《计算机科学导论》课后练习

2．什么是定点数，它分为哪些种类？
答：所谓定点数，就是指计算机在运算过程中，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：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。
三． 讨论题
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。
�
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。
第2章 计算机基础知识
习题（答案）
一． 选择题

2011年计算机导论修订第二版课后练习答案第一章一、简答题1、什么是计算机？计算机系统是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速的对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。

一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。

2、解释冯·诺依曼所提出的“存储程序”概念。

把程序和数据都以二进制的形式同意存放在存储器中，由机器自动执行。

不同的程序解决不同的问题，实现了计算机通用计算的功能，3、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次以上。

一般计算机可以有市纪委甚至几十位（二进制）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采取存储程序方式工作，即把编号的程序输入计算机，机器便可依次逐条执行，这就使计算机实现了高度的自动化和灵活性。

4、计算机有哪些主要的用途？（1）科学计算（2）数据处理 (3) 实时控制（4）人工智能（5）计算机辅助工程和辅助教育（6）娱乐和游戏5、计算机发展中各个阶段的主要特点是什么？第一代计算机特征是采用电子管作为主要元器件第二代计算机特征是采用晶体管作为主要器件第三代计算机特征是半导体中小规模集成电路第四代计算机特征是大规模和超大规模集成电路6信息化社会的主要特点是什么？1·建立完善的信息基础设施 2·采用先进的信息技术 3·建立广泛的信息产业 4·拥有高素质的信息人才 5·构建良好的信息环境7、信息化社会对计算机人才的素质和知识结构有哪些要求？在信息化社会中所需要的计算机人才是多方位的，不仅需要研究型、设计型的人才，而且需要应用型的人才；不仅需要开发型人才而且需要维护型、服务型、操作型的人才。

第一章绪论1. 和计算机相关的问题.2. 冯.诺依曼模型.3. 第一点:尽管这个模型能够体现现代计算机的功能,但是它的定义太广泛.第二点:而且,并没有清楚地说明基于这个模型的机器能够完成的操作类型和数量.4. 输入数据和程序.5. 存储器,算术逻辑单元,控制单元和输入/输出单元.6. 存储器是用来存储的区域,在计算机处理过程中用来存储数据和程序.7. 算术逻辑单元是进行计算和逻辑判断的地方.8. 控制单元是用来对存储器,算术逻辑单元,输入/输出单元等子系统的操作进行控制的单元.9. 输入子系统负责从计算机外部接受输入数据和程序;输出子系统负责将计算机的处理结果输出到计算机外部.10. 早期的计算机的存储器存储数据.而完成某一任务的程序是通过操作一系列的开关或改变配线系统来实现的.而基于冯.诺依曼模型的计算机的存储器主要用来存储程序及其相应的数据.11.编程在早期的计算机中体现为对系列开关的开闭和配线系统的改变.而冯.诺依曼模型通过详细的第一计算机可以使用的不同指令集,从而使编程变得相对简单.程序员通过组合这些不同的指令来创建任意数量的程序.从而改变了编程的概念.12. B13. C14. A15. B16. D17. C18. D19. C20. A21. D22. A23. C24. D25. D26. D第三章数的表示1. 将十进制转换成二进制,则反复采用底数除法.将要转换的数反复除2,所得余数做为从右往左的数.直到除数为1,作为最左端的数.2. 将所给的二进制的数每个二进制数字分别乘以它的权值,最后将每个二进制位乘以权值后的结果相加即得到相应的十进制数.3. 第N位是2的N-1次幂.4. 第N位是10的N-1次幂.5. 符号加绝对值格式,二进制反码格式和二进制补码格式.6. 计算机定义一个最大的无符号整数的常量,这样,计算机所能存储的无符号整数就介于0到该常量之间.也就定义了一个存值范围.7. 位数分配是指用以表示整数的二进制位数.8. 因为8位的存储单元中,范围最大的无符号整数类型的范围是0~255,256超出其存储范围,在计算机中不能存储.9. 计数和寻址. 10. 溢出. 11. 一样.12. 符号加绝对值:在N位的存储单元中,将该负数忽略其负号,然后转换成N-1位的二进制数,不足位数左边补0.最后在最左边加1.二进制反码:在N位的存储单元中,将该负数忽略其负号,然后转换成N位的二进制数,不足位数左边补0.最后,将其每一位换成它的反码形式.(0->1,1->0).二进制补码: 在N位的存储单元中,将该负数忽略其负号,然后转换成N位的二进制数,不足位数左边补0.最后,将最右边的所有0和首次出现的1保持不变,其余位取反.13. 0在符号加绝对值中的形式有N个0,表+0;最左边为1其右边带上N-1个0,表-0.在二进制反码中的形式有N个0,表+0;N个1,表-0.在二进制补码中的形式有N个0.14. 符号加绝对值可以表示的数的范围:-(2^(N-1)-1) ~ (2^(N-1)-1).二进制反码可以表示的数的范围: -(2^(N-1)-1) ~ (2^(N-1)-1).二进制补码可以表示的数的范围: -2^(N-1) ~ (2^(N-1)-1).15. 最左边一位在符号加绝对值中表示数的正负性.在二进制反码中表示数的正负性.在二进制补码中表示数的正负性.16.~19.*20. C21. A22. D23. D24. B25. C26. D27. D28. C29. D30. D31. C32. B33. D34. ~46*47.例子: 23. 23/2=11…1, 11/2=5…1, 5/2=2…1, 2/2=1…0, 剩1. 即:10111,所以其八位无符号整数即为00010111.48.例子: 41. 41/2=20…1, 20/2=10…0, 10/2=5…0, 5/2=2…1, 2/2=1…0, 剩1.即:101001,所以其16位无符号整数为0000000000101001.49. 例子:-101, 去其负号. 101/2=50…1, 50/2=25…0, 25/2=12…1, 12/2=6…0,6/2=3…0, 3/2=1…1, 剩1. 即:1100101. 其8位符号加绝对值即补足7位,再在最左边加1表负数. 即:11100101.50. 同上.51. 例子:-110, 去其负号, 110/2=55…0, 55/2=27…1, 27/2=13…1, 13/2=6…1,6/2=3…0, 3/2=1…1, 剩1. 即:1101110. 其16位无符号整数位:0000000001101110,二进制反码整数即为:1111111110010001.以下略.方法由上面依此类推.第四章位运算略第五章计算机组成39.A 40.B 41.A 42.D 43.D 44.D 45.C46.A 47.B 48.A 49.(2^34) 50.D 51.A 52.A 53.C 54.B 55.D56.D 57.A 58.B 59.C 60.B 61.B 62.A 63.C 64.B 65.D66.C 67.D 68.D 69.C 70.C 71.A 72.C 73.B 74.C 75.B76.A 77.C第六章计算机网络1. 模型是标准化组织制定的用于网络设计的指南；协议是用于控制网络或交互式网络种不同设备间交互的一系列规则。

