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第1章习题一、填空题1．计算机科学是主要研究（）、（）和（）的学科。计算理论、计算机，信息处理2．在模型建立的前提下，利用计算机求解问题的核心工作就（）设计。算法3．算法是一组规则，它的主要特性是（）、（）、（）、（）和（）。有限性、可执行性、机械性、确定性，终止性或：有穷性，确定性，能行性，0个或多个输入输入，1个或多个输出4．要使一个问题能够用计算机解决，其必要条件是（）。具有确定算法或：可以在确定、有限步骤内被解决5．在计算机内，一切信息都是以（）形式表示的。二进制6．如果说图灵机A能够完全模拟图灵机B，则意味着（）。如果A和B能够相互模拟，则表示（）。在给定输入时，A和B有相同的输出//A和B计算等价7．图灵机中的纸带可以相当于计算机中的（）。存储器8．第一代计算机的主要部件是由（）和（）构成的。电子管，继电器9．未来全新的计算机技术主要指（），（）和（）。光子计算机，生物计算机，量子计算机10．未来电子计算机的发展方向是（）、（）、（）和（）。巨型化，微型化，网络化，智能化11．目前国际上广泛采用的西文字符编码是标准（），它是用（）位二进制码表示一个字符。ASCII，712．采用16位编码的一个汉字存储时要占用的字节数为（）。213．位图文件的存储格式为（），用数码像机拍摄的照片的文件格式一般为（）。BMP，JPG14．若处理的信息包括文字、图片、声音和电影，则其信息量相对最小的是（）。文字15．模拟信号是指（）都连续变化的信号。时间和幅值16．计算机中对信息的组织和管理方式有两种，即（）和（）。文件，数据库17．软件的测试方法包括（）和（）。白盒测试，黑盒测试18．普适计算的主要特点是（）。无处不在的计算模式二、简答题：1．简述计算机采用二进制的原因。答：主要原因是：①二进制只有0和1两个基本符号，任何两种对立的物理状态都可以归结为二进制表示。②算术运算规则简单，且适合逻辑运算。2.图灵机模型主要由哪4个部分组成？答：一条无限长的纸带，一个读写头，一套控制规则，一个状态寄存器3．图灵机在形式上可以用哪七个元素描述？它们分别表示什么含义？答：图灵机（TM）可以描述为一个七元组：M=（Q，Σ，Γ，δ，q0，B，F）（1.1）其中：Q：图灵机状态的有穷集合。Σ：输入符号的有穷集合，不包含空白符。Γ：带符号的完整集合；Σ是Γ的子集，有Σ∈Γ。δ：转移函数。δ（q，X）的参数是状态q和带符号X。δ(q，X)的值在有定义时是三元组(p，Y，D)，其中：p是下一状态，属于集合Q；Y是在当前扫描的单元中写下的符号，属于Γ集合，代替原来单元里的符号；D是方向，非L即R，分别表示“向左”和“向右”，说明带头移动方向。4．图灵机模型中的四个要素是什么？答：输入信息，输出信息、程序、内部状态5．简述图灵机的工作过程。答：请参见教材6．简述问题求解的一般过程。答：利用计算机进行系统性问题求解的一般过程包括：需求分析与建模、系统设计，编码与调试、测试等。详见教材。7．简述基于计算机的信息处理的一般过程。答：基于计算机的信息处理包括：信息的采集、信息的表示和压缩、信息的存储和组织，信息的传输、信息的发布和检索。8．简述高性能计算机涉及的主要关键技术。答：高性能计算机研究涉及软硬件技术、通信技术、纳米技术等多个学科，近年的研究主要集中于大规模并行处理体系结构、高性能算法、可重构计算、功耗等方面。第2章习题1．计算机系统主要由（硬件系统）和（软件系统）组成。2．说明以下计算机中的部件是属于主机系统、软件系统、还是属于外部设备。（1）CPU（主机系统）（2）内存条（主机系统）（3）网卡（主机系统）（4）键盘和鼠标（外部设备）（5）显示器（外部设备）（6）Windows操作系统（软件系统）3．控制芯片组是主板的核心部件，它由（北桥芯片）部分和（南桥芯片）部分组成。4．软件系统包括（系统）软件和（应用）软件。5．在微机中，信息的最小单位是（）。