪个特点决定了其不可篡改性：(D)

A.本区块的哈希值与本区块的数据内容相关联B.修改任何数据都会影响到本块哈希值

C.下一区块会记录前续区块哈希值D.以上都是

2.简答题

(1)设机器字长为8位，完成下列计算：x=120,y=-18,通过公式[X+Y]补和[X-Y]补,计算X+Y和X-

Y的值。并说明是否有溢出现象。

答：[X]补=01111000

[Y]=11101110

[-Y],|-00010010

[X+Y]H=[X]M,+[Y]H=01100110

[X-Y]补=[X]+[-Y]朴=10001010[X+Y]

«=01100110X+Y=(+1O2)IO无溢出

[X-Y]»=[[X-¥]»]«>=H1I0I10X-Y=(-lI8)io有溢出

(2)简述图像信号的数字化过程以及影响图像质量的几个主要因素？

答：图像信号的数字化包括以下步骤：①采样：将连续的模拟信号转换为离散的数字信号，即在空间和时间

上对图像进行采样，得到一系列像素点。②量化：将采样得到的像素点的数值转换为一定范围内的离散值，例如

8位图像中每个像素点值的范围为0-255。③编码：将量化后的离散数值转换为二进制数，以便于数字传输和

存储。这些步骤都会对数字图像的质曷产生影响。采样过程中，采样率越高，能够保留更多的图像细节，但也会

增加数据量。量化过程中，量化间隔越小，数字图像的精度越高，但会增加数据量和处理复杂度。编码过程中，

编码算法的复杂度也会影响数字图像的质量。

数字化的过程会对数字图像的质量产生多方面的影响，主要表现在以下几个方面：①分辨率：数字化过程

中，采样率和量化位数会影响数字图像的分辨率，即数字图像中所包含的像素数量和每个像素的精度。②噪声:

数字化过程中，采样和量化都可能会引入噪声，影响数字图像的质量。③失真：数字化过程中，量化过程中的舍

入误差和编码过程中的压缩引起的信息丢失都会导致数字图像的失真。④色彩深度：数字化过程中：量化位数会

影响数字图像的色彩深度，即数字图像中每个像素所包含的颜色数量。

(3)编写一个Python程序，实现十进制小数到二进制小数的转化？

答：

15

defdec2bin(x):

x-=int(x)bins

=[]

whilex:

x*=2

bins.append(1ifx>=l.else0)

x-=int(x)

returnbins

prinl(clec2hin(.8125))

（4）试述SQL语言的特点。

答：①综合统一。SQL语言集数据定义语言DDL、数据操纵语言DML、数据控制语言DCL的功能于

一体。②高度非过程化。用SQL语言进行数据操作，只要提出“做什么”，而无须指明“怎么做”，因此无需

了解存取路径，存取路径的选择以及SQL语句的操作过程由系统自动完成。③面向集合的操作方式。SQL

语言采用集合操作方式，不仅操作对象、查找结果可以是元组的集合，而且一次插入、删除、更新操作的对象

也可以是元组的集合。④以同一种语法结构提供两种使用方式。SQL语言既是自含式语言，又是嵌入式语言。

它能够独立地用于联机交互的使用方式，也能够嵌入到高级语言程序中，供程序员设计程序时使用。

⑤语言简捷，易学易用。

（5）假设有一个学生表Student,包含字段：学号（S#）,姓名（Sname）,性别（Sex）,年龄（Age）。

请编写SQL语句，查询所有年龄大于20岁的学生姓名和学号。

答：SELECTSname,S#FROMStudentWHEREAge>20;