大学计算机根底课课本计算机科学导论课后答案以下答案多方资料做的，仅供参考。

第一章绪论1. 和计算机相关的问题.2. 冯.诺依曼模型.3. 第一点:尽管这个模型能够表达现代计算机的功能,但是它的定义太广泛. 第二点:而且,并没有清楚地说明基于这个模型的机器能够完成的操作类型和数量.4. 输入数据和程序.5. 存储器,算术逻辑单元,控制单元和输入/输出单元.6. 存储器是用来存储的区域,在计算机处理过程中用来存储数据和程序.7. 算术逻辑单元是进行计算和逻辑判断的地方.8. 控制单元是用来对存储器,算术逻辑单元,输入/输出单元等子系统的操作进行控制的单元.9. 输入子系统负责从计算机外部接受输入数据和程序;输出子系统负责将计算机的处理结果输出到计算机外部.10. 早期的计算机的存储器存储数据.而完成某一任务的程序是通过操作一系列的开关或改变配线系统来实现的.而基于冯.诺依曼模型的计算机的存储器主要用来存储程序及其相应的数据.11.编程在早期的计算机中表达为对系列开关的开闭和配线系统的改变.而冯.诺依曼模型通过详细的第一计算机可以使用的不同指令集,从而使编程变得相对简单.程序员通过组合这些不同的指令来创立任意数量的程序. 12. B 13. C 14. A 15. B 16. D从而改变了编程的概念.17. C 18. D 19. C 20. A 21. D 22. A 23. C 24. D 25. D 26. D第二章略第三章数的表示1. 将十进制转换成二进制,那么反复采用底数除法.将要转换的数反复除2,所得余数做为从右往左的数.直到除数为1,作为最左端的数.2. 将所给的二进制的数每个二进制数字分别乘以它的权值,最后将每个二进制位乘以权值后的结果相加即得到相应的十进制数. 3. 第N位是2的N-1次幂.4. 第N位是10的N-1次幂.5. 符号加绝对值格式,二进制反码格式和二进制补码格式.6. 计算机定义一个最大的无符号整数的常量,这样,计算机所能存储的无符号整数就介于0到该常量之间.也就定义了一个存值范围.7. 位数分配是指用以表示整数的二进制位数.8. 因为8位的存储单元中,范围最大的无符号整数类型的范围是0~255,256超出其存储范围,在计算机中不能存储. 9. 计数和寻址.10. 溢出. 11. 一样.12. 符号加绝对值:在N位的存储单元中,将该负数忽略其负号,然后转换成N-1位的二进制数,缺乏位数左边补0.最后在最左边加1.二进制反码:在N位的存储单元中,将该负数忽略其负号,然后转换成N位的二进制数,缺乏位数左边补0.最后,将其每一位换成它D 31. C 32. B 33. D 34. ~46* 47.例子: 23. 23/2=11…1, 11/2=5…1, 5/2=2…1, 2/2=1…0, 剩1. 即:10111,所以其八位无符号整数即为00010111.48.例子: 41. 41/2=20…1, 20/2=10…0, 10/2=5…0, 5/2=2…1, 2/2=1…0, 剩1. 即:101001,所以其16位无符号整数为0000000000101001.49. 例子:-101, 去其负号. 101/2=50…1, 50/2=25…0, 25/2=12…1,12/2=6…0, 6/2=3…0, 3/2=1…1, 剩1. 即:1100101. 其8位符号加绝对值即补足7位,再在最左边加1表负数. 即:11100101. 50. 同上.51. 例子:-110, 去其负号, 110/2=55…0, 55/2=27…1, 27/2=13…1,13/2=6…1, 6/2=3…0, 3/2=1…1, 剩1. 即:1101110. 其16位无符号整数位:0000000001101110,二进制反码整数即为:以下略.方法由上面依此类推.第四章位运算略第五章计算机组成39.A 40.B41.A 42.D 43.D 44.D 45.C 46.A 47.B 48.A 49.(2")50.D51.A 52.A 53.C 54.B 55.D 56.D 57.A 58.B 59.C 60.B61.B 62.A 63.C 64.B 65.D 66.C 67.D 68.D 69.C 70.C 71.A 72.C 73.B 74.C 75.B 76.A 77.C第六章计算机网络1.模型是标准化组织制定的用于网络设计的指南；协议是用于控制网络或交互式网络种不同设备间交互的一系列规那么。

