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1、新编计算机科学概论 习题答案第0章习题一、复习题1、简述计算机科学的研究领域。数值和符号计算、算法和数据结构、体系结构、操作系统、程序设计语言、软件方法学和工程、数据库和信息检索、计算理论、人工智能和机器人学等。（P2-3）2、简述现代计算机的发展简史。计算机发展经历了算盘时代、机械时代和机电时代这些原始阶段。自从电子计算机问世以来，计算机经历了电子管时代、晶体管时代、集成电路时代和大规模、超大规模集成电路时代等，发展速度越来越快。（P7-13）3、试分析计算机对社会的影响。计算机的产生与发展使得社会对计算机产生了依赖，也改变了我们人类的生活方式，并带来了许多有关于伦理和犯罪的问题。（P13-
2、P16）4、试列出与计算机科学相关的学科及技术。计算机科学是一门实用性很强、发展极其迅速的面向广大社会的学科，它建立在数学、电子学（特别是微电子学）、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上，与数学、计算机程序设计、软件工程和计算机工程等学科之间存在不同程度的交叉和覆盖。（P2）5、尝试到网络上搜索关于计算机学科中几个典型问题的资料。提示本书P4-P7页列出了一些经典问题，大家可以查找相关的情况6、简述电子数字计算机的发展趋势和应用情况。计算机最初的应用是数学计算，随着计算机的发展，逐步扩展到数据库、实时处理、网络应用、办公自动化、多媒体、虚拟现实等领域。即用于专业的科学研究机构，也可用于个人
3、工作、学习和生活。（P8-13）计算机将向更高性能、更加易用、联网更广泛和更专业的应用发展。随着硬件技术和算法设计的进步，计算机的处理能力将进一步提高，计算机有能力处理更加复杂和规模更大的问题。随着计算机向智能化方向发展，计算机具有人的某些智能，如学习和推理的能力。（P13）7、谈谈你对电子计算机的印象。提示：可从计算机的应用、能力、社会影响等方面考虑8、试述计算机模型与计算机的联系和区别。图灵设想所有的计算都可能在一种特殊的机器上执行，通用图灵机是对现代计算机的首次描述，该机器只要提供了合适的程序就能做任何运算。而计算机只是一种计算的工具。（P3-4）9、列举出你所知道的操作系统。提示：可从
4、互联网上了解，或向周围的人们打听。二、练习题(-)填空题1、A CM是 组织的简称。国际计算机组织(P 1)2、1 93 7 年，提出了通用的计算设备即图灵机的设想。图 灵(P 3)3、基于冯 诺伊曼模型的计算机包括4个子系统，他们分别是、和 O存储器、算术/逻辑单元、控制单元、输入/输出单元(P 4)4、1 94 6 年，美国研制成功第一台高速电子数字计算机，它被命名为。E N IAC (P 9)5、第一代电子计算机的主存储器主要使用水银延迟线存储器、阴极射线示波管存储器和_ _ _ _ _ _ _ _ _ 存储器。磁鼓和磁心存储器(P 9)6、第一次使个人计算机具有了多媒体处理能力的微型计
5、算机是 oM ac i n t o s h 计 算 机(P 1 2)7、我国古代数学家 利用算筹计算出圆周率在3.1 4 1 5 92 6 和 3.1 4 1 5 92 7 之间。祖 冲 之(P 1 7)8、中国推出的龙芯一号C P U 是神州龙芯公司推出的兼顾通用及嵌入式C P U 特点的新一代C P U,它是_ _ _ _ _ _ _ _ _ 位的。3 2 (P 1 7)9、计算机科学的大部分研究是基于“”和“”的，它们是绝大多数实际机器的计算模型。图灵机模型冯 诺依曼模型(P 4)1 0、冯诺伊曼设计思想中要求 和 必须存储在内存中。实际上它们都是以位模式(和_ _ _序列)存储在内存中
6、的。数 据 程 序 0 1 (P 4)1 1、第四代计算机是把信息采集、存储处理、和 结合在一起的智能计算机系统。它不仅能进行一般信息处理，而且能面向知识处理，具有形式化推理、学习和 的能力，将能帮助人类开拓未知的领域和获得新的知识。通 信 人 工 智 能 联想 解 释(P 1 2)1 2、第四代计算机主要特征是采用了 和 集成电路。新一代计算机的研 制 是 各 国 计 算 机 界 研 究 的 热 点，如 知 识 信 息 处 理 系 统 KIPS,大规模超大规模神经网络计算机生物计算机(P 1 2-1 3)1 3、以微处理器为核心的微型计算机属于第 代计算机。四(P 1 2)(-)选择题1、计
