《数据结构》课后习题答案

第1章绪论

1．简述下列概念：数据、数据元素、数据项、数据对象、数据结构、逻辑结构、存储结构、抽象数据类型。

答案：

数据：是客观事物的符号表示，指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。如数学计算中用到的整数和实数，文本编辑所用到的字符串，多媒体程序处理的图形、图像、声音、动画等通过特殊编码定义后的数据。

数据元素：是数据的基本单位，在计算机中通常作为一个整体进行考虑和处理。在有些情况下，数据元素也称为元素、结点、记录等。数据元素用于完整地描述一个对象，如一个学生记录，树中棋盘的一个格局（状态）、图中的一个顶点等。

数据项：是组成数据元素的、有独立含义的、不可分割的最小单位。例如，学生基本信息表中的学号、姓名、性别等都是数据项。

数据对象：是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。例如：整数数据对象是集合N={0，±1，±2，…}，字母字符数据对象是集合C={‘A’，‘B’，…，‘Z’，‘a’，‘b’，…，‘z’}，学生基本信息表也可是一个数据对象。

数据结构：是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。换句话说，数据结构是带“结构”的数据元素的集合，“结构”就是指数据元素之间存在的关系。

逻辑结构：从逻辑关系上描述数据，它与数据的存储无关，是独立于计算机的。因此，数据的逻辑结构可以看作是从具体问题抽象出来的数学模型。

存储结构：数据对象在计算机中的存储表示，也称为物理结构。

抽象数据类型：由用户定义的，表示应用问题的数学模型，以及定义在这个模型上的一组操作的总称。具体包括三部分：数据对象、数据对象上关系的集合和对数据对象的基本操作的集合。

2．试举一个数据结构的例子，叙述其逻辑结构和存储结构两方面的含义和相互关系。

答案：

例如有一张学生基本信息表，包括学生的学号、姓名、性别、籍贯、专业等。每个学生基本信息记录对应一个数据元素，学生记录按顺序号排列，形成了学生基本信息记录的线性序列。对于整个表来说，只有一个开始结点(它的前面无记录)和一个终端结点(它的后面无记录)，其他的结点则各有一个也只有一个直接前趋和直接后继。学生记录之间的这种关系就确定了学生表的逻辑结构，即线性结构。

这些学生记录在计算机中的存储表示就是存储结构。如果用连续的存储单元(如用数组表示)来存放这些记录，则称为顺序存储结构；如果存储单元不连续，而是随机存放各个记录，然后用指针进行链接，则称为链式存储结构。

即相同的逻辑结构，可以对应不同的存储结构。

3．简述逻辑结构的四种基本关系并画出它们的关系图。

答案：

（1）集合结构

数据元素之间除了“属于同一集合”的关系外，别无其他关系。例如，确定一名学生是否为班级成员，只需将班级看做一个集合结构。

（2）线性结构

数据元素之间存在一对一的关系。例如，将学生信息数据按照其入学报到的时间先后顺序进行排列，将组成一个线性结构。

（3）树结构

数据元素之间存在一对多的关系。例如，在班级的管理体系中，班长管理多个组长，每位组长管理多名组员，从而构成树形结构。

（4）图结构或网状结构

数据元素之间存在多对多的关系。例如，多位同学之间的朋友关系，任何两位同学都可以是朋友，从而构成图形结构或网状结构。

其中树结构和图结构都属于非线性结构。

四类基本逻辑结构关系图

4．存储结构由哪两种基本的存储方法实现？

答案：

（1）顺序存储结构

顺序存储结构是借助元素在存储器中的相对位置来表示数据元素之间的逻辑关系，通常借助程序设计语言的数组类型来描述。

（2）链式存储结构

顺序存储结构要求所有的元素依次存放在一片连续的存储空间中，而链式存储结构，无需占用一整块存储空间。但为了表示结点之间的关系，需要给每个结点附加指针字段，用于存放后继元素的存储地址。所以链式存储结构通常借助于程序设计语言的指针类型来描述。

5．选择题

（1）在数据结构中，从逻辑上可以把数据结构分成（）。

A．动态结构和静态结构 B．紧凑结构和非紧凑结构

C．线性结构和非线性结构 D．内部结构和外部结构

答案：C

（2）与数据元素本身的形式、内容、相对位置、个数无关的是数据的（）。

A．存储结构 B．存储实现

C．逻辑结构 D．运算实现

答案：C

（3）通常要求同一逻辑结构中的所有数据元素具有相同的特性，这意味着（）。

A．数据具有同一特点

B．不仅数据元素所包含的数据项的个数要相同，而且对应数据项的类型要一致

C．每个数据元素都一样

D．数据元素所包含的数据项的个数要相等

答案：B

（4）以下说法正确的是（）。

A．数据元素是数据的最小单位

B．数据项是数据的基本单位

C．数据结构是带有结构的各数据项的集合

D．一些表面上很不相同的数据可以有相同的逻辑结构

答案：D

解释：数据元素是数据的基本单位，数据项是数据的最小单位，数据结构是带有结构的各数据元素的集合。

（5）算法的时间复杂度取决于（）。

A．问题的规模B．待处理数据的初态

C．计算机的配置D．A和B

答案：D

解释：算法的时间复杂度不仅与问题的规模有关，还与问题的其他因素有关。如某些排序的算法，其执行时间与待排序记录的初始状态有关。为此，有时会对算法有最好、最坏以及平均时间复杂度的评价。

（6）以下数据结构中，（）是非线性数据结构

A．树 B．字符串 C．队列 D．栈

答案：A

6．试分析下面各程序段的时间复杂度。

（1）x=90; y=100;

while(y>0)

if(x>100)

{x=x-10;y--;}

else x++;

答案：O(1)

解释：程序的执行次数为常数阶。

（2）for (i=0; i

for (j=0; j

a[i][j]=0;

答案：O(m*n)

解释：语句a[i][j]=0;的执行次数为m*n。

（3）s=0;

for i=0; i

for(j=0; j

s+=B[i][j];

sum=s;

答案：O(n2)

解释：语句s+=B[i][j];的执行次数为n2。

（4）i=1;

while(i<=n)

i=i*3;

答案：O(log3n)

解释：语句i=i*3;的执行次数为?log3n?。

（5）x=0;

for(i=1; i

for (j=1; j<=n-i; j++)

x++;

答案：O(n2)

解释：语句x++;的执行次数为n-1+n-2+……＋1= n(n-1)/2。

（6）x=n; //n>1

y=0;

while(x≥(y+1)* (y+1))

y++;

答案：O(n)

解释：语句y++;的执行次数为?n?。

第2章线性表

1．选择题

（1）顺序表中第一个元素的存储地址是100，每个元素的长度为2，则第5个元素的地址是（）。

A．110 B．108 C．100 D．120

答案：B

解释：顺序表中的数据连续存储，所以第5个元素的地址为：100+2*4=108。

（2）在n个结点的顺序表中，算法的时间复杂度是O(1)的操作是（）。

A．访问第i个结点（1≤i≤n）和求第i个结点的直接前驱（2≤i≤n）

B．在第i个结点后插入一个新结点（1≤i≤n）

C．删除第i个结点（1≤i≤n）

D．将n个结点从小到大排序

答案：A

解释：在顺序表中插入一个结点的时间复杂度都是O(n2)，排序的时间复杂度为O(n2)或O(nlog2n)。顺序表是一种随机存取结构，访问第i个结点和求第i个结点的直接前驱都可以直接通过数组的下标直接定位，时间复杂度是O(1)。