Chapter 1 练习复习题1.定义一个基于图灵模型的计算机。

答：Turing proposed that all kinds of computation could be performed by a special kind of a machine. He based the model on the actions that people perform when involved in computation. He abstracted these actions into a model for a computational machine that has really changed the world.图灵模型假设各种各样的运算都能够通过一种特殊的机器来完成，图灵机的模型是基于各种运算过程的。

图灵模型把运算的过程从计算机器中分离开来，这确实改变了整个世界。

2.定义一个基于冯·诺伊曼模型的计算机。

答：The von Neumann Model defines the components of a computer, which are memory, the arithmetic logic unit (ALU), the control unit and the input/output subsystems.冯·诺伊曼模型定义了计算机的组成，它包括存储器、算术逻辑单元、控制单元和输入/输出系统。

3.在基于图灵模型的计算机中，程序的作用是什么？答：Based on the Turing model a program is a set of instruction that tells the computer what to do.基于图灵模型的计算机中程序是一系列的指令，这些指令告诉计算机怎样进行运算。

4.在基于冯·诺伊曼模型的计算机中，程序的作用是什么？答：The von Neumann model states that the program must be stored in the memory. The memory of modern computers hosts both programs and their corresponding data. 冯·诺伊曼模型的计算机中，程序必须被保存在存储器中，存储程序模型的计算机包括了程序以及程序处理的数据。