7、算机科学是一门实用性很强的学科，它涵盖了许多学科的知识，但是它并没有涵盖学科的知识A、电子学 B、磁学 C、精密机械 D、心理学D(P2)2、计算机科 学 的 分 支 领 域 包 括、数值和符号计算、算法和数据结构、体系结构、操作系统、程序设计语言、软件方法学和工程、数据库和信息检索、计算理论、人工智能和机器人学等。(P2)3、高级程序设计语言是从 时代开始出现的？A、电子管时代 B、晶体管时代 C、集成电路时代 D、机械计算机时代B(P11)4、电子计算机主要是以 划分发展阶段的。A、集成电路 B、电子元件 C、电子管 D、晶体管B(P9-P13)5、世 界 上 首 次 提 出 存 储 程
8、序 计 算 机 体 系 结 构 的 是。A、莫奇莱 B、图灵 C、乔治布尔 D、冯 诺依曼D(P10)6、计算机之所以能自动连续运算，是由于计算机采用了 原理。A、布尔逻辑 B、存储程序 C、数字电路 D、集成电路B(P10)7、计算机在实现工业自动化方面的应用主要表现在_ _ _ _oA、数据处理 B、数值计算 C、人工智能 D、实时控制D8、目前广泛使用的人事档案管理、财务管理等软件，按计算机应用分类，应属于。A、实时控制 B、科学计算 C、计算机辅助工程 D、数据处理D9、早 期 的 计 算 机 主 要 是 用 来 进 行。A、科学计算 B、系统仿真 C、自动控制 D、动画设计A(P10
9、)10、下 列 不 属 于 计 算 机 主 要 性 能 指 标 的 是。A、字长 B、内存容量 C、重量 D、时钟脉冲C11、计 算 机 最 主 要 的 工 作 特 点 是。A.存储程序与自动控制 B、高速度与高精度c、可靠性与可用性 D、具有记忆能A(P11)12、下列 不是计算机的主要特点。A、运行速度快处理能力强 B、具有大容量存储和高速度存取能力C、具有比人类更强的思维能力 D、具有存储程序和逻辑判断的能力C(P9-13)13、关于计算机病毒，下 列 叙 述 正 确 的 有。A、计算机病毒不会对计算机硬件造成危害B、计算机病毒是一种程序C、防止病毒感染的有效方法是使用正版软件D、传染病
10、毒最常见的途径是使用软盘来传递数据B(P15-16)14、计 算 机 的 核 心 是。A、存储器 B、中央处理器 C、软件 D、输入/输出设备B15、信息化社会的核心基础是 oA、通信 B、控制 C、Internet D、计算机C16、第一台电子计算机使用的逻辑部件是A、集成电路 B、大规模集成电路 C、晶体管 D、电子管D(P9)17、根据计算机使用的电信号来分类，电子计算机分为数字计算机和模拟计算机，其中，数字计算机是以为处理对象。A、字符数字量 B、物理量 C、数字量 D、数字、字符和物理量D18、目前的计算机与过去的计算工具相比，所具有的特点有一。A、具有记忆功能，能够存储大量信息，可
11、供用户随时检索和查询B、按照程序自动进行运算，完全取代人的脑力劳动C、具有逻辑判断能力，所以说计算机具有人的全部智能D、以上都对D(P9-14)(三)、判断题1、计算机科学只是一门研究如何制造计算机的学科2、图灵造出了世界上第一台计算机，这台计算机被称为图灵机3、计算机对于计算机科学的作用就相当于望远镜对于天文学的作用错错对(P1)(P3)(P3)(四)、讨论题1、由于计算机系统在银行的大量使用，使得我们可以使用各种银行卡进行非现金交易。如果因为计算机出错，导致你的银行卡上多出一百万元。而你在不知情的状况下使用了这些钱。你的行为算不算盗窃银行钱财？你应该负有什么责任？如果因为同样的计算机出错导
12、致银行从你的卡上多扣了出一百元,算不算银行盗窃你的钱财？银行应该负有什么责任？如果计算机系统出错的地方恰好你是编写的一段程序，你应该负有什么责任？提示：根据本章第4 节有关内容进行分析。可通过网络查找有关法律规定和解释。2、在网上我们经常会看到一些奇怪的文字，如：“纹化大革命”，这是网民为对付敏感字过滤系统而采取的办法。因特网的使用应当被监视和管制吗？能够被监视和管制吗？对因特网的管制会对我们造成什么影响。提示：根据本章有关内容进行分析。结合自己上网遇到的类似问题，通过网络查找有关规定和解释。第一章习题一、复习题1、试述数制的概念。位置化数字系统中，在数字中符号所占据的位置决定了其表示的值。大