（3）向一个有127个元素的顺序表中插入一个新元素并保持原来顺序不变，平均要移动的元素个数为（）。

A．8 B．63.5 C．63 D．7

答案：B

解释：平均要移动的元素个数为：n/2。

（4）链接存储的存储结构所占存储空间（）。

A．分两部分，一部分存放结点值，另一部分存放表示结点间关系的指针

B．只有一部分，存放结点值

C．只有一部分，存储表示结点间关系的指针

D．分两部分，一部分存放结点值，另一部分存放结点所占单元数

答案：A

（5）线性表若采用链式存储结构时，要求内存中可用存储单元的地址（）。

A．必须是连续的B．部分地址必须是连续的

C．一定是不连续的D．连续或不连续都可以

答案：D

（6）线性表Ｌ在（）情况下适用于使用链式结构实现。

A．需经常修改Ｌ中的结点值Ｂ．需不断对Ｌ进行删除插入

C．Ｌ中含有大量的结点Ｄ．Ｌ中结点结构复杂

答案：B

解释：链表最大的优点在于插入和删除时不需要移动数据，直接修改指针即可。

（7）单链表的存储密度（）。

A．大于1 B．等于1 C．小于1 D．不能确定

答案：C

解释：存储密度是指一个结点数据本身所占的存储空间和整个结点所占的存储空间之比，假设单链表一个结点本身所占的空间为D，指针域所占的空间为N，则存储密度为：D/(D+N)，一定小于1。

（8）将两个各有n个元素的有序表归并成一个有序表，其最少的比较次数是（）。

A．n B．2n-1 C．2n D．n-1

答案：A

解释：当第一个有序表中所有的元素都小于（或大于）第二个表中的元素，只需要用第二个表中的第一个元素依次与第一个表的元素比较，总计比较n次。

（9）在一个长度为n的顺序表中，在第i个元素（1≤i≤n+1）之前插入一个新元素时须向后移动（）个元素。

A．n-i B．n-i+1 C．n-i-1 D．I

答案：B

(10) 线性表L=(a1，a2,……a n)，下列说法正确的是（）。

A．每个元素都有一个直接前驱和一个直接后继

B．线性表中至少有一个元素

C．表中诸元素的排列必须是由小到大或由大到小

D．除第一个和最后一个元素外，其余每个元素都有一个且仅有一个直接前驱和直接后继。

答案：D

(11) 创建一个包括n个结点的有序单链表的时间复杂度是（）。

A．O(1) B．O(n) C．O(n2) D．O(nlog2n)

答案：C

解释：单链表创建的时间复杂度是O(n)，而要建立一个有序的单链表，则每生成一个新结点时需要和已有的结点进行比较，确定合适的插入位置，所以时间复杂度是O(n2)。

(12) 以下说法错误的是（）。

A．求表长、定位这两种运算在采用顺序存储结构时实现的效率不比采用链式存储结构时实现的效率低

B．顺序存储的线性表可以随机存取

C．由于顺序存储要求连续的存储区域，所以在存储管理上不够灵活

D．线性表的链式存储结构优于顺序存储结构

答案：D

解释：链式存储结构和顺序存储结构各有优缺点，有不同的适用场合。

(13) 在单链表中，要将s所指结点插入到p所指结点之后，其语句应为（）。

A．s->next=p+1; p->next=s;

B．(*p).next=s; (*s).next=(*p).next;

C．s->next=p->next; p->next=s->next;

D．s->next=p->next; p->next=s;

答案：D

(14) 在双向链表存储结构中，删除p所指的结点时须修改指针（）。

A．p->next->prior=p->prior; p->prior->next=p->next;

B．p->next=p->next->next; p->next->prior=p;

C．p->prior->next=p; p->prior=p->prior->prior;

D．p->prior=p->next->next; p->next=p->prior->prior;

答案：A

(15) 在双向循环链表中，在p指针所指的结点后插入q所指向的新结点，其修改指针的操作是（）。

A．p->next=q; q->prior=p; p->next->prior=q; q->next=q;

B．p->next=q; p->next->prior=q; q->prior=p; q->next=p->next;

C．q->prior=p; q->next=p->next; p->next->prior=q; p->next=q;

D．q->prior=p; q->next=p->next; p->next=q; p->next->prior=q;

答案：C

第3章栈和队列

1．选择题

（1）若让元素1，2，3，4，5依次进栈，则出栈次序不可能出现在（）种情况。

A．5，4，3，2，1 B．2，1，5，4，3 C．4，3，1，2，5

D．2，3，5，4，1

答案：C

解释：栈是后进先出的线性表，不难发现C选项中元素1比元素2先出栈，违背了栈的后进先出原则，所以不可能出现C选项所示的情况。

（2）若已知一个栈的入栈序列是1，2，3，…，n，其输出序列为p1，p2，p3，…，pn，若p1=n，则pi为（）。

A．i B．n-i C．n-i+1 D．不确定

答案：C

解释：栈是后进先出的线性表，一个栈的入栈序列是1，2，3，…，n，而输出序列的第一个元素为n，说明1，2，3，…，n一次性全部进栈，再进行输出，所以p1=n，p2=n-1，…，pi=n-i+1。

（3）数组Ｑ［ｎ］用来表示一个循环队列，ｆ为当前队列头元素的前一位置，ｒ为队尾元素的位置，假定队列中元素的个数小于ｎ，计算队列中元素个数的公式为（）。

A．r-f B．(n+f-r)%n C．n+r-f D．（n+r-f)%n

答案：D

解释：对于非循环队列，尾指针和头指针的差值便是队列的长度，而对于循环队列，差值可能为负数，所以需要将差值加上MAXSIZE（本题为n），然后与MAXSIZE（本题为n）求余，即（n+r-f)%n。

（4）链式栈结点为：(data,link)，top指向栈顶.若想摘除栈顶结点，并将删除结点的值保存到x中,则应执行操作（）。

A．x=top->data;top=top->link；B．top=top->link;x=top->link；

C．x=top;top=top->link；D．x=top->link；

答案：A

解释：x=top->data将结点的值保存到x中，top=top->link栈顶指针指向栈顶下一结点，即摘除栈顶结点。

（5）设有一个递归算法如下

int fact(int n) { //n大于等于0

if(n<=0) return 1;

else return n*fact(n-1); }

则计算fact(n)需要调用该函数的次数为（）。

A． n+1 B． n-1 C．n D．n+2

答案：A

解释：特殊值法。设n=0，易知仅调用一次fact(n)函数，故选A。

（6）栈在（）中有所应用。

A．递归调用B．函数调用C．表达式求值D．前三个选项都有

答案：D

解释：递归调用、函数调用、表达式求值均用到了栈的后进先出性质。

（7）为解决计算机主机与打印机间速度不匹配问题，通常设一个打印数据缓冲区。主机将要输出的数据依次写入该缓冲区，而打印机则依次从该缓冲区中取出数据。该缓冲区的逻辑结构应该是（）。

A．队列 B．栈C．线性表D．有序表

答案：A

解释：解决缓冲区问题应利用一种先进先出的线性表，而队列正是一种先进先出的线性表。

（8）设栈S和队列Q的初始状态为空，元素e1、e2、e3、e4、e5和e6依次进入栈S，一个元素出栈后即进入Q，若6个元素出队的序列是e2、e4、e3、e6、e5和e1，则栈S的容量至少应该是（）。

A．2 B．3 C．4 D．6

答案：B

解释：元素出队的序列是e2、e4、e3、e6、e5和e1，可知元素入队的序列是e2、e4、e3、e6、e5和e1，即元素出栈的序列也是e2、e4、e3、e6、e5和e1，而元素e1、e2、e3、e4、e5和e6依次进入栈，易知栈S中最多同时存在3个元素，故栈S的容量至少为3。