课后自测-99.1 自测练习一、判断题1.数据数据管理技术发展经过人工管理、文件系统和数据库系统三个阶段，其中数据独立最高的阶段是文件系统阶段。

2.在数据管理的人工管理阶段，数据由人单独保存，数据和程序是分离的。

3.在文件系统中，不容易做到数据共享，而在数据库系统中，容易做到数据共享。

4.在文件管理阶段，文件之间是相互联系的，在数据库管理阶段，文件之间是相互独立的。

5.数据结构化是数据库系统与文件系统的本质区别之一。

6.数据的独立性是指不同用户使用的数据彼此无关。

7.数据库数据具有永久存储、有组织、可共享三个基本特点。

8.一般而言，数据库中的数据是没有冗余的，这是数据库的一大特点。

9.数据库系统中的数据冗余度越低，保证数据的一致性就越困难。

10.在说明数据库数据结构时，不但要描述数据本身的特点，同时还要指出数据之间的联系。

11.E-R模型是对现实世界的一种抽象，主要成分是实体、属性和联系。

12.E-R模型用来表示数据模型。

13.学生实体和课程实体之间存在一对多的联系。

14.数据库系统的全局概念结构独立于具体的计算机和DBMS。

15.概念数据模型依赖于具体计算机系统，它描述实体信息在计算机系统的表示。

16.概念模型确定后，数据模型还可以选择。

17.关系模型是一种概念模型。

18.数据结构描述的是系统的静态特性。

19.层次数据模型用树形结构表示数据，因此无法表示多对多的联系。

20.目前，在数据库系统中，使用最广泛的数据模型是面向对象模型。

21.在关系数据模型中，实体与实体之间的联系也是用关系来表示。

22.两个关系中元组的内容完全相同，但顺序不同，则它们是不同的关系。

23.在关系中，元组的顺序是无关紧要的。

24.两个关系的属性相同，但顺序不同，则两个关系的结构是相同的。

25.存储在计算机内有结构的相关数据的集合称为数据库。

26.数据库是存放数据的仓库，它可以随意存放各种不同格式的数据。

27.数据库系统的核心是数据库管理员。

课后自测-11.1 自测练习一、判断题1.开发新一代智能型计算机的目标是完全替代人类的智力劳动。

2.计算机具有“记忆”和“逻辑”判断的能力。

3.计算机区别于其它工具的本质特点是具有逻辑判断的能力。

4.集成电路是20世纪的重大发明之一，在此基础上出现了世界上第一台计算机ENIAC。

5.微型计算机属于第4代计算机。

6.第三代计算机以超大规模集成电路为基本逻辑组件。

7.计算机的分类方法有多种，按照计算机的性能、用途和价格来分类，台式机和便携机均属于传统的小型计算机。

8.我国的“银河”机为超级微型计算机。

9.电子计算机的发展已经经历了四代，第一代的电子计算机都不是按照存储程序和程序控制原理设计的。

10.完整的计算机系统必须包含硬件系统和软件系统。

11.随着大规模集成电路技术和软件硬化的发展，以后计算机系统只需要硬件就能实现所有功能。

12.运算器的主要功能是进行算术运算和逻辑运算。

13.对计算机RAM中的信息进行读、写操作时，主机必须通电。

14.输入设备是用来向计算机输入命令、程序和数据信息的设备。

15.软件就是程序，软件产品的维护手册和用户使用指南等不属于计算机软件的组成部分。

16.所有存储在存储介质上的数字作品都是计算机软件。

17.计算机必须借助操作系统才能正常工作。

18.由Microsoft公司开发的Windows和Microsoft Office 2000软件属于系统软件。

19.目前，电子计算机的功能已超出“计算”的范围，实质上它是一种信息处理机。

20.CAD指的是计算机辅助设计。

二、填空题1.英国数学家图灵在1936年提出了对数字计算机具有深远影响的。

匈牙利裔科学家冯.诺依曼提出了数字计算机的。

2.计算机的主要特点有、、具有记忆能力、具有逻辑判断能力。

3.计算机能够完成的基本操作包括____________、____________、____________和____________。

4.计算机最早的应用领域是。

第一章绪论1. 和计算机相关的问题.2. 冯.诺依曼模型.3. 第一点:尽管这个模型能够体现现代计算机的功能,但是它的定义太广泛.第二点:而且,并没有清楚地说明基于这个模型的机器能够完成的操作类型和数量.4. 输入数据和程序.5. 存储器,算术逻辑单元,控制单元和输入/输出单元.6. 存储器是用来存储的区域,在计算机处理过程中用来存储数据和程序.7. 算术逻辑单元是进行计算和逻辑判断的地方.8. 控制单元是用来对存储器,算术逻辑单元,输入/输出单元等子系统的操作进行控制的单元.9. 输入子系统负责从计算机外部接受输入数据和程序;输出子系统负责将计算机的处理结果输出到计算机外部.10. 早期的计算机的存储器存储数据.而完成某一任务的程序是通过操作一系列的开关或改变配线系统来实现的.而基于冯.诺依曼模型的计算机的存储器主要用来存储程序及其相应的数据.11.编程在早期的计算机中体现为对系列开关的开闭和配线系统的改变.而冯.诺依曼模型通过详细的第一计算机可以使用的不同指令集,从而使编程变得相对简单.程序员通过组合这些不同的指令来创建任意数量的程序.从而改变了编程的概念.12. B13. C14. A15. B16. D17. C18. D19. C20. A21. D22. A23. C24. D25. D26. D第三章数的表示1. 