13、多数人使用的数字系统是以1 0 为底的，也就是十进制。二进制数字系统是最简单的数字系统。（P 2 1-2 3）2、列举出你所知道的数字系统。提示：根据本章内容和自己接触过的情况，也可以上网搜索有关资料。3、谈谈二进制、八进制和十六进制等数字表示方法各有什么有点和缺点。八进制就是逢8 进位，十六进制就是逢1 6 进位，2、8、1 6,分别是2的 1 次方，3次方，4次方。这三种进制之间可以非常直接地互相转换。八进制数或十六进制数实际上是缩短了的二进制数，但保持了二进制数的表达特点。（P 2 3-P 2 5）4、为什么使用二进制计算的时候会出现溢出？因为存储空间大小（即存储单元的位的数量）的限制，
14、可以表达的整数范围是有限的。二进制补码中两个整数相加的法则是，2个位相加，将进位加到下一列。如果最左边的列相加后还有进位，则舍弃它。如果在最高位有进位，那就会产生溢出。（P 2 9-3 2）5、反码和补码相对于原码有什么优点？计算机中的数是用原码表示的还是用反码、补码表示的？数值的反码表示法是用最高位存放符号，并将原码的其余各位逐位取反。反码的取值空间和原码相同且一一对应。在补码表示法中，正数的补码表示与原码相同，即最高符号位用0 表示正，其余位为数值位。而负数的补码则为它的反码、并在最低有效位（即 DO位）加1所形成。处理器内部默认采用补码表示有符号数。（P29）6、汉字编码有哪几种？各自的
15、特点是什么？汉字的编码有国际码、机内码等。在国标码的字符集中共收录了 6763个常用汉字和682个非汉字字符，汉字机内码是与ASCII对应的，用二进制对汉字进行的编码。由于汉字数量多，一般用2 个字节来存放汉字的内码，即双字节字符集（double-byte character s e t,简称DBCS）（P36-37）7、图像是如何压缩存储的？哪一种图像占用空间最小，为什么？图形压缩编码的考虑主要由于位图文件体积太大，人们研究通过编码的形式，在保证图像具备一定质量的前提下，缩小图像文件的大小。压缩编码按其对图像质量的影响可分为无损压缩和有损压缩两类。当前最主流的图像压缩方式是JPEG,JPEG
16、压缩技术十分先进，即能支持无损压缩，也支持大压缩比的有损压缩。（P40-P41）8、ASCH码是什么编码？为什么国际上推行Unicode码？ASCII编码是由美国国家标准学会制定的标准单字节字符编码方案，用于基于文本的数据。ASCII码是计算机世界里最重要的标准，但它存在严重的国际化问题Unicode扩展自ASCII字元集。Unicode使 用 16位元编码，并可扩展到32位，这使得Unicode能够表示世界上所有的书写语言中可能用於电脑通讯的字元、象形文字和其他符号。（P38-39）9、列举出你所知道的汉字输入码。提示：根据自己和亲友日常使用计算机的情况，或上网搜索有关知识。10、尝试从互联
17、网上查阅现行网络视频协议的种类。提示：注意上网搜索时使用的关键字。二、练习题（-）填空题1、信 息 的 最 小 单 位 是，它也是存储在计算机中的最小单位。位（P24）2、为了使表示法的固定部分统一，科学计数法（用于十进制）和浮点表示法（用于二进制）都在小数点左边使用了唯一的非零数码，这称为。规 范 化（P34）3、可以增加位模式的长度来表示灰色级，位模式越大，能 够 表 示 的 明 暗 变 化 越。细 致（P41）4 J MPEG Audio Layer-3）简称，是目前最为普及的音频压缩编码格式,是MPEG1的衍生编码方案。MP3(P43)5、“N”的 ASCII码 为 4 E H,由此可
18、推算出ASCII码 为 01001010B所对应的字符是J(P39)6、一个非零的无符号二进制整数，若在其右边末尾加上两个“0”形成一个新的无符号二进制整数，则新的数是原来数的 倍。2(P23-P28)7、以国标码为基础的汉字机内码是两个字节的编码，每 个 字 节 的 最 高 位 为。“0”(P40)(-)选择题1、巴比伦文明发展了首个位置化数字系统，这个数字系统的数制是A、十进制 B、二进制 C、六十进制 D、八进制C(P23)2、补码的设计目的是A、使符号位能参与运算，简化运算规则B、使减法转换为加法，简化运算器的线路设计C、增加相同位的二进制数所能表示的数的范围C(P31)3、汉字输入编
19、码有、。A、拼音码 B、五笔字型 C、区位码 D、表形码ABCD(P36)4、下列图像格式中占用空间最大的是A、BMP B、JPEG C、GIF D、矢量图A(P39)5、音 频 文 件 的 采 样 频 率 一 般 有。A、11kHz 22kHz C 44kHz D、55HzD(P41)6、下列字符中，ASCII码最小的是 oA K B a C h D、HD(P35)7、微处理器处理的数据基本单位为字。一个字的长度通常是A、16个二进制位 B、32个二进制位C、64个二进制位 D、与微处理器芯片的型号有关D8、合 法 的 十 六 进 制 数 为.A、1 0 0 0 1 1 B、3 6 8D (