（9）若一个栈以向量V[1..n]存储，初始栈顶指针top设为n+1，则元素x进栈的正确操作是( )。

A．top++; V[top]=x; B．V[top]=x; top++;

C．top--; V[top]=x; D．V[top]=x; top--;

答案：C

解释：初始栈顶指针top为n+1，说明元素从数组向量的高端地址进栈，又因为元素存储在向量空间V[1..n]中，所以进栈时top指针先下移变为n，之后将元素x存储在V[n]。

（10）设计一个判别表达式中左，右括号是否配对出现的算法，采用（）数据结构最佳。

A．线性表的顺序存储结构 B．队列

C. 线性表的链式存储结构

D. 栈

答案：D

解释：利用栈的后进先出原则。

（11）用链接方式存储的队列，在进行删除运算时（）。

A. 仅修改头指针

B. 仅修改尾指针

C. 头、尾指针都要修改

D. 头、尾指针可能都要修改

答案：D

解释：一般情况下只修改头指针，但是，当删除的是队列中最后一个元素时，队尾指针也丢失了，因此需对队尾指针重新赋值。

（12）循环队列存储在数组A[0..m]中，则入队时的操作为（）。

A. rear=rear+1

B. rear=(rear+1)%(m-1)

C. rear=(rear+1)%m

D. rear=(rear+1)%(m+1)

答案：D

解释：数组A[0..m]中共含有m+1个元素，故在求模运算时应除以m+1。

（13）最大容量为n的循环队列，队尾指针是rear，队头是front，则队空的条件是（）。

A. (rear+1)%n==front

B. rear==front

C．rear+1==front D. (rear-l)%n==front

答案：B

解释：最大容量为n的循环队列，队满条件是(rear+1)%n==front，队空条件是rear==front。

（14）栈和队列的共同点是（）。

A. 都是先进先出

B. 都是先进后出

C. 只允许在端点处插入和删除元素

D. 没有共同点

答案：C

解释：栈只允许在栈顶处进行插入和删除元素，队列只允许在队尾插入元素和在队头删除元素。

（15）一个递归算法必须包括（）。

A. 递归部分

B. 终止条件和递归部分

C. 迭代部分

D. 终止条件和迭代部分

答案：B

第4章串、数组和广义表

1．选择题

（1）串是一种特殊的线性表，其特殊性体现在（）。

A．可以顺序存储B．数据元素是一个字符

C．可以链式存储D．数据元素可以是多个字符若

答案：B

（2）串下面关于串的的叙述中，（）是不正确的？

A．串是字符的有限序列B．空串是由空格构成的串

C．模式匹配是串的一种重要运算D．串既可以采用顺序存储，也可以采用链式存储

答案：B

解释：空格常常是串的字符集合中的一个元素，有一个或多个空格组成的串成为空格串，零个字符的串成为空串，其长度为零。

（3）串“ababaaababaa”的next数组为（）。

A．012345678999 B．012121111212 C．011234223456 D．0123012322345

答案：C

（4）串“ababaabab”的nextval为（）。

A．010104101B．010102101 C．010100011 D．010101011

答案：A

（5）串的长度是指（）。

A．串中所含不同字母的个数B．串中所含字符的个数

C．串中所含不同字符的个数D．串中所含非空格字符的个数

答案：B

解释：串中字符的数目称为串的长度。

（6）假设以行序为主序存储二维数组A=array[1..100,1..100]，设每个数据元素占2个存储单元，基地址为10，则LOC[5,5]=（）。

A．808 B．818 C．1010 D．1020

答案：B

解释：以行序为主，则LOC[5,5]=[（5-1）*100+（5-1）]*2+10=818。

（7）设有数组A[i,j]，数组的每个元素长度为3字节，i的值为1到8，j的值为1到10，数组从内存首地址BA开始顺序存放，当用以列为主存放时，元素A[5,8]的存储首地址为（）。

A．BA+141 B．BA+180 C．BA+222 D．BA+225

答案：B

解释：以列序为主，则LOC[5,8]=[（8-1）*8+（5-1）]*3+BA=BA+180。

（8）设有一个10阶的对称矩阵A，采用压缩存储方式，以行序为主存储，a11为第一元素，其存储地址为1，每个元素占一个地址空间，则a85的地址为（）。

A．13 B．32 C．33 D．40

答案：C

（9）若对n阶对称矩阵A以行序为主序方式将其下三角形的元素(包括主对角线上所有元素)依次存放于一维数组B[1..(n(n+1))/2]中，则在B中确定a ij（i

A．i*(i-1)/2+j B．j*(j-1)/2+i C．i*(i+1)/2+j D．j*(j+1)/2+i

答案：B

（10）二维数组A的每个元素是由10个字符组成的串，其行下标i=0,1,...,8,列下标j=1,2, (10)

若A按行先存储，元素A[8,5]的起始地址与当A按列先存储时的元素（）的起始地址相同。设每个字符占一个字节。

A．A[8,5] B．A[3,10] C. A[5,8] D．A[0,9]

答案：B

解释：设数组从内存首地址M开始顺序存放，若数组按行先存储，元素A[8,5]的起始地址为：M+[（8-0）*10+（5-1）]*1=M+84；若数组按列先存储，易计算出元素A[3,10]的起始地址为：M+[（10-1）*9+（3-0）]*1=M+84。故选B。

（11）设二维数组A[1.. m，1.. n]（即m行n列）按行存储在数组B[1.. m*n]中，则二维数组元素A[i,j]在一维数组B中的下标为（）。

A．(i-1)*n+j B．(i-1)*n+j-1 C．i*(j-1) D．j*m+i-1

答案：A

解释：特殊值法。取i=j=1，易知A[1,1]的的下标为1，四个选项中仅有A选项能确定的值为1，故选A。

（12）数组A[0..4,-1..-3,5..7]中含有元素的个数（）。

A．55 B．45 C．36 D．16

答案：B

解释：共有5*3*3=45个元素。

（13）广义表A=(a,b,(c,d),(e,(f,g)))，则Head(Tail(Head(Tail(Tail(A)))))的值为（）。

A．(g) B．(d) C．c D．d

答案：D

解释：Tail(A)=(b,(c,d),(e,(f,g)))；Tail(Tail(A))=( (c,d),(e,(f,g)))；Head(Tail(Tail(A)))= (c,d)；Tail(Head(Tail(Tail(A))))=(d)；Head(Tail(Head(Tail(Tail(A)))))=d。

（14）广义表((a,b,c,d))的表头是（），表尾是（）。

A．a B．( ) C．(a,b,c,d) D．(b,c,d)

答案：C、B

解释：表头为非空广义表的第一个元素，可以是一个单原子，也可以是一个子表，((a,b,c,d))的表头为一个子表(a,b,c,d)；表尾为除去表头之外，由其余元素构成的表，表为一定是个广义表，((a,b,c,d))的表尾为空表( )。