将十进制转换成二进制,则反复采用底数除法.将要转换的数反复除2,所得余数做为从右往左的数.直到除数为1,作为最左端的数.2. 将所给的二进制的数每个二进制数字分别乘以它的权值,最后将每个二进制位乘以权值后的结果相加即得到相应的十进制数.3. 第N位是2的N-1次幂.4. 第N位是10的N-1次幂.5. 符号加绝对值格式,二进制反码格式和二进制补码格式.6. 计算机定义一个最大的无符号整数的常量,这样,计算机所能存储的无符号整数就介于0到该常量之间.也就定义了一个存值范围.7. 位数分配是指用以表示整数的二进制位数.8. 因为8位的存储单元中,范围最大的无符号整数类型的范围是0~255,256超出其存储范围,在计算机中不能存储.9. 计数和寻址. 10. 溢出. 11. 一样.12. 符号加绝对值:在N位的存储单元中,将该负数忽略其负号,然后转换成N-1位的二进制数,不足位数左边补0.最后在最左边加1.二进制反码:在N位的存储单元中,将该负数忽略其负号,然后转换成N位的二进制数,不足位数左边补0.最后,将其每一位换成它的反码形式.(0->1,1->0).二进制补码: 在N位的存储单元中,将该负数忽略其负号,然后转换成N位的二进制数,不足位数左边补0.最后,将最右边的所有0和首次出现的1保持不变,其余位取反.13. 0在符号加绝对值中的形式有N个0,表+0;最左边为1其右边带上N-1个0,表-0.在二进制反码中的形式有N个0,表+0;N个1,表-0.在二进制补码中的形式有N个0.14. 符号加绝对值可以表示的数的范围:-(2^(N-1)-1) ~ (2^(N-1)-1).二进制反码可以表示的数的范围: -(2^(N-1)-1) ~ (2^(N-1)-1).二进制补码可以表示的数的范围: -2^(N-1) ~ (2^(N-1)-1).15. 最左边一位在符号加绝对值中表示数的正负性.在二进制反码中表示数的正负性.在二进制补码中表示数的正负性.16.~19.*20. C21. A22. D23. D24. B25. C26. D27. D28. C29. D30. D31. C32. B33. D34. ~46*47.例子: 23. 23/2=11…1, 11/2=5…1, 5/2=2…1, 2/2=1…0, 剩1. 即:10111,所以其八位无符号整数即为00010111.48.例子: 41. 41/2=20…1, 20/2=10…0, 10/2=5…0, 5/2=2…1, 2/2=1…0, 剩1.即:101001,所以其16位无符号整数为0000000000101001.49. 例子:-101, 去其负号. 101/2=50…1, 50/2=25…0, 25/2=12…1, 12/2=6…0,6/2=3…0, 3/2=1…1, 剩1. 即:1100101. 其8位符号加绝对值即补足7位,再在最左边加1表负数. 即:11100101.50. 同上.51. 例子:-110, 去其负号, 110/2=55…0, 55/2=27…1, 27/2=13…1, 13/2=6…1,6/2=3…0, 3/2=1…1, 剩1. 即:1101110. 其16位无符号整数位:0000000001101110,二进制反码整数即为:1111111110010001.以下略.方法由上面依此类推.第四章位运算略第五章计算机组成39.A 40.B 41.A 42.D 43.D 44.D 45.C46.A 47.B 48.A 49.(2^34) 50.D 51.A 52.A 53.C 54.B 55.D56.D 57.A 58.B 59.C 60.B 61.B 62.A 63.C 64.B 65.D66.C 67.D 68.D 69.C 70.C 71.A 72.C 73.B 74.C 75.B76.A 77.C第六章计算机网络1. 模型是标准化组织制定的用于网络设计的指南；协议是用于控制网络或交互式网络种不同设备间交互的一系列规则。

第3章程序设计语言习题一、选择题1. A2. A3. D4. A5. AB6. C7.D8.C9.D 10. D11.ABCD 12.B 13.A 14.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。

或者程序＝算法＋数据结构。

2. 简述程序设计语言的发展阶段。

经历了机器语言、汇编语言和高级语言三个发展阶段。

机器语言又称面向机器的语言，是特定的计算机硬件系统所固有的语言，是CPU唯一能够真正不经过翻译而直接识别和执行的语言。

相比而言，其他任何语言编写的程序都必须最终转换成机器语言以后才能在CPU上执行。

由于二进制编码形式的机器指令不便于记忆和使用，人们很快引入了便于记忆、易于阅读和理解、由英文单词或其缩写符号表示的指令，称为汇编指令，又称符号指令或助记符。

利用汇编指令编写得到的程序称为汇编语言程序。

通过引入汇编语言，在一定程度上解决了低级语言程序设计的问题，之后又出现了程序的“可移植性”问题，即程序员编写的源程序如何从一台计算机方便地转移到另一台计算机上执行。

为了解决这个问题，人们引入了高级语言。

高级语言是一种利用意义比较直观的各种“单词”和“公式”，按照一定的“语法规则”来编写程序的语言，又称为程序设计语言或算法语言。

高级语言之所以“高级”，是因为高级语言把很多硬件上复杂费解的概念抽象化了，从而使得程序员可以绕开复杂的计算机硬件的问题、无需了解计算机的指令系统，就能完成程序设计的工作。