20、P 2 5)C、B A 2D、G 2 69、设在每屏1 0 2 4 x 7 6 8 个像素的显示器上显示一幅真 彩 色(2 4 位)的图形，其显存容量需个字节。A、1 0 2 4*7 6 8*2 4 B、1 0 2 4*7 6 8*3C、1 0 2 4*7 6 8*2D、1 0 2 4*7 6 8*1 2*2B (P 3 7)2 0、多 媒 体 信 息 包 括。A音频、视频 B光盘、声卡 C、影像、动画A B D (P 3 4)1 1、计算机中数据的表示形式是A、八进制 B、十进制 C、二进制C (P 2 7)D、文字、图形D、十六进制1 2、计算机硬件能直接识别和执行的只有A、高级语言 B、
21、符号语言 C、汇编语言 D、机器语言D1 3、计算机中，一个浮点数由两部分组成，它们是A、阶码和尾数 B、基数和尾数 C、阶码和基数 D、整数和小数D (P 3 0)1 4、在计算机中采用二进制，是因为。A、这样可以降低硬件成本 B、两个状态的系统具有稳定性C、二进制的运算法则简单 D、上述三个原因D (P 2 2)1 5、利用标准A S C I I 码表示一个英文字母和利用国际G B 2 3 1 2 8 0 码表示一个汉字，分别需要 个二进制位。A、7和 8 B、7和 1 6 C、8 和 8 D、8 和 1 6B (P 3 5-3 6)1 6、按照G B 2 3 1 2 8 0 标准，在计算
22、机中，汉字系统把一个汉字表示为A、汉语拼音字母的A S C I I 代码 B、十进制数的二进制编码C、按字形笔划设计的二进制码 D、两个字节的二进制编码D (P 3 6)17、与十六进制数(B C)等值的二进制数是A、1 0 1 1 1 0 1 1 B、1 0 1 1 1 1 0 0 C、1 1 0 0 1 1 0 0 D、1 1 0 0 1 0 1 1D(P26-27)18、汉字从键盘录入到存储，涉及汉字输入码和 oA.DOC码 B.ASCII码 C.区位码 D.机内码D(P38)19、十进制整数100化为二进制数是oA、1100100 B、1101000 C、1100010 D、11101
23、00A(P26)20、为了避免混淆，八进制数在书写时常在后面加字母A、H B、O C、D D、BB(P25)21、根据国标规定，每个汉字在计算机内占用 存储。A、一个字节 B、二个字节 C、三个字节 D、四个字节B(P35)22、在描述计算机的存储器容量时，1M的准确含义是 oA、1 米 B、1000 C、1024K D、1024x1024C(三)换算题1、将下列十进制数转换成二进制、八进制、十六进制数。(1)123(2)78(3)54.613(4)37.859(1)1730、7BH(2)1001110、1160 4EH(3)11110.10001 66.470、36.9CH(4)100101
24、.110K 45.660、25.DBH(P26-28)2、将下列十六进制数转换成二进制、八进制、十进制数。(1)1E3.A4(2)D8.C2(3)5F.1C(4)3B.52提示：根据本章介绍的知识将其分别进行转换。3、用 8 位二进制数写出下列各数的原码、反码和补码。(1)15(2)113(3)-76(4)-121提示：根据本章介绍的知识将其分别进行转换。4、完成下列不同进制数之间的转换(246.625)io=()2=()8=(AB.D)|6=()2=()8=(11 10101)2=()10=()8=(提示：根据本章介绍的知识将其分别进行转换。)16)10)16(四)讨论题1、请比较有符号数补
25、码321FH和 A521H的大小。提示：根据本章介绍的知识将其转换为十进制后进行比较。2、在我国，车牌号由一个英文字母加五位十进制数字(0 到 9)组成，可以表示牌号的理论总数是多少？如果牌号规定前面的数字不允许有0,可用的车牌号码是多少？提示：根据本章所述数制的知识，可结合数学有关排列组合的知识进行分析3、某公司想为每个员工分配一个唯一的二进制位ID 以便计算机管理。如果有500位员工，则最少需要多少位来表示？如果又增加了 200名员工，则是否需要调整位数，如果需要调整应该调整到多少位合适？请解释你的答案？提示：根据本章所述数制的知识，可结合数学有关排列组合的知识进行分析第 二 章 习 题(