（15）设广义表L=((a,b,c))，则L的长度和深度分别为（）。

A．1和1 B．1和3 C．1和2 D．2和3

答案：C

解释：广义表的深度是指广义表中展开后所含括号的层数，广义表的长度是指广义表中所含元素的个数。根据定义易知L的长度为1，深度为2。

2．应用题

（1）已知模式串t=‘abcaabbabcab’写出用KMP法求得的每个字符对应的next和nextval函数值。

答案：

模式串t的next和nextval值如下：

j 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

t串 a b c a a b b a b c a b

计算机系统结构课后答案

1、数据结构和机器的数据表示之间是什么关系？确定和引入数据表示的基本原则是什么？ 答：数据表示是能由硬件直接识别和引用的数据类型。数据结构反映各种数据元素或信息单元之间的结构关系。数据结构要通过软件映象变换成机器所具有的各种数据表示实现，所以数据表示是数据结构的组成元素。不同的数据表示可为数据结构的实现提供不同的支持，表现在实现效率和方便性不同。数据表示和数据结构是软件、硬件的交界面。 除基本数据表示不可少外，高级数据表示的引入遵循以下原则：（1）看系统的效率有否提高，是否养活了实现时间和存储空间。（2）看引入这种数据表示后，其通用性和利用率是否高。 2、标志符数据表示与描述符数据表示有何区别？描述符数据表示与向量数据表示对向量数据结构所提供的支持有什么不同？ 答：标志符数据表示指将数据类型与数据本身直接联系在一起，让机器中每个数所都带类型樗位。其优点是：（1）简化了指令系统和程序设计；（2）简化了编译程序；（3）便于实现一致性校验；（4）能由硬件自动变换数据类型；（5）支持数据库系统的实现与数据类型无关；（6）为软件调试和应用软件开发提供支持。缺点是：（1）会增加程序所点的主存空间；（2）在微观上对机器的性能（运算速度）不利。 数据描述符指数据的描述与数据分开存放，描述所访问的数据是整块还是单个的，及访问该数据块或数据元素的地址住处它具备标志符数据表示的优点，并减少了标志符数据表示所占的空间，为向量和数组结构的实现提供支持。 数据描述符方法优于标志符数据表示，数据的描述与数据分开，描述所访问的数据是整块还是单个的，及访问该数据块或数据元素的地址信息，减少了樗符数据表示所占的窨。用描述符方法实现阵列数据的索引比用变址方法实现要方便，且便于检查出程序中的阵列越界错误。但它不能解决向量和数组的高速运算问题。而在有向量、数组数据表示的向量处理机上，硬件上设置有丰富的赂量或阵列运算指令，配有流水或阵列方式处理的高速运算器，不仅能快速形成向量、数组的元素地址，更重要的是便于实现把向量各元素成块预取到中央处理机，用一条向量、数组指令流水或同时对整个向量、数组高速处理．如让硬件越界判断与元素运算并行。这些比起用与向量、阵列无关的机器语言和数据表示串行实现要高效的多。 3、堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别是什么？堆栈型机器系统结构为程序调用的哪些操作提供了支持？ 答：有堆栈数据表示的机器称为堆栈机器。它与一般通用寄存器型机器不同。通用寄存器型

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一、单选题（每题 2 分，共20分） 1. 1.对一个算法的评价，不包括如下（B ）方面的内容。 A．健壮性和可读性B．并行性C．正确性D．时空复杂度 2. 2.在带有头结点的单链表HL中，要向表头插入一个由指针p指向的结 点，则执行( )。 A. p->next=HL->next; HL->next=p; B. p->next=HL; HL=p; C. p->next=HL; p=HL; D. HL=p; p->next=HL; 3. 3.对线性表，在下列哪种情况下应当采用链表表示？( ) A.经常需要随机地存取元素 B.经常需要进行插入和删除操作 C.表中元素需要占据一片连续的存储空间 D.表中元素的个数不变 4. 4.一个栈的输入序列为1 2 3，则下列序列中不可能是栈的输出序列的是 ( C ) A. 2 3 1 B. 3 2 1 C. 3 1 2 D. 1 2 3 5. 5.AOV网是一种（）。 A．有向图B．无向图C．无向无环图D．有向无环图 6. 6.采用开放定址法处理散列表的冲突时，其平均查找长度（）。 A．低于链接法处理冲突 B. 高于链接法处理冲突 C．与链接法处理冲突相同D．高于二分查找 7.7.若需要利用形参直接访问实参时，应将形参变量说明为（）参数。 A．值B．函数C．指针D．引用 8.8.在稀疏矩阵的带行指针向量的链接存储中，每个单链表中的结点都具 有相同的（）。 A．行号B．列号C．元素值D．非零元素个数 9.9.快速排序在最坏情况下的时间复杂度为（）。 A．O(log2n) B．O(nlog2n) C．0(n) D．0(n2) 10.10.从二叉搜索树中查找一个元素时，其时间复杂度大致为( )。 A. O(n) B. O(1) C. O(log2n) D. O(n2) 二、二、运算题（每题 6 分，共24分） 1. 1.数据结构是指数据及其相互之间的______________。当结点之间存在M 对N（M：N）的联系时，称这种结构为_____________________。 2. 2.队列的插入操作是在队列的___尾______进行，删除操作是在队列的 ____首______进行。 3. 3.当用长度为N的数组顺序存储一个栈时，假定用top==N表示栈空，则 表示栈满的条件是___top==0___(要超出才为满)_______________。 4. 4.对于一个长度为n的单链存储的线性表，在表头插入元素的时间复杂度 为_________，在表尾插入元素的时间复杂度为____________。

计算机系统结构习题解答

《计算机系统结构》习题解答 第一章(P33) 1.7 (1)从指定角度来看，不必要了解的知识称为透明性概念。 1.8见下表，“√”为透明性概念，“P ”表示相关课文页数。 1.12 已知Se=20 , 求作Fe-Sn 关系曲线。 将Se 代入Amdahl 定律得 e n F S 20 19 11 -= 1.13 上式中令Sn=2，解出Fe=10/19≈0.526 1.14 上式中令Sn=10，解出Fe=18/19≈0.947 1.15 已知两种方法可使性能得到相同的提高，问哪一种方法更好。 (1)用硬件组方法，已知Se=40，Fe=0.7，解出Sn=40/12.7≈3.1496（两种方法得到的相同性能） (2)用软件组方法，已知Se=20，Sn=40/12.7，解出Fe=27.3/38≈0.7184（第二种方法的百分比） (3)结论：软件组方法更好。因为硬件组需要将Se 再提高100%（20→40），而软件组只需将Fe 再提高1.84%（0.7→0.7184）。 Sn 20 1

1.17 57.34 .15 5 9.01.01≈= + = n S 1.18 记f ── 时钟频率，T=1/f ── 时钟周期，B ── 带宽（Byte/s ）。 方案一：)/(44 11s Byte f T B =?= 方案二：)/(5.3421 %252%752s Byte f T B =??+?= 1.19 由各种指令条数可以得到总条数，以及各百分比，然后代公式计算。 ∑===4 1 510i i IC IC (1)∑==?+?+?+?=? = 4 1 55.108.0215.0232.0245.01)(i i i IC IC CPI CPI (2)806.2555.140 10 55.11040106 66≈=??=?=CPI f MIPS (3)（秒）003876.040055 .110 6 ≈=?= MIPS IC T 1.21 (1)24.21.0812.0418.026.01=?+?+?+?=CPI (2)86.171024.21040106 6 6≈??=?= CPI f MIPS 1.24 记Tc ── 新方案时钟周期，已知CPI = CPI i = 1 原时间 = CPI × IC × 0.95Tc = 0.95IC ×Tc 新时间 = （0.3×2/3+0.7）× IC × Tc = 0.9IC ×Tc 二者比较，新时间较短。 第二章(P124) 2.3（忽略P124倒1行 ～ P125第8行文字，以简化题意）已知2种浮点数，求性能指标。 此题关键是分析阶码、尾数各自的最大值、最小值。 原图为数据在内存中的格式，阶码的小数点在其右端，尾数的小数点在其左端，遵守规格化要求。