3. 简述程序设计过程的一般步骤。

程序设计的过程一般有四个步骤。

（1）分析问题在着手解决问题之前，应该通过分析，充分理解问题，明确原始数据、解题要求、需要输出的数据及形式等。

（2）设计算法算法是解题的过程。

首先集中精力于算法的总体规划，然后逐层降低问题的抽象性，逐步充实细节，直到最终把抽象的问题具体化成可用程序语句表达的算法。

这是一个自上而下、逐步细化的过程。

（3）编码利用程序设计语言表示算法的过程称为编码。

1964 年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机 119 机研制成功(如图 1.4 所示)， 平均浮点运算速度达到 5 万次/每秒。 (3) 第二代晶体管计算机研制(1965—1972) 1965 年研制成功的我国第一台大型晶体管计算机(109 乙机，共用 2 万多支晶体管，3 万多 支二极管)。对 109 乙机加以改进，两年后又推出 109 丙机，为用户运行了 15 年，有效算题时 间 10 万小时以上，在我国两弹试验中发挥了重要作用，被用户誉为“功勋机” 。 同时华北计算所先后研制成功 108 机、108 乙机(DJS-6)、121 机(DJS-21)和 320 机(DJS-6)， 并在 738 厂等五家工厂生产。哈军工(国防科大前身)于 1965 年 2 月成功推出了 441B 晶体管计 算机并小批量生产了 40 多台。
1
4. 第四代计算机(1972 年至今) 其主要特征是使用了大规模和超大规模集成电路，使计算机沿着两个方向飞速向前发展。 一方面，利用大规模集成电路制造多种逻辑芯片，组装出大型、巨型计算机，使运算速度向每 秒十万亿次、百万亿次及更高速度发展，存储容量向百兆、千兆字节发展，巨型机的出现，推 动了许多新兴学科的发展。另一方面，利用大规模集成电路技术，将运算器、控制器等部件集 成在一个很小的集成电路芯片上，从而出现了微处理器。微型计算机、笔记本型和掌上型等超 微型计算机的诞生是超大规模集成电路应用的直接结果，并使计算机很快进入到寻常百姓家。 完善的系统软件、丰富的系统开发工具和商品化的应用程序的大量涌现，以及通信技术和计算 机网络的飞速发展，使得计算机进入了一个快速发展的阶段。 现在很多国家正在研制新一代的计算机，新一代计算机将是微电子技术、光学技术、超导 技术、电子仿生技术等多学科相结合的产物。它能进行知识处理、自动编程、测试和排错，以 及用自然语言、图形、声音和各种文字进行输入和输出。新一代计算机的研究目标是打破计算 机现有的体系结构，使得计算机能够具有像人那样的思维、推理和判断能力。已经实现的非传 统计算技术有超导计算、量子计算、生物计算、光计算等。未来的计算机可能是超导计算机、 量子计算机、生物计算机、光计算机、纳米计算机或 DNA 计算机等。 2. 简述中国计算机的发展历程。 1. 华罗庚和我国第一个计算机科研小组 华罗庚教授是我国计算技术的奠基人和最主要的开拓者之一。当冯·诺依曼开创性地提出并 着手设计 EDVAC 时，正在美国 Princeton 大学工作的华罗庚教授参观过他的实验室，并经常与 他讨论有关学术问题。1952 年，全国大学院系进行调整，他从清华大学电机系物色了闵乃大、 夏培肃和王传英三位科研人员，在他担任所长的中国科学院数学所内建立了中国第一个电子计 算机科研小组。1956 年，在筹建中科院计算技术研究所时，华罗庚教授担任筹备委员会主任。 2. 第一代电子管计算机研制(1958—1964) 我国从 1957 年开始研制通用数字电子计算机，1958 年 8 月 1 日该机研制成功，可以表演 短程序运行，标志着我国第一台电子计算机诞生。为纪念这个日子，该机定名为八一型数字电 子计算机。该机在 738 厂开始小量生产，改名为 103 型计算机(即 DJS-1 型)，共生产 38 台。 1958 年 5 月我国开始了第一台大型通用电子计算机(104 机)研制(如图 1.2 所示)，以前苏联 当时正在研制的 БЭСМ-II 计算机为蓝本， 在前苏联专家的指导帮助下， 中科院计算所、 四机部、 七机部和部队的科研人员与 738 厂密切配合，于 1959 年国庆节前完成了研制任务。 在研制 104 机同时， 夏培肃院士领导的科研小组首次自行设计于 1960 年 4 月研制成功一台 小型通用电子计算机，即 107 机

数据运算After reading this chapter, the reader should be able to:三类主要运算位的逻辑运算移位运算（逻辑移位和算术移位）补码形式数据的运算浮点格式数据的运算数据运算的类型●算术运算●移位运算●逻辑运算4.1LOGICALOPERATIONS逻辑运算非与或异或一元和二元运算位层次上的逻辑运算模式层次上的逻辑运算N位N位Example请给出10011000的非运算结果。

SolutionTarget 1 0 0 1 1 0 0 0NOT------------------Result 0 1 1 0 0 1 1 1AND operator与运算Example请给出10011000和00110101与运算的结果。

SolutionTarget 1 0 0 1 1 0 0 0AND0 0 1 1 0 1 0 1------------------Result 0 0 0 1 0 0 0 0OR operator或运算Example请给出10011000 和00110101的或运算结果。