26、P69-70)一、复习题1.简述冯诺依曼原理，冯诺依曼结构计算机包含哪几部分部件，其结构以何部件为中心？答：冯 诺依曼理论的要点包括：指令像数据那样存放在存储器中，并可以像数据那样进行处理；指令格式使用二进制机器码表示；用程序存储控制方式工作。这 3 条合称冯诺依曼原理冯 诺依曼计算机由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备，整个结构一般以运算器为中心，也可以以控制器为中心。(P51-P54)2.简述计算机体系结构与组成、实现之间的关系。答：计算机体系结构通常是指程序设计人员所见到的计算机系统的属性，是硬件子系统的结构概念及其功能特性。计算机组成(computer organ
27、ization)是依据计算机体系结构确定并且分配了硬件系统的概念结构和功能特性的基础上，设计计算机各部件的具体组成，它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特性。同时，为实现指令的控制功能，还需要设计相应的软件系统来构成一个完整的运算系统。计算机实现，是计算机组成的物理实现，就是把完成逻辑设计的计算机组成方案转换为真实的计算机。计算机体系结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念，各自有不同的含义，但是又有着密切的联系，而且随着时间和技术的进步，这些含意也会有所改变。在某些情况下，有时也无须特意地去区分计算机体系结构和计算机组成的不同含义。(P47-P48)3.根据指令系统结构划分，现
28、代计算机包含哪两种主要的体系结构？答：根据指令系统结构划分，现代计算机主要包含：CISC和 RISC两种结构。(P55)4.简述RISC技术的特点？答：从指令系统结构上看，RISC体系结构一般具有如下特点：(1)精简指令系统。可以通过对过去大量的机器语言程序进行指令使用频度的统计，来选取其中常用的基本指令，并根据对操作系统、高级语言和应用环境等的支持增设一些最常用的指令；(2)减少指令系统可采用的寻址方式种类，一般限制在2 或 3 种；(3)在指令的功能、格式和编码设计上尽可能地简化和规整，让所有指令尽可能等长；(4)单机器周期指令，即大多数的指令都可以在一个机器周期内完成，并且允许处理器在同
29、一时间内执行一系列的指令。(P57-58)5.有人认为，RISC技术将全面替代C IS C,这种观点是否正确，说明理由？答：不正确。与 C ISC 架构相比较，RISC计算机具备结构简单、易于设计和程序执行效率高的特点，但并不能认为R ISC 架构就可以取代C ISC 架构。事实上，RISC和 C ISC 各有优势，CISC计算机功能丰富，指令执行更加灵活，这些时RISC计算机无法比拟的，当今时代，两者正在逐步融合，成为CPU设计的新趋势。(P55-59)6.什么是流水线技术？答：流水线技术，指的是允许一个机器周期内的计算机各处理步骤重叠进行。特别是，当执行一条指令时，可以读取下一条指令，也就
30、意味着，在任何一个时刻可以有不止一条指令在“流水线”上，每条指令处在不同的执行阶段。这样，即便读取和执行每条指令的时间保持不变，而计算机的总的吞吐量提高了。(P60-62)7.多处理器结构包含哪几种主要的体系结构，分别有什么特点？答：多处理器系统：主要通过资源共享，让共享输入/输出子系统、数据库资源及共享或不共享存储的一组处理机在统一的操作系统全盘控制下，实现软件和硬件各级上相互作用，达到时间和空间上的异步并行。SIM D计算机有多个处理单元，由单一的指令部件控制，按照同一指令流的要求为他们分配各不相同的数据并进行处理。系统结构为由一个控制器、多个处理器、多个存贮模块和一个互连总线(网络)组成
31、。对操作种类多的算法，当要求存取全局数据或对于不同的数据要求做不同的处理时，它无法独立胜任。SIMD 一般都要求有较多的处理单元和极高的I/O吞吐率，如果系统中没有足够多的适合SIMD处理的任务，采用SIMD不合算。MISD计算机具有多个处理单元，按照多条不同的指令要求同时对同一数据流及其处理输出的结果进行不同的处理。M IM D是指能实现指令、数据作业、任务等各级全面并行计算的多机处理系统，典型的 MIMD系统由多台处理机、多个存储模块和一个互连网络组成，每台处理机执行自己的指令，操作数也是各取各的。M IM D结构中每个处理器都可以单独编程，这种结构的可编程能力最强。由于要用大量的硬件资源