位或bit6．在计算机中，IB=（8）bit，1KB表示的二进制位数是（8192）位。7.完成下列数制的转换（1）10100110B=（166）D=（A6）H（2）0.11B=（0.75）D（3）253.25=（11111101.01）B=（FD.4）H（4）1011011.101B=（133.5）O=（5B.A）H=（91.625）D8．完成下列二进制数的算术运算：（1）10011010+01101110=（100001000）（2）11001100-100=（11001000）（3）11001100×100=（1100110000）（4）11001100÷1000=（11001）9．写出下列真值对应的原码、反码和补码：（1）X=-1110011B（2）X=-71D（3）X=+1001001B答：（1）[X]原=11110011B，[X]反=10001100B，[X]补=10001101B（2）[X]原=11000111B，[X]反=10111000B，[X]补=10111001B（3）[X]原=01001001B，[X]反=01001001B，[X]补=01001001B10．写出符号数10110101B的反码和补码。答：[10110101]反=11001010B[10110101]补=11001011B11.已知X和Y的真值，求[X+Y]补=?X+Y=？（1）X=-1110111BY=+1011010B（2）X=56Y=-21答：（1）[X+Y]补=11100011B，X+Y=-0011101B（2）[X+Y]补=00100011B，X+Y=+0100011B12．已知X=-1101001B，Y=-1010110B，求[X-Y]补=?X-Y=？答：[X-Y]补=11100011B，X+Y=-0011101B13．完成下列二进制数的逻辑运算：（1）10110110∧11010110=（10010110）（2）01011001B∨10010110=（11011111）（3）（4）11110111B10001000=（011111111）14．若“与门”的3位输入信号分别为1、0、1，则该“与门”的输出信号状态为（0）。若将这3位信号连接到或门，那么或门的输出又是什么状态？（1）15．在图2-10中，要使Y=0，A1～A4的状态必须为：（a）:(任意一位为0)；（b）:(0000)；（c）:(1111)；（d）:(任意一位为1)。11010101=（00101010）&A1A2A3A4Y&A1A2A3A4Y（a）≥1A1A2A3A4YA1A2A3A4Y≥1（b）（c）（d）图2-10题11图第3章习题：一、填空题1．微型计算机主机系统主要包括（CPU）、（内存储器）、（总线）和（I/O接口）等四个部分。2．内存储器可分为（RAM）和（ROM）两类，其中，断电后所存信息就丢失的内存属于（RAM）。3．假设某内存储器有１Ｋ个单元，则至少需要（10）bit二进制码来表示该内存单元的地址。4．每个内存单元中能存放（8）bit二进制数。5．若已知磁头数为10，柱面数为4096，扇区数为63的硬盘容量为（1260MB）6．在计算机系统中设计Cache的主要目的是（提高存取速度）。7．微型机中的存储器系统包括（Cache存储系统）和（虚拟存储系统）两类。其中，（Cache存储系统）的设计目标是提高存储器系统的存取速度。8．计算机各部件传输信息的公共通路称为总线，一次传输信息的位数称为总线的（宽度）。9．PCIE属于（系统）总线标准，而SATA则属于（硬盘接口）标准。10．CPU从外部设备输入或输出数据都需要通过（总线）。11．计算机硬件能够直接识别的指令是（机器指令）。12．冯·诺依曼计算机的基本原理是（存储程序原理）。13．冯·诺依曼计算机结构是以（运算器）为中心。14．与冯·诺依曼结构相比，哈佛结构主要具有（使用两个独立的存储器模块）和（使用独立的两组总线）两大特点。15．