计算机系统结构课后答案unit3

第3章总线、中断与输入输出系统 3.1．简要举出集中式串行链接，定时查询和独立请求3种总线控制方式的优缺点。同时分析硬件产生故障时通讯的可靠性。 答：集中式串行链连接方式。其过程为： ①所有部件都经公共的“总线请求”线向总线控制器发使用总线申请。 ②当“总线忙”信号未建立时，“总线请求”才被总线控制器响应，送出“总线可用”信号，它串行地通过每个部件。 ③如果某部件未发过“总线请求”，则它将“总线可用”信号往下一部件转，如果某部件发过“总线请求”，则停止“总线可用”信号的传送。 ④该部件建立“总线忙”，并除去“总线请求”，此时该部件获得总线使用权，准备传送数据。 ⑤数据传送期间，“总线忙”维持“总线可用”的建立。 ⑥传送完成后，该部件去除“总线忙”信号和“总线可用”信号。 ⑦当“总线请求”再次建立时，就开始新的总线分配过程。 优点：①选择算法简单；②控制总线数少；③可扩充性好；④可靠性高。 缺点：①对“总线可用”线及其有关电路失效敏感，②不灵活；③总线中信号传送速度慢。 集中式定时查询方式，过程： ①总线上每个部件通过“总线请求”发请求。 ②若“总线忙”信号未建立，则计数器开始计数，定时查询个部件，以确定是谁发的请求。 ③当查询线上的计数值与发出请求的部件号一致时，该部件建立“总线忙”，计数停止，查询也停止。除去“总线请求”，该部件获得总线使用权。 ④“总线忙”维持到数据传送完毕。 ⑤数据传送完，去除“总线忙”。 ⑥当“总线请求”线上有新的请求，就开始下一个总线分配过程。 优点：①优先次序灵活性强；②可靠性高。 缺点：①控制线数较多；②扩展性较差；③控制较为复杂；④总线分配受限于计数信号，不能很高。 集中式独立请求方式，过程：

数据结构试题库答案

数据结构试题及答案 一、单项选择题 (1)一个算法应该就是（)。 A)程序???B）问题求解步骤得描述 C）要满足五个基本属性??D) A与C (2)算法指得就是（)。 A）计算机程序???B）解决问题得计算方法 C)排序算法???D）解决问题得有限运算序列。 (3)与数据元素本身得形式、内容、相对位置、个数无关得就是数据得(）。 A) 存储结构B) 逻辑结构C）算法D)操作 (4)从逻辑上可以把数据结构分为( ）两大类。 A）动态结构、静态结构??B) 顺序结构、链式结构 C）线性结构、非线性结构???D）初等结构、构造型结构 (5)下列叙述中正确得就是(）。 A)一个逻辑数据结构只能有一种存储结构 B）数据得逻辑结构属于线性结构,存储结构属于非线性结构 C）一个逻辑数据结构可以有多种存储结构,且各种存储结构不影响数据处理得效率 D）一个逻辑数据结构可以有多种存储结构,且各种存储结构影响数据处理得效率 (6)数据得基本单位就是（） ?A) 数据项??B) 数据类型C)数据元素??D)数据变量 (7)下列程序得时间复杂度为（) i=０；s＝０; wｈｉlｅ(s

计算机系统结构_课后答案

习题一 1、解释下列术语 计算机系统的外特性：通常所讲的计算机系统结构的外特性是指机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性，即由他们所看到的计算机的基本属性（概念性结构和功能特性）。 计算机系统的内特性：计算机系统的设计人员所看到的基本属性，本质上是为了将有关软件人员的基本属性加以逻辑实现的基本属性。 模拟：模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。 可移植性：在新型号机出台后，原来开发的软件仍能继续在升级换代的新型号机器上使用，这就要求软件具有可兼容性，即可移植性。可兼容性是指一个软件可不经修改或只需少量修改，便可由一台机器移植到另一台机器上运行，即同一软件可应用于不同环境。 Amdahl 定律：系统中对于某一部件采用某种更快的执行方式所能获得的系统性能改进程度，取决于这种执行方式被使用的频度或占总执行时间的比例。 虚拟机（Virtual Machine ）：指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。 6、 7、假定求浮点数平方根的操作在某台机器上的一个基准测试程序中占总执行时间的20%，为了增强该操作的性能，可采用两种不同的方法：一种是增加专门的硬件，可使求浮点数平方根操作的速度提高为原来的20倍；另一种方法是提高所有浮点运算指令的速度，使其为原来的2倍，而浮点运算指令的执行时间在总执行时间中占30%。试比较这两种方法哪一种更好些。 答：增加硬件的方法的加速比23.120 /2.0)2.01(1 1=+-= p S , 另一种方法的加速比176.12 /3.0)3.01(1 2=+-=p S ，经计算可知Sp1>Sp2第一种方 法更好些。 9、假设高速缓存Cache 的工作速度为主存的5倍，且Cache 被访问命中的概率

完整版计算机体系结构课后习题原版答案_张晨曦著

第1章计算机系统结构的基本概念 (1) 第2章指令集结构的分类 (10) 第3章流水线技术 (15) 第4章指令级并行 (37) 第5章存储层次 (55) 第6章输入输出系统 (70) 第7章互连网络 (41) 第8章多处理机 (45) 第9章机群 (45) 第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 解释下列术语 层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。 虚拟机：用软件实现的机器。 翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。

解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。 计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。 在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。 计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。 系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。 程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。

数据结构题库教材

2013-2014学年二学期数据结构期末考试模拟试卷(1~6卷) 一、应用题(3小题，共24分) 1已知某字符串S中共有8种字符，各种字符分别出现2次、1次、4次、5次、7次、3 次、4次和9次，对该字符串用［0,1］进行前缀编码，问该字符串的编码至少有多少位。 【解答】以各字符出现的次数作为叶子结点的权值构造的哈夫曼编码树如图所示。其带权路 径长度=2X 5+1X 5+3X 4+5X 3+9X 2+4X 3+4X 3+7X 2=98，所以，该字符串的编码长度至少为98位。 2.已知关键码序列为(Ja n, Feb, Mar, Apr, May, Jun, Jul, Aug, Sep, Oct, Nov, Dec), 散列表的地址空间为0~16,设散列函数为H(x)= ［i/2」(取下整数)，其中i为关键码 中第一个字母在字母表中的序号，采用链地址法处理冲突构造散列表，并求等概率情况下查找成功的平均查找长度。 【解答】H(Ja n)=10/2=5, H(Feb)=6/2=3, H(Mar)=13/2=6, H(Apr)=1/2=0 H(May)=13/2=6, H(Ju n)=10/25, H(Jul)=10/25, H(Aug)=1/2=0 H(Sep)=19/2=8, H(Oct) =15/2=7, H(Nov) =14/2=7, H(Dec) =4/2=2 采用链地址法处理冲突，得到的开散列表如下： 平均查找长度=(1 X 7+2X 4+3X 1)/12=18/12

3.分析下面各程序段的时间复杂度 (1)s1(int n) { int p=1,s=0; for (i=1;iv=n;i++) { p*=i;s+=p; } return(s); } ——0(n) (2)s2(int n) x=0;y=0; For (k=1;kv=n;k++) x++; For (i=1;iv=n;i++) For (j=1;jv=n;j++) y++; ——0(n) 1?下述算法的功能是什么？ ListNode *Demo l(LinkList L P ListNode *p) ("L是有头结蛊的单链表 ListNodc *q=L->rLCxt P (1) V ‘V … 」(1 )返回结点*p的直接前趋结点地址。 q=q->nest; if (q) return q, else ?ro< #*p not in L"); I ⑵ i/oid Demo2(LisINode *p ,ListNode +q) 〔//p t*q*8S 表中的 两个结点 (2)交换结点*p和结点*q (p和q的值不变)。 DataTypetemp; temp=p->data, p->data=q->data; q-x^ata^emp, 1.对给定的一组权值W=( 5, 2, 9, 11, 8, 3, 7),试构造相应的哈夫曼树，并计算它的带权路径长度。【解答】构造的哈夫曼树如图所示。