（6）大数据有哪些特征？

答：大数据的四个基本特征是体量大（Volume）、种类多（Variety速度快（Velocity）和价值密度低

（Value）o

①体量大（Volume）：这是大数据最显著的特征之一。随着互联网、云计算等技术的快速发展，我们生活

在一个“数据爆炸''的时代，数据量正在以惊人的速度增长，包括各类传感器、摄像头、手机等设备每时每刻都

在自动产生大量数据，当今世界需要进行及时处理以提取有用信息的数据数量级已经从TB级别跃升到

PB甚至FB级别。

②种类多（Variety）：大数据不仅包括传统的结构化数据，还包括大量的非结构化数据，如文本、图像、音

频和视频等，而非结构化数据占比非常庞大。这些数据的来源也多种多样，包括社交媒体、传感器、日志等，对

这些异构数据的分析处理则需要使用人工智能和机器学习等技术。

③速度快（Velocity）：在信息时代，数据的增长速度和处理速度非常快。大数据需要实时或准实时地

处理和分析，以便及时做出决策，数据处理和分析的速度通常要达到秒级响应，例如，金融领域对实时交易数据

的处理要求非常高。为了实现快速分析海量数据的目的，新兴的大数据分析技术通常采用集群处理和并行处理

的方式，充分利用分布式计算资源。

④价值密度低（Value）：由于数据规模巨大，数据的质量问题也变得更加复杂。大数据集中可能包含噪声、

缺失值、异常值等问题，这些问题会对数据分析的结果产生影响。因此，在处理大数据时，我们需要使用数据清

洗和数据预处理等技术来提高数据质量。从另一个层面来看，大数据的价值密度比较低，通常需要从庞大的数

据集中发现“有用的数据“，要经过多次的数据清洁和加工，再利用有效的数据分析工具把“有用的数据“挖掘

出来。

（7）简述大数据的概念。

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答：大数据通常被认为是一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能

力范围的数据集合。随着大数据研究的不断深入，我们逐步意识到大数据不仅指数据本身的规模，而且包括数据

采集工具、数据存储平台、数据分析系统和数据衍生价值等要素。

(8)针对大数据应用中涉及的相关技术，简要介绍大数据的技术框架。

答：大数据常用的处理框架有Hadoop、Spark和Storm。

Hadoop是一种专用于批处理的处理框架，是首个在开源社区获得极大关注的大数据框架。Hadoop基于谷

歌发表的海量数据处理相关的多篇论文，重新实现了相关算法和组件堆栈，使大规模批处理技术变得更容

易使用。新版Hadoop包含多个组件，通过配合使用可处理批数据。

Spark可作为独立集群部署(需要相应存储层配合)，Spark的数据处理工作全部在内存中进行，只在一

开始将数据读入内存，以及将最终结果持久存储时需要与存储层交互。所有中间态的处理结果为存储在内存

中。Spark可以用更快的速度处理相同的数据集。Spak的另一个重要优势在于多样性，可作为独立集群部署,

或与现有Hadoop集群集成。Spark可运行批处理和流处理，运行一个集群即可处理不同类型的任务。

Storm是一种侧重「极低延退的流处理框架，是要求近实时处理的工作负载的最佳选择。该技术可处理

非常大量的数据，通过比其他解决方案采用更低的延迟提供结果.

(9)Hadoop包括哪些组件，具有什么样的功能？

答：Hadoop的基础也是核心组件包括HDFS、MapReduce和Common«HDFS是分布式文件系统，

MapReduce提供了分布式计算编程框架，Common是Hadoop体系最底层的一个模块，为通用硬件的云计算

环境提供基本的服务。

Hadoop的其他组件包括Pig、Hive、YARN、Chukwa、Avro>ZookeeperMahout等。Pig是处理海量

数据及的数据流语言和运行环境，运行在HDFS和MapReduce之上；YARN是Hadoop集群的资源管理系

统；Hive可以对存储在Hadoop旦面的海量数据进行汇总，并能使即时查询简单化；Fume是高可靠、高扩

展、容易管理的开源数据采集系统：Chukwa是基于Hadoop的大集群监控系统；Aviu可以使Hadoop的RPC

模块通信速度更快、数据结构更紧凑；Zookeeper是一个分布式、可用性高的协调服务，提供分布式锁之类

的基本服务，用于构建分布式应用。随着Hadoop的发展，其框架还在不断更新，继续研发其他的组件开支撑

海量