SolutionTarget 1 0 0 1 1 0 0 0OR0 0 1 1 0 1 0 1------------------Result 1 0 1 1 1 1 0 1XOR operator异或运算符Example请给出10011000 和00110101的异或运算结果SolutionTarget 1 0 0 1 1 0 0 0XOR0 0 1 1 0 1 0 1------------------Result 1 0 1 0 1 1 0 1应用：修改位模式（1/2）（1）求反：用NOT运算，例如原码、补码、反码之间的互相转换时；（2）使指定的位复位（置0）：用AND运算，例如与设定的数据（掩码）做与运算，可以使另一个数据的指定位复位，其它位保持不变；（3）给指定位置位（置1）：用OR运算，例如与掩码做或运算，可以使另一个数据的指定位置1，其它位保持不变；应用：修改位模式（2/2）（4）使指定的位反转（变为相反的值）：用XOR运算，例如与掩码做异或运算，可以使另一个数据的指定位求反，其它位保持不变；利用掩码复位的示例Example设想一个电厂使用8台水泵给一城市供水。

第1章概述习题(答案)一．选择题1. D2. B3. CD4. C5. ABC6. A7. B8. B9. ABCD 10. ABCDE二．简答题1．什么是计算机系统？计算机系统是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统，由计算机硬件系统和计算机软件系统两大部分组成。

2．请解释冯•诺依曼所提出的“存储程序”概念。

把程序和数据都以二进制的形式统一存放在存储器中，由机器自动执行。

不同的程序解决不同的问题，实现了计算机通用计算的功能。

3．控制器的主要功能是什么？控制器基本功能就是从内存中取出指令和执行指令，即控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码，然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令，执行该指令。

另外，控制器在工作过程中，还要接受各部件反馈回来的信息。

4．简述CPU和主机的概念。

通常把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器，又称CPU(Central Processing Unit)。

通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机，也可以说主机是由CPU与内存储器组成的，而主机以外的装置称为外部设备，外部设备包括输入/输出设备，外存储器等。

5．什么是计算机软件？计算机软件的分类有哪些？软件是指用来指挥计算机运行的各种程序的总和以及开发、使用和维护这些程序所需的技术文档。

计算机软件系统分为系统软件和应用软件。

计算机系统软件由操作系统、语言处理系统、以及各种软件工具等组成，指挥、控制计算机硬件系统按照预定的程序运行、工作，从而达到预定的目标。

应用软件是用户利用计算机软、硬件资源为解决各类应用问题而编写的软件，包括用户程序及其说明性文件资料。

6．计算机有哪些主要的特点？(1)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(二进制)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。

(3) 问题的边界应该清晰明确。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。
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(源程序)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(机器语言)，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(目标程序代码)。
第6章 程序设计与算法分析
习题(答案)
一、选择题
1. A 2. D 3. A 4. C 5. D
6. B 7. B 8. D 9. ABCD 10. D
11. C 12. A 13. B 14. D 15. 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。
答：语法分析是编译过程的第二个阶段，任务是在词法分析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：
(1) 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。

第5章算法与复杂性习题一、选择题1. B2. D3. C4. A5. B6. B7. D8.B9.C 10.A11.A 12.C 13.A 14.A二、简答题1．什么是算法，算法的特性有哪些？答：“算法(Algorithm)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：(1) 有穷性(可终止性)：一个算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。

(2) 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。

(3) 有效性(可执行性)：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。

(4) 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。

2．什么是算法的时间复杂度和空间复杂度，如何表示？答：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(n)，其中，n代表求解问题的规模。

算法的空间复杂度(Space 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(n)，其中，n代表求解问题的规模。