计算机系统结构课后习题四、五答案

习题四 1.教材P88 存储层次的访问效率e计算公式。 e=T A1/(H T A1+(1-H) T A2) e H T A1+ e(1-H) T A2= T A1 H T A1+ (1-H) T A2= T A1/ e H T A1 -H T A2= T A1/ e- T A2 H (T A1 - T A2) = T A1/ e- T A2 H = T A1/ e- T A2/ (T A1 - T A2) H = T A1(1/ e- T A2/ T A1)/ T A1 (1- T A2/ T A1) H = (1/ e- T A2/ T A1)/ (1- T A2/ T A1) 把题意的条件带入，命中率H=(1/ e- T A2/ T A1)/ (1- T A2/ T A1) =(1/ 0.8- 10-2/ 10-7)/ (1- 10-2/ 10-7) =0.999999975 实际上，这样高的命中率是极难达到的。 在主辅存之间增设一级存储器，让其速度介于主存辅存之间，让主存与中间级的访问时间比为1：100，中间级与辅存之间的访问时间比为1：1000，将它们配上相应辅助软硬件，组成一个三级存储层次，这样，可以使第1级主存的命中率降低到 H=(1/ 0.8- 10-5/ 10-7)/ (1- 10-5/ 10-7) =0.997 1.教材P84 每个存储周期能访问到的平均字数 B=(1-(1-λ)m)/λ=(1-0.7532)/0.25 ≈4 既每个存储周期能访问到的平均字数为4。 若将λ=25%，m=16代入得

B=(1-(1-λ)m)/λ=(1-0.7516)/0.25 =3.96 既每个存储周期能访问到的平均字数为3.96。 可见，模数m不宜太大，否则性能改进不大。 3．教材P81。m个存储体并行的最大频宽B m=W*m/T M，根据题意，实际频宽要低于最大频宽。即实际频宽≤0.6最大频宽。 4*106B/s≤0.6*4 B*m/(2*10-6 s) 4≤0.6* m*4/2 2≤0.6* m 3.333≤ m m取2的幂，即m为4。 4.教材P91。根据题意，画出页表。 虚存页号实页号装入位 0 3 1 1 1 1 2 2 0 3 3 0 4 2 1 5 1 0 6 0 1 7 0 0 ⑴发生页面失效的全部虚页号就是页映像表中所有装入位为0的行所对应的虚页号的集合。本题为2，3，5，7。 ⑵按以下虚地址计算主存实地址的情况列表 虚地址虚存 页号页内位移装入 位 实页号页内位移实地址 0 0 0 1 3 0 （3*1024+0）3072 3728（3*1024+656） 3 656 0 页面失效页面失效无 1023（0*1024+1023）0 1023 1 3 1023 （3*1024+1023）4095 1024（1*1024+0） 1 0 1 1 0 （1*1024+0）1024 2055（2*1024+7） 2 7 0 页面失效页面失效无 7800（7*1024+632）7 632 0 页面失效页面失效无

计算机体系结构课后答案

计算机体系结构课后答案

计算机体系结构课后答案 【篇一：计算机体系结构习题(含答案)】 1、尾数用补码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数字长p=6（不包括符号位），阶码字长q=6（不包括符号位），为数基值rm=16，阶码基值re=2。对于规格化浮点数，用十进制表达式写出如下数据（对于前11项，还要写出16进值编码）。 （1）最大尾数（8）最小正数 （2）最小正尾数（9）最大负数 （3）最小尾数（10）最小负数 （4）最大负尾数（11）浮点零 （5）最大阶码（12）表数精度 （6）最小阶码（13）表数效率 （7）最大正数（14）能表示的规格化浮点数个数 2．一台计算机系统要求浮点数的精度不低于10-7.2，表数范围正数不小于1038，且正、负数对称。尾数用原码、纯小数表示，阶码用移码、整数表示。 (1) 设计这种浮点数的格式 (2) 计算（1）所设计浮点数格式实际上能够表示的最大正数、最大负数、表数精度和表数效率。 3．某处理机要求浮点数在正数区的积累误差不大于2-p-1 ，其中，p是浮点数的尾数长度。 (1) 选择合适的舍入方法。

(2) 确定警戒位位数。 (3) 计算在正数区的误差范围。 4．假设有a和b两种不同类型的处理机，a处理机中的数据不带标志符，其指令字长和数据字长均为32位。b处理机的数据带有标志符，每个数据的字长增加至36位，其中有4位是标志符，它的指令数由最多256条减少到不到64条。如果每执行一条指令平均要访问两个操作数，每个存放在存储器中的操作数平均要被访问8次。对于一个由1000条指令组成的程序，分别计算这个程序在a处理机和b处理机中所占用的存储空间大小（包括指令和数据），从中得到什么启发？ 5．一台模型机共有7条指令，各指令的使用频率分别为35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%，有8个通用数据寄存器，2个变址寄存器。 (1) 要求操作码的平均长度最短，请设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。 6．某处理机的指令字长为16位，有双地址指令、单地址指令和零地址指令3类，并假设每个地址字 段的长度均为6位。 (1) 如果双地址指令有15条，单地址指令和零地址指令的条数基本相同，问单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令分配操作码。 (2) 如果要求3类指令的比例大致为1：9：9，问双地址指令、单地址指令和零地址指令各有多少条？并且为这3类指令分配操作码。 7．别用变址寻址方式和间接寻址方式编写一个程序，求c=a+b，其中，a与b都是由n个元素组成的一维数组。比较两个程序，并回答下列问题： (1) 从程序的复杂程度看，哪一种寻址方式更好？

数据结构试题(含答案)

一．是非题 （正确的打“√”，错误的打“×”。） 1. 数据结构可用三元式表示（D，S，P）。其中：D是数据对象，S是D上的关系， P是对D的基本操作集。× 2. 线性表的链式存储结构具有可直接存取表中任一元素的优点。× 3. 字符串是数据对象特定的线性表。 4. 二叉树是一棵结点的度最大为二的树。× 5．邻接多重表可以用以表示无向图，也可用以表示有向图。× 6．可从任意有向图中得到关于所有顶点的拓扑次序。× 7．一棵无向连通图的生成树是其极大的连通子图。× 8．二叉排序树的查找长度至多为log2ｎ。× 9．对于一棵m阶的B-树.树中每个结点至多有m 个关键字。除根之外的所有非终端结点至少有┌m/2┐个关键字。× 10．对于目前所知的排序方法，快速排序具有最好的平均性能。 11. 顺序存储方式的优点是存储密度大，且插入、删除运算效率高。× 12. 二维数组是其数据元素为线性表的线性表。 13. 连通图G的生成树是一个包含G的所有n个顶点和n-1条边的子图。× 14. 折半查找不适用于有序链表的查找。 15. 完全二叉树必定是平衡二叉树。 16. 中序线索二叉树的优点是便于在中序下查找直接前驱结点和直接后继结点。 17. 队列是与线性表完全不同的一种数据结构。× 18. 平均查找长度与记录的查找概率有关。 19. 二叉树中每个结点有两个子结点，而对一般的树，则无此限制，所以，二叉树是树的特殊情形。× 20. 算法的时间复杂性越好，可读性就越差；反之，算法的可读性越好，则时间复杂性就越差。× 二．选择题 1. 若对编号为1，2，3的列车车厢依次通过扳道栈进行调度，不能得到 ( e ) 的序列。 a:1,2,3 b:1,3,2 c:2,1,3 d:2,3,1 e:3,1,2 f:3,2,1 2. 递归程序可借助于( b )转化为非递归程序。 a:线性表 b: 栈 c:队列 d:数组 3. 在下列数据结构中( c )具有先进先出（FIFO）特性， ( b )具有先进后出(FILO）特性。 a:线性表 b:栈 c:队列 d:广义表 4. 对字符串s=’data-structure’ 执行操作replace(s,substring(s,6,8),’bas’)