某程序段经编译后生成98000条机器指令，假设取指令、分析指令和执行指令所用的时间均为2ns。则使用并行流水线方式完成该程序段所需的时间为（196004）ns。16．如果说图灵机A能够完全模拟图灵机B，则意味着（A中元素完全对应B中元素）。如果A和B能够相互模拟，则表示（A和B计算等价）。17．操作系统的基本功能包括（进程管理）、（存储器管理）、（文件管理）、（设备管理）和用户接口。18．进程在其生命周期中的三种基本状态是（就绪）、（运行）和（等待）。19．数据库中的文件类型属于（记录式）文件。20．程序装入内存时，源程序中的符号地址最终要变换为内存的（物理）地址。二、简答题1．试说明指令的执行步骤，哪些步骤是必须的？答：取指令，指令译码（或分析），指令执行2．简述冯·诺依曼计算机的特点。答：详见教材3.2.2节3．简述进程和程序的区别。答：进程就是执行起来的程序。程序是静态的，进程是动态的，是“活”着的程序。4．说明为什么要引入进程。答：为解决现代计算机中多道程序共享系统资源的问题。5．将程序装入内存必须经过哪些步骤？答：编译，链接，装入。第4章1．以下所列出的，哪些是计算机网络的功能设备？A．主机B．鼠标C．电话机D．FTP服务器E．双绞线F．USB线G．通信卫星H．电话线I．网络交换机J．路由器K．键盘L．U盘M．网络接口卡N．光纤O．显示器P．打印机Q．多媒体音箱R．调制解调器S．智能手机T．平板电脑参考答案：A，D，E，F，G，H，I，J，M，N，R，S，T2．现代计算机网络为什么要将报文分割成一个个分组来进行传输？说出你认为最重要的一个理由。参考答案：在出错时只重传出错的分组，提高了传输效率3．如果广域网采用总线结构，你认为是否可行？说出你的理由。（提示：考虑广域网的传播延迟和介质争用）参考答案：不行。原因如下：（1）广域网的环境复杂、覆盖范围广，采用总线结构时，一旦总线出现故障则整个网络都无法通信，而且故障诊断和故障隔离极为困难；（2）总线结构的网络传输效率和传输性能不高，无法满足广域网的要求；（3）信号在总线上的长距离传输衰减太大，难以实现广域网所需的大范围地域覆盖；（4）总线结构需要采用某种介质争用协议，而用于长距离总线的介质争用协议在原理上无法实现。4．计算机网络按照其规模大小和延伸距离远近划分为（）、（）和（）。参考答案：局域网，城域网，广域网5．网上的站点通过点到点的链路与中心站点相连，具有这种拓扑结构的网络称为()。A．因特网B．星形网C．环形网D．总线形网E．广域网参考答案：B6．计算机网络中常用的有线传输介质有()。A．双绞线、红外线、同轴电缆B．同轴电缆、激光、光纤C．双绞线、同轴电缆、光纤D．微波、双绞线、同轴电缆参考答案：C7．采用全互连拓扑结构建设一个具有500个结点的广域网。假定网络中节点之间的平均距离为50公里，每公里的线路成本是1万元。建设此广域网的线路总成本是多少？通过这个结果你能得到什么结论？参考答案：总成本={(500*499)/2}*50*10^4=62375000000元（623.75亿元），由此可见，全互连结构的广域网建设成本极高，所以广域网只能采用部分连接的网状拓扑结构。8．如果你的家里构建了一个能够连接因特网的家庭局域网。请构思一个能够利用家庭局域网为你的家居生活带来方便的应用。简要说明你的构思大致的实现方法。参考答案：这样的例子很多，下面给出一个网络婴儿监视系统的应用案例。需求：为保证婴儿的安全，父母要始终保证婴儿在自己的视线内。在不得不离开时，父母希望能通过手机或电脑也能观察到婴儿的活动。解决方案：为了能保证父母或监护人能始终看到婴儿的活动，可在婴儿房间或活动地点安装WiFi网络摄像头，然后就可以通过手机或者电脑上网在世界任何具有互联网的地方查看到家里婴儿的一举一动。系统包括监视端和用户终端两部分。其中，监视端采用WiFi网络摄像头，通过家庭局域网连接因特网。用户终端可以是智能手机、平板电脑、上网本、PC和笔记本等。9．哪一种网络应用模式对客户端的要求最低？哪一种网络应用模