时间复杂度和空间复杂度同样，引入符号“O”来表示T(n)、S(n)与求解问题规模n之间的数量级关系。

3．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：4．简述算法设计的策略。

答：作为实现计算机程序实现时解决问题的方法，算法研究的内容是解决问题的方法，而不是计算机程序的本身。

一个优秀的算法可以运行在比较慢的计算机上，但一个劣质的算法在一台性能很强的计算机上也不一定能满足应用的需要，因此，在计算机程序设计中，算法设计往往处于核心地位。

要想充分理解算法并有效地应用于实际问题，关键是对算法的分析。

通常可以利用实验对比分析、数学方法来分析算法。

实验对比分析很简单，两个算法相互比较，它们都能解决同一问题，在相同环境下，一般就会认为哪个算法的速度快这个算法性能更好。

计算机科学导论(本)第一章习题答案1. 什么是计算机科学？计算机科学是研究计算机原理、功能、性能和实现，并解决与计算机相关的问题的学科。

2. 计算机科学的发展历史有哪些重要阶段？计算机科学的发展历史可以分为以下几个重要阶段：- 1940年代至1950年代：电子管计算机时代。

研制了世界上第一台通用电子计算机ENIAC。

- 1950年代至1960年代：晶体管计算机时代。

发明了晶体管，使得计算机更加小型化和可靠。

- 1960年代至1970年代：集成电路计算机时代。

发明了集成电路，提高了计算机的性能和可靠性。

- 1970年代至1980年代：微处理器计算机时代。

发明了微处理器，使得个人计算机普及起来。

- 1990年代至今：互联网和移动计算时代。

互联网的兴起和移动计算设备的发展改变了人们的生活方式。

3. 计算机科学包括哪些主要研究领域？计算机科学包括以下主要研究领域：- 算法与数据结构：研究解决问题的方法和数据的组织方式。

- 编程语言与编译技术：研究编程语言的设计和实现方法。

- 操作系统：研究管理计算机硬件和软件资源的系统。

- 数据库与信息管理：研究数据的存储、检索和管理方法。

- 人工智能与机器研究：研究使计算机具备智能的方法和算法。

- 计算机网络与通信：研究计算机之间的通信和网络技术。

- 图形与图像处理：研究图形和图像的生成、处理和分析方法。

4. 什么是编程语言？编程语言是一种用于编写计算机程序的形式语言。

它定义了程序的结构、语法和语义，用于指导计算机执行特定的操作。

5. 编程语言的分类有哪些？编程语言可以根据不同的特性进行分类，主要有以下几种分类方法：- 低级语言和高级语言：低级语言直接操作计算机硬件，高级语言更加抽象。

- 编译型语言和解释型语言：编译型语言在程序执行之前将代码转换为机器语言，解释型语言逐行解释执行。

- 过程式语言和面向对象语言：过程式语言以过程为基本单位，面向对象语言以对象为基本单位。

数据存储After reading this chapter, the reader should be able to :了解计算机内部不同类型数据的不同表示方法理解整数的不同编码表示形式理解浮点数3.2存储数字3.2.1INTEGERREPRESENTATION INTEGER：整数无符号整数格式---没有符号的整数，它的范围介于0到正无穷之间。

范围：0~（2N-1）无符号整数的表示范围# of Bits ---------816Range-------------------------------------0 ~ 255 0 ~ 65,535表示法：（1）首先将整数变成二进制数；（2）如果二进制位数不足N位，则在二进制数的左边补0，使它的总位数为N位。

Example 3.1将7存储在8位存储单元中。

Solution首先将数据转换为二进制---111。

在高位加5个0让数据变成8位---00000111。

最后将数据存入存储单元。

Example 3.2将285存储在16位存储单元中。

00000001 00011110无符号整数的存储示例：在8位机和16位机中Decimal ------------7234258 24,760 1,245,6788-bit allocation------------0000011111101010overflowoverflowoverflow16-bit allocation------------------------------0000000000000111000000001110101000000001000000100110000010111000overflow译解（计算机如何读取并输出无符号整数）：将N位二进制数从二制数系统转换到十进制系统。

Example内存中的无符号整数位串00101011 在输出设备上将显示为什么？43应用：（1）计数；（2）寻址。

第1章概述习题(答案)一．选择题1. D2.C3.D4.B5.A6. B7. CD8.C9.A 10. ABC11.A 12.C 13.B 14.B 15. A16.A 17.C 18.A 19. ABC 20.B21.ABCD 22.C 23. ABCDE二．简答题1．举例说明石子计数的过程早上放10头牛出去，就拿10颗小石子表示，晚上牛回来清数时，就以小石子的数量来逐个进行清点，看看是否一致。

2．简述计算机的发展阶段计算机的出现是20世纪最辉煌的成就之一，按照采用的电子器件划分，计算机大致经历了四个阶段。

1. 第一代计算机(1946—1957)其主要特征是逻辑器件使用了电子管，用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备，用磁鼓或磁带作为外存储器，使用机器语言编程。

第一台计算机需要工作在有空调的房间里，如果希望它处理什么事情，需要把线路重新连接接，把成千上万的线重新焊接。

1949年发明了可以存储程序的计算机，这些计算机使用机器语言编程，可存储信息和自动处理信息，存储和处理信息的方法开始发生革命性的变化。

第一代计算机体积大、运算速度低、存储容量小、可靠性低。

几乎没有什么软件配置，主要用于科学计算。

尽管如此，第一代计算机却奠定了计算机的技术基础，如二进制、自动计算及程序设计等，对以后计算机的发展产生了深远的影响。

其代表机型有：ENIAC、IBM650(小型机)、IBM709(大型机)等。

2. 第二代计算机(1958—1964)其主要特征是使用晶体管代替了电子管，内存储器采用了磁芯体，引入了变址寄存器和浮点运算部件，利用I/O处理机提高了输入输出能力。

这不仅使得计算机的体积缩小了很多，同时增加了机器的稳定性并提高了运算速度，而且计算机的功耗减小，价格降低。

在软件方面配置了子程序库和批处理管理程序，并且推出了Fortran、COBOL、ALGOL等高级程序设计语言及相应的编译程序，降低了程序设计的复杂性。

除应用于科学计算外，它还开始应用在数据处理和工业控制等方面。