数据结构相关题库及答案

第三章栈和队列 一、判断题： 1、栈和队列都是限制存取点的线性结构(易) 2、栈和队列是两种重要的线性结构。(易) 3、带头结点的单链表形式的队列，头指针F指向队列的头结点，尾指针R指向队列的最后一个结点(易) 4、在对不带头结点的链队列作出队操作时，不会改变头指针的值。(易) 答案：1-4 √√×× 二、选择题： 1、一个栈的入栈序列a，b，c，d，e，则栈的不可能的输出序列是C____。 A、 edcba B、 decba C、 dceab D、 abcde 2、若已知一个栈的入栈序列是1，2，3，…，n，其输出序列为p1，p2，p3，…，pn，若p1=n，则pi 为_C___。 A、 i B、 n=i C、 n-i+1 D、不确定 3、栈结构通常采用的两种存储结构是_A___。 A、顺序存储结构和链式存储结构 B、散列方式和索引方式 C、链表存储结构和数组 D、线性存储结构和非线性存储结构 4、判定一个顺序栈ST（最多元素为m0）为空的条件是_B___。A、top !=0 B、top= =0 C、top !=m0 D、top= =m0-1 5、判定一个顺序栈ST（最多元素为m0）为栈满的条件是D。A、top！=0 B、top= =0 C、top！=m0 D、top= =m0-1 6、队列操作的原则是( A ) A、先进先出 B、后进先出 C、只能进行插入 D、只能进行删 除 7、向一个栈顶指针为HS的链栈中插入一个s所指结点时，则执行__ _C_。(不带空的头结点) (易) A、HS—＞next=s;9 B、s—＞next= HS—＞next; HS—＞next=s; C、s—＞next= HS; HS=s; D、s—＞next= HS; HS= HS—＞next

体系结构课后习题答案

3.某模型机有10条指令I1～I10，它们的使用频度分别为0.3，0.24，0.16，0.12，0.07，0.04，0.03，0.02， 0.01，0.01。 (1)计算采用等长操作码表示时的信息冗余量。 (2)要求操作码的平均长度最短，试设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。 (3)只有二种码长，试设计平均码长最短的扩展操作码编码并计算平均码长。 (4)只有二种码长，试设计平均码长最短的等长扩展码编码并计算平均码长。 3.(1)采用等长操作码表示时的信息冗余量为33.5%。 (2)操作码的Huffman编码法如表2.2所示，此种编码的平均码长为2.7位。 表2.2 操作码的Huffman编码法、2-5扩展码和2-4等长扩展码编码法 (4)操作码的2-4等长扩展码编码法如表2.2所示，此种编码的平均码长为2.92位。 5.若某机设计有如下格式的指令： 三地址指令12种，一地址指令254种，设指令字的长度为16位，每个地址码字段的位数均为4位。若操作码的编码采用扩展操作码，问二地址指令最多可以设计多少种？ 5.二地址指令最多可以设计48种。 6.一台模型机共有9条指令I1～I9，各指令的使用频度分别为30%，20%，20%，10%，8%，6%，3%，2%，1%。该模型机有8位和16位两种指令字长。8位字长指令为寄存器-寄存器（R-R）二地址类型，16位字长指令为寄存器-存储器（R-M）二地址变址寻址类型。 (1)试设计有二种码长的扩展操作码，使其平均码长最短，并计算此种编码的平均码长。 (2)在(1)的基础上，该机允许使用多少个可编址的通用寄存器？ (3)若采用通用寄存器作为变址寄存器，试设计该机的两种指令格式，并标出各字段的位数。 (4)计算变址寻址的偏移地址范围。 6.(1)操作码的2-5扩展码编码法如表2.3所示，此种编码的平均码长为2.9位。 表2.3 操作码的Huffman编码法和2-4等长扩展码编码法

计算机体系结构课后习题

第1章 计算机系统结构的基本概念 试用实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系。 答：如在设计主存系统时，确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结构。确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等属于计算机实现。 计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。计算机实现是计算机组成的物理实现。一种体系结构可以有多种组成。一种组成可以有多种实现。 计算机系统设计中经常使用的4个定量原理是什么？并说出它们的含义。 答：（1）以经常性事件为重点。在计算机系统的设计中，对经常发生的情况，赋予它优先的处理权和资源使用权，以得到更多的总体上的改进。（2）Amdahl 定律。加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件在系统中所占的重要性。（3）CPU 性能公式。执行一个程序所需的CPU 时间 = IC ×CPI ×时钟周期时间。（4）程序的局部性原理。程序在执行时所访问地址的分布不是随机的，而是相对地簇聚。 计算机系统中有三个部件可以改进，这三个部件的部件加速比为： 部件加速比1=30； 部件加速比2=20； 部件加速比3=10 （1） 如果部件1和部件2的可改进比例均为30%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统加速比才可以达到10？ （2） 如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%，三个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？ 解：（1）在多个部件可改进情况下，Amdahl 定理的扩展： ∑∑+-= i i i n S F F S )1(1 已知S 1＝30，S 2＝20，S 3＝10，S n ＝10，F 1＝，F 2＝，得： ） （）（10/20/0.330/0.30.30.3-11 1033F F +++++= 得F 3＝，即部件3的可改进比例为36%。 （2）设系统改进前的执行时间为T ，则3个部件改进前的执行时间为：（++）T = ，不可改进部分的执行时间为。 已知3个部件改进后的加速比分别为S 1＝30，S 2＝20，S 3＝10，因此3个部件改进后的执行时间为： T T T T T n 045.010 2.020 3.0303.0'=++= 改进后整个系统的执行时间为：Tn = + = 那么系统中不可改进部分的执行时间在总执行时间中占的比例是： 82.0245.02.0=T T 假设某应用程序中有4类操作，通过改进，各操作获得不同的性能提高。具体数据如下表所示： 操作类型 程序中的数量 （百万条指令） 改进前的执行时间 （周期） 改进后的执行时间 （周期）

计算机组成原理和系统结构课后答案概论

1．1 概述数字计算机的发展经过了哪几个代？各代的基本特征是什么？ 略。 1．2 你学习计算机知识后，准备做哪方面的应用？ 略。 1．3 试举一个你所熟悉的计算机应用例子。 略。 1．4 计算机通常有哪些分类方法？你比较了解的有哪些类型的计算机？ 略。 1．5 计算机硬件系统的主要指标有哪些？ 答：机器字长、存储容量、运算速度、可配置外设等。答：计算机硬件系统的主要指标有：机器字长、存储容量、运算速度等。 1．6 什么是机器字长？它对计算机性能有哪些影响？ 答：指CPU一次能处理的数据位数。它影响着计算机的运算速度，硬件成本、指令系统功能，数据处理精度等。 1．7 什么是存储容量？什么是主存？什么是辅存？ 答：存储容量指的是存储器可以存放数据的数量（如字节数）。