32、解决可编程问题，硬件利用率不高。常见的有MPP(Massively Parallel Processor)系统、分布式计算系统。(P60-61)8.试解释下列基本概念：机器语言、汇编语言、高级语言。答：机器语言，最早的计算机只有机器语言，计算机能直接执行用机器语言所编的程序。机器语言是由二进制代码表示的计算机机器指令和数据组合而成。汇编语言，到 5 0 年代，人们想出了用一些具有一定含义的文字、符号和数字，按规定的格式来表示各种不同的机器指令，称为“助记符”。例如，用“ADD”表示加法，“MOV”表示数据传输等。再用这些助记符来编写程序，这就是汇编语言。高级语言，也称为算法语言，它定义了一套基
33、本符号以及怎样使用这套基本符号设计程序的规则。算法语言比较接近数学语言，与具体机器无关，直接学习该高级语言的规则就可以使用计算机解决自己的问题，例如C、C+、Java等。(P44-P46)9.计算机软件系统可以分为哪几类？答：计算机软件系统可以分为系统软件和应用软件两大类。(P62-63)10.从高级语言转换到真正可执行的机器语言有几类方法，试描述其原理？答：高级语言一般先翻译为汇编语言或者某个中间语言，再经过中间语言的翻译然后成为机器语言的目的程序，最后在机器上执行。这种翻译通常有两种方法：1、编译法：给计算机高级语言编制一套用机器语言编写的编译程序，它先把源程序全部翻译成目的程序，再提供给
34、机器执行。编译程序的作用类似汇编程序，但是高级语言更复杂，其“翻 译”的难度较汇编用大得多。编译法只是在编译过程中需要额外时间，并且还能够在编译中优化目的程序，编译后目的程序可以多次反复执行，还可以拿到相同的其他机器上直接执行，因此执行的效率较高。Pascal,C语言等属于编译法的高级语言。由于各种高级语言和各机器语言都不相同，因此对于不同的计算机和不同的高级语言都要有对应有编译程序。编译法的具体情况我们将在后续的错误!未找到引用源。详细介绍.2、解释法：与编译法不同，它不是先把源程序全部编译为目的程序后再执行，而是把程序的语句逐条翻译成为目的程序并且立即逐条执行。即解释一条执行一条。这种方法
35、每运行一次就需要解释一遍，浪费许多时间，也不能优化目的程序，因此执行效率低。B A S I C语言是典型的解释型高级语言。(P4 4-P4 6)二、练习题(-)选择题1 .冯 诺 依 曼 计 算 机 的 基 本 原 理 是。A、程序外接 B、逻辑连接 C、数据内置 D、程序存储D (P5 3)2 .C I S C 结构处理器以 为中心。A、运算器 B、存储器 C、微程序控制器 D、硬连线控制器C (P5 6)3 .现代计算机处理器结构按照 划分，可分为复杂指令集计算机和精简指令集计算机两类。A、指令系统 B、硬件结构 C、C PU D、存储方式A (P5 5)4 .R I S C 技术最大的优
36、势就是对于 的精简能力A、指令系统 B、C PI C、硬件数量 D、数据吞吐量B (P5 8)5 .下列 不属于应用软件的范畴A M i c r o s o f t O f f i c e B、超级解霸 C、W i n d o w s X P D I n t e r n e t E xp l o r e rC (P6 3)(-)填空题I .向上兼容，就是要求为某档机种编制的程序，应能 运行于同一系列计算机中更高档次的机种上。不 加 修 改(P5 0)2 .传统的冯 诺依曼计算机以 为中心。运 算 器(P5 3)3 .一个完善 的 指 令 系 统 应 具 有、和 四个方面的特性。完备性、有效性、
37、规整性和兼容性(P5 5)4 .计算机处理器体系结构按照指令系统结构可分为 和 两类。复杂指令集计算技术精简指令集计算技术(P5 5)5 .计算机软件系统通常根据软件的功能可将其分为 和 两大类。系 统 软 件 应 用 软 件 (P63)6.根据指令系统功能结构的不同，计算机体系结构发展趋势呈现 和 两种截然不同的方向，相 同 的 指 令 系 统 可 以 通 过 “或 的 方 法 来 实 现。复杂指令集计算技术 精简指令集计算技术 微程序(微码)硬 布 线(P5 5-5 6)7.R I S C 技术对比C I S C 最大的区别就是对 的精简。C PI (P5 8)8 .并行处理指的是在同一时
38、刻或是在同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不同的工作，它们在时间上能互相重叠，并行处理有两个不同特征：和。同 时 性 并 发 性(P60)9.并 行 处 理 计 算 机 结 构 通 常 包 括、和_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 三种形式。多 处 理 器 系 统 阵 列 处 理 机 流 水 线 计 算 机(P60)10、CPU执行时间决定了处理器的性能，CPU执行时间越短，表示处理器性能越卓越。根据性能公式，要缩短CPU执行时间，可 以 通 过 减 小、或者。RISC技术对比CISC最大的优势就是对 的精简能力。时钟周期平均执行每条指令的时钟周期数代码的指令条数平均执行每条指令的
39、时钟周 期 数(P58)11、并行计算机是由一组处理单元组成的。这组处理单元通过相互之间的通信与协作，以更快的速度共同完成一项大规模的计算任务。因此，并行计算机的两个最主要的组成部分是和O计算节点节点间的通信与协作机制(P60)1 2.并行处理计算机结构通常包括_ _、和 三种形式。多处理器 系 统 阵 列 处 理 机 流 水 线 计 算 机(P6O)13、按照著名的弗林(Flynn)计算机分类模型，根据计算机关键部位的指令和由指令引起数据流的并行性，把 所 有 的 计 算 机 分 为 四 类、和-SISD(Single Instruction Stream Single Data Strea
40、m)单指令流单数据流SIMD(Single Instruction Stream Multiple Data Stream)单指令流多数据流MISD(Multiple Instruction Stream Single Data Stream)多指令流单数据流MIMD(Multiple Instruction Stream Multiple Data Stream)多指令流多数据流(P60-P61)14、计算机系统包括 和 两个组成部分。软件根据用途不同可分为和。硬 件 系 统 软 件 系 统 应 用 软 件 系 统 软 件(P62-63)对对错对对对错对对(三)17、判断题1、计算机体系结构
41、是一门研究计算机硬件结构的学科。错2、哈佛结构(Harvard architecture,缩 写 为 H A RC)与冯诺依曼结构本质的区别是将程序指令存储和数据存储分开。3、主存储器是现代计算机系统的数据传送中心。4、RISC结构在各方面均要优越于CISC结构。5、单指令流单数据流计算机的每个机器周期最多执行一条指令。6、流水线方式就是操作重叠。7、冯诺依曼计算机的基本原理是程序存储。8、多处理机系统的处理器之间主要通过共享物理存储器进行通信。9、系统软件是指管理、控制和维护计算机系统资源的程序集合10、向量处理机是一种典型的多处理机系统。(四)讨论题1、简述计算机采用多级层次结构的必要性和
42、可能性。答：对计算机结构进行层次上的划分，可以使各层相对独立，有利于简化处理问题的难度,在某一段时间，在处理某一层中的问题时，只需集中精力解决当前最需要关心的核心问题即可，而不必牵扯各上下层中的其他问题。在这种多层次结构中，上面的一层是建立在下一层的基础上实现出来的，实现的功能更强大，更接近人解决问题的思维方式和处理问题的具体过程，对使用人员更方便，使用这一层提供的功能时，不必关心下一层的实现细节。下面一层是实现上一层的基础，更接近计算机硬件实现的细节，实现的功能相对简单，人们使用这些功能更困难，但机器执行更直接。在实现这一层的功能时，可能尚无法了解其上一层的目标和将要解决的问题，也不必理解其
43、更下一层实现中的有关细节问题，只要使用下一层所提供出来的功能来完成本层次的功能处理即可。现代计算机是一个功能复杂的软硬件系统。从普通使用者到计算机操作员，从程序设计员到硬件工程师，所看到的计算机系统各有完全不同的属性。大家在学习使用计算机时，需要准确把握自己的定位，根据各个层次的关系，集中精力掌握好自己宜接面对的层次，当然对于其他层次的了解有助于更加全面、深刻地理解计算机系统。由于“虚拟机”概念的引入和汇编以及高级语言的成熟，实现对计算机结构进行层次上的划分是完全可行的。（P44-P46）2、简 述 CISC和 RISC结构各自的优缺点。答：CISC结构主要优点是：1.指令丰富，功能强大2.寻
44、址方式灵活。3.以微程序控制器为核心，指令存储器与数据存储器共享同一个物理存储空间，性能强大。CISC结构主要缺点是：1.指令使用率不均衡。2.不利于采用先进结构提高性能。3.结构复杂不利于VLSI实现。RISC结构主要优点是：1.具备结构简单、易于设计2.指令精简，使用率均衡3.程序执行效率高RISC结构主要缺点是：1.指令数较少，功能不及CISC强大。寻址方式不够灵活。（P55-P59）3、简述流水线技术提高运算速度的主要方式。答：流水线技术主要通过降低C P I,来提高整个系统的运算速度。流水线技术允许一个机器周期内的各步骤重叠进行。特别是，当执行一条指令时，可以读取下一条指令，也就意味