它包括主存容量和辅存容量。 主存指的是CPU能够通过地址线直接访问的存储器。如内存等。 辅存指的是CPU不能直接访问，必须通过I/O接口和地址变换等方法才能访问的存储器，如硬盘，u盘等。 1．8 根据下列题目的描述，找出最匹配的词或短语，每个词或短语只能使用一次。 （1）为个人使用而设计的计算机，通常有图形显示器、键盘和鼠标。 （2）计算机中的核心部件，它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。 （3）计算机的一个组成部分，运行态的程序和相关数据置于其中。 （4）处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。 （5）嵌入在其他设备中的计算机，运行设计好的应用程序实现相应功能。 （6）在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。（7）管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 （8）将高级语言翻译成机器语言的程序。

计算机体系结构课后习题原版答案 张晨曦著

第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 解释下列术语 层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。这些层次依次为：微程序机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，高级语言机器级，应用语言机器级等。 虚拟机：用软件实现的机器。 翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。 解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。 计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。 透明性：在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。 计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。 系统加速比：对系统中某部分进行改进时，改进后系统性能提高的倍数。 Amdahl定律：当对一个系统中的某个部件进行改进后，所能获得的整个系统性能的提高，受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。 程序的局部性原理：程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对地簇聚。包括时间局部性和空间局部性。 CPI：每条指令执行的平均时钟周期数。 测试程序套件：由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序，用来测试计算机在各个方面的处理性能。 存储程序计算机：冯·诺依曼结构计算机。其基本点是指令驱动。程序预先存放在计算机存储器中，机器一旦启动，就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序，自动完成由程序所描述的处理工作。 系列机：由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。 软件兼容：一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上运行。差别只是执行时间的不同。 向上（下）兼容：按某档计算机编制的程序，不加修改就能运行于比它高（低）档的计算机。向后（前）兼容：按某个时期投入市场的某种型号计算机编制的程序，不加修改地就能运行于在它之后（前）投入市场的计算机。 兼容机：由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。 模拟：用软件的方法在一台现有的计算机（称为宿主机）上实现另一台计算机（称为虚拟机）的指令系统。 仿真：用一台现有计算机（称为宿主机）上的微程序去解释实现另一台计算机（称为目标机）的指令系统。 并行性：计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。只要在时间上相

数据结构试题及答案

第一章概论 一、选择题 1、研究数据结构就是研究（Ｄ）。 Ａ. 数据的逻辑结构?B。数据的存储结构 C。数据的逻辑结构和存储结构?D．数据的逻辑结构、存储结构及其基本操作(研究非数值计算的程序设计问题中，计算机操作对象以及他们之间的关系和操作) 2、算法分析的两个主要方面是（Ａ）。 A．空间复杂度和时间复杂度???B。正确性和简单性 C。可读性和文档性D．数据复杂性和程序复杂性 3、具有线性结构的数据结构是（ D ）。(线性结构就是：在非空有限集合中，存在为一个被称为第一个的数据元素和最后一个元素,有除了第一个元素，集合中每一个元素均只有一个前驱，除了最后一个元素有唯一后继)（链表、栈、队列、数组、串） A. 图Ｂ. 树??C．广义表(线性表的推广) D．栈 4、计算机中的算法指的是解决某一个问题的有限运算序列,它必须具备输入、输出、（ B ）等5个特性。 Ａ．可执行性、可移植性和可扩充性? B. 可执行性、有穷性和确定性 C。确定性、有穷性和稳定性??? D. 易读性、稳定性和确定性 5、下面程序段的时间复杂度是( C ）。 for(i=0；i

数据结构题库汇总

数据结构习题 习题一 一、选择题 1、算法分析的两个主要方面是：（） A．正确性和简明性B．时间复杂度和空间复杂度 C．数据复杂性和程序复杂性D．可读性和文档性 2、在数据结构中，从逻辑上可以把数据结构分成（）。 A．动态结构和静态结构 B．紧凑结构和非紧凑结构 C．线性结构和非线性结构 D．逻辑结构和存储结构 3、计算机算法具备输入、输出和（）等5个特性： A．有穷性、确定性和稳定性B．可行性、可移植性和可扩充性 C．有穷性、确定性和可行性D．易读性、稳定性和安全性 4、算法分析的目的是（）。 A．找出算法的合理性 B．研究算法的输人与输出关系 C．分析算法的有效性以求改进 D．分析算法的易懂性 二、填空题 1、数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的以及它们之间的和运算等的学科。 2、线性结构中元素之间存在的关系，树形结构中元素之间存在的关系， 图形结构中元素之间存在的关系。 3、________是数据不可分割的最小单元，是具有独立含义的最小标识单位。例如构成一个数据元素的字段、域、属性等都可称之为________。 4、数据的________指数据元素及其关系在计算机存储器内的表示。_________是逻辑结构在计算机里的实现，也称之为映像。 5、所谓算法（Algorithm）是对特定问题求解方法和步骤的一种描述，它是指令的一组__________，其中每个指令表示一个或多个操作。 三、问答题 1、用大O形式写出下面算法的时间复杂度： i＝0； s=0； while(s＜n） ｛ i++; s+=i; ｝ 2、写出以下算法的时间复杂度： for（i＝0; i＜m; i＋＋） for（j＝0 ; j＜t; j＋＋） c[i][j]=0； for（i=0；i＜m；i＋＋） for（j=o; j

数据结构试卷及答案压缩版

《数据结构》试卷及答案 1．算法分析的目的是( )。 A.找出数据结构的合理性 B.研究算法中输入和输出的关系 C.分析算法的效率以求改进 D.分析算法的易懂性和文档性 2．（）是具有相同特性数据元素的集合，是数据的子集。 A.数据符号 B.数据对象 C.数据 D.数据结构 3．用链表表示线性表的优点是( )。 A.便于随机存取 B.花费的存储空间比顺序表少 C.便于插入与删除 D.数据元素的物理顺序与逻辑顺序相同 4．输入序列为（A,B,C,D）不可能的输出有（）。 A.(A,B,C,D) B. (D,C,B,A) C. (A,C,D,B) D . (C,A,B,D) 5．在数组表示的循环队列中，front、rear分别为队列的头、尾指针，maxSize为数组的最大长度，队满的条件是( )。 A. front=maxSize B. (rear+1)%maxSize=front C. rear=maxSize D. rear=front 6．设有串t='I am a good student '，那么Substr(t,6,6)=（）。 A. student B. a good s C. good D. a good 7．设有一个对称矩阵A，采用压缩存储方式，以行序为主序存储a11为第一个元素，其存储地址为1，每个元素占一个地址空间，则a85地址为（）。 A.23 B.33 C.18 D. 40 8．已知广义表LS=(A,(B,C,D),E)运用head和tail函数，取出LS中原子b的运算（）。 A. Gethead(Gethead(LS)) B. Gettail(Gethead(LS)) C. Gethead(Gethead(Gettail(LS))) D. Gethead(Gettail(LS)) 9．若已知一棵二叉树先序序列为ABCDEFG，中序序列为CBDAEGF，则其后序序列为( ) A. CDBGFEA B. CDBFGEA C. CDBAGFE D. BCDAGFE 10．下列存储形式中，( ) 不是树的存储形式。 A.双亲表示法 B.左子女右兄弟表示法 C.广义表表示法 D.顺序表示法 11．对待排序的元素序列进行划分，将其分为左、右两个子序列，再对两个子序列施加同样的排序操作，直到子序列为空或只剩一个元素为止。这样的排序方法是( )。 A.直接选择排序 B.直接插入排序 C.快速排序 D.起泡排序 12．采用折半查找方法进行查找，数据文件应为（），且限于（）。