45、着，在任何一个时刻可以有不止一条指令在，流水线，上，每条指令处在不同的执行阶段。这样，即便读取和执行每条指令的时间保持不变，计算机的总的吞吐量提高了。（P61-62）4、简述兼容机的概念。答：一种计算机组成可以有多种物理实现。系列机从程序设计者的角度看都具有相同的机器属性，因此按这个属性（体系结构）编制的机器语言程序以及编译程序都能通用于各档机器，我们称这种情况下的各机器是软件兼容的，即同一个软件可以不加修改地运行于体系结构相同的各档机器上，而且它们所获得的结果一样，差别只在于运行时间的不同。我们把不同厂家生产的具有相同体系结构的计算机称为兼容机。（P50）5、运用所学知识，使 用 4kX 8
46、位/片的SRAM存储器芯片设计一个16KX 16位的存储器。第 3 章内容6、试分析冯诺依曼模型对编程概念的影响。答：冯诺依曼理论的思想是：应该把程序和数据一起存储在存储器里，让计算机自己负责从存储器里提取指令，执行指令，循环式地执行这两个动作，这样，计算机在执行程序的过程中，就可以完全摆脱外界的影响，以自己可能的速度(电子的速度)自动地运行。按照这种原理，程序的运行和维护完全由计算机自动完成。在编写程序时，程序员可以不关心或很少关心程序在计算机内部的执行情况，而只需要关心所编写程序的逻辑，大大简化了工作量。(P51-P54)7、试述软件的主要类型，并比较它们的特点。答：软件主要包括系统软件与
47、应用软件两大类。系统软件是指管理、控制和维护计算机系统资源的程序集合，这些资源包括硬件资源与软件资源。常用的系统软件有：操作系统、各种语言处理程序、连接程序、诊断程序和数据库系统等，其核心是操作系统。相对应用软件而言，系统软件对可靠性要求更高，种类较少。除了系统软件以外的所有软件都称为应用软件，它们是由计算机生产厂商或软件公司为支持某一应用领域、解决某个实际问题而专门研制的应用程序。例如，Office套件、标准函数库、计算机辅助设计软件、各种图形处理软件、解压缩软件和反病毒软件等。用户通过这些应用程序完成自己的任务。例如，利用Office套件创建文档，利用杀毒软件清理计算机病毒，利用解压缩软件
48、解压缩文件，利用Outlook收发电子邮件，利用图形处理软件绘制图形等。在使用应用软件时一定要注意系统环境，也就是说运行应用软件需要系统软件的支持。在不同的系统软件下开发的应用程序只有在相应的系统软件下才能运行。例如,EDIT编辑程序、Debug调试程序是运行在DOS环境下；Office套件和WinZip解压缩程序运行在Windows环境下。其他应用软件：近些年来，随着计算机应用领域越来越广，辅助各行各业的应用开发的软件层出不穷，如多媒体制作软件、财务管理软件、大型工程设计、服装裁剪、网络服务工具以及各种各样的管理信息系统等。这些应用软件不需要用户学习计算机编程而直接使用即能够得心应手地解决本
49、行业中的各种问题。(P63-64)第三章习题(P90-92)一、复习题1.计算机由哪几部分组成，其中哪些部分组成了中央处理器？答：计算机硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等五部分组成其中，运算器和控制器组成中央处理器(CPU)。(P72)2.试简述计算机多级存储系统的组成及其优点。答：多级存储系统主要包括：高速缓存、主存储器和辅助存储器。把存储器分为几个层次主要基于下述原因：(1)合理解决速度与成本的矛盾，以得到较高的性能价格比。(2)使用磁盘、磁带等作为外存，不仅价格便宜，可以把存储容量做得很大，而且在断电时它所存放的信息也不丢失，可以长久保存，且复制、携带都很方便。(
50、P76-P77)3.简述Cache的工作原理，说明其作用。答：Cache的工作原理是基于程序访问的局部性的。即主存中存储的程序和数据并不是CPU每时每刻都在访问的，在一段时间内，CPU只访问其一个局部。这样只要CPU当前访问部分的速度能够与CPU匹配即可，并不需要整个主存的速度都很高。Cache与虚拟存储器的基本原理相同，都是把信息分成基本的块并通过一定的替换策略,以块为单位，由低一级存储器调入高一级存储器，供 CPU使用。但是，虚拟存储器的替换策略主要由软件实现，而 Cache的控制与管理全部由硬件实现。因此Cache效率高并且其存在和操作对程序员和系统程序员透明，而虚拟存储器中，页面管理虽