1、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
2、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
3、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： 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。 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
4、，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，q 0，B，F） （1.1）其中：Q：图灵机状态的有穷集合。：输入符号的有穷集合，不包含空白符。：带符号的完整集合； 是 的子集，有 。：转移函数。（q，X）的参数是状态 q 和带符号 X。 (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 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
5、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
6、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
7、=（ 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）11001100100 =（ 1100110000 ）（4）110011001000 =（ 11001 ）9写出下列真值对应的原码、反码和补码：（1）X=-1110011B（2）X=-7
8、1D（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 =01001001B 10写出符号数 10110101B 的反码和补码。答：10110101 反 = 11001010B10110101补 = 11001011B11. 已知 X 和 Y 的真值，求X+Y 补 =? X+Y=？（1）X=-1110111B Y=+1011010B（2）X=56 Y=-
9、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）1011011011010110 = （ 10010110 ）（2）01011001B10010110 = （ 11011111 ）（3）（4）11110111B 10001000 =（ 011111111 ）14若“与门”的3位输入信号分别为1、0、1，则该
10、“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 ）&A1234 Y&A1234 Y（ a） 1A1234 YA1234 Y 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
11、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（ 1260 MB ）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
12、信息的位数称为总线的（ 宽度 ） 。9PCIE 属于（ 系统 ）总线标准，而 SATA 则属于（ 硬盘接口 ）标准。10CPU 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（ 19
13、6004 ）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
14、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 DFTP 服务器E双绞线 FUSB 线 G通信卫星 H电话线I网络交换机 J路由器 K键盘 LU 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
15、，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
16、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
17、这个结果你能得到什么结论？参考答案：总成本=(500*499)/2*50*104=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，
18、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？哪一种网络应用模式对所有主机的要求是等同的？参考答案：B/S 模式对客户端的要求最低。 P2P 模式对所有主机的要求是等同的。10因特网的体系结构是怎样的？画出因特网体系结构的层次图，并在图上标注每层的名字。参考答案：因特网采用了 TCP/IP 协议，因此其体系结构与 T
19、CP/IP 体系结构是相同的。因特网体系结构的层次及每层的名字请参考 4.1.3 节中“4.TCP/IP 协议及其体系结构”小节中的内容。11说出一个生活中使用分层思想的案例，并对其中的分层机制进行简要的叙述。参考答案：邮政系统，其分层结构如下图所示。其中发信人和收信人所在的层次类似于 TCP/IP 的应用层，本层负责通信双方对通信内容和表现形式的理解和表达；邮局所在的层次类似于 TCP/IP 的传输层和网际层，本层负责信件的接收和投递；运输系统所在的层次类似于 TCP/IP 的网络接口层，本层负责信件的传送。12网络协议的关键要素包括语法、 （ ）和（ ） 。参考答案：语义，时序13.中国一
20、家公司的经理要与德国一家公司的经理进行商务谈判。请将谈判过程的机制用层次结构表示，给每个层次用一个贴切的词汇命名，说明每个层次的功能和对等层之间的协议是什么，最后详细描述在这种机制下的商谈过程。已知条件如下：（1）谈判策略已经由双方的董事会各自确定，由双方的经理亲自掌握。（2）中方经理不懂德语，德方经理也不懂汉语，但双方都可以聘请翻译人员。（3）翻译人员只负责语言翻译，不涉及商务（4）双方的通信手段只能使用传真，只有秘书会用传真。参考答案：谈判过程的层次结构如下 会话层组织和维护双方的谈判过程，协议是双方之间的商务谈判规则；会话层（ 谈判经理 ）会话层（ 谈判经理 ）表示层（ 翻译 ）表示层（
21、 翻译 ）通信层（ 秘书 ）通信层（ 秘书 ）会话层（ 谈判经理 ）会话层（ 谈判经理 ）表示层（ 翻译 ）表示层（ 翻译 ）通信层（ 秘书 ）通信层（ 秘书 ）商务谈判规则语言翻译规则传真通信规则传真通信线路 表示层提供双方交谈的语言转换服务，保证交谈的内容告诉对方后意义不变，协议是翻译人员之间的语言翻译规则； 通信层提供双方交谈内容的传输服务，协议是传真通信规则。在这种机制下的商谈过程为（假定中方经理先发言）：中方谈判经理根据商务谈判规则表述本方的意愿并告诉中方翻译人员，中方翻译人员将意愿内容翻译成双方认可的中间语言（如英语）提交给中方秘书，中方秘书根据传真通信规则将其发送给德方秘书，德方
22、秘书将收到的用中间语言表达的意愿内容翻译成德语提交给德方经理。德方经理收到中方的意愿后，再根据商务谈判规则表述本方的意愿并告诉德方翻译人员，德方翻译人员将意愿内容翻译成双方认可的中间语言提交给德方秘书，德方秘书根据传真通信规则将其发送给中方秘书，中方秘书将收到的用中间语言表达的意愿内容翻译成汉语提交给中方经理。双方按照以上过程交换本方意愿，直到谈判结束。14一个具有 5 层体系结构的网络，其每一层添加的报文头部长度为 20 字节。假定发送方的用户要传输一份 500 字节的报文给对方（不考虑报文分段） ，物理介质上传输的总位数是多少？网络的传输效率是多少？接收方用户收到的报文长度是多少？参考答案
23、：（1）物理介质上传输的总位数为：500 + (5-1)*20*8 = 4640 位（2）网络的传输效率为：500/580 = 86.2%（3）接收方用户收到的报文长度仍为 500 字节15TCP/IP 参考模型共分为 4 层，分别是（ ） 、 （ ） 、 （ ）和（ ） 。参考答案：应用层，传输层，互联网层（网际层） ，网络接口层16因特网上的每一台主机都有一个惟一的、可识别的主机地址，称做（ ） 。A端口号 B物理地址 CIP 地址 D域名 EMAC 地址参考答案：C17IP 地址是一个（ ）位的二进制数。参考答案：32（IPv4） 、128（IPv6）18以下哪两个 IP 地址属于同一子
24、网（子网掩码为 255.255.192.0）？A150.20.115.133 B150.20.190.2C150.20.192.59 D150.20.215.133参考答案：C 和 D19.一台主机要向 B 类网络（网络地址为 130.1.0.0）中发送广播报文，该报文的目的地址应该是什么？参考答案：130.1.255.25520.用户主机上打开了两个 IE 浏览器窗口，浏览同一个网站的不同网页。该网站的 Web 服务器如何知道将网页发送到哪个 IE 浏览器窗口？参考答案：一台主机打开两个 IE 浏览器窗口时，该主机使用的端口号是不一样的。Web服务器根据主机的 IP 地址和端口号就可以知道将
25、网页发送到哪个 IE 浏览器窗口。21.DNS 系统用于以下哪项任务？（ ）A将 IP 地址转换为 MAC 地址B将域名转换为 MAC 地址C将域名转换为 IP 地址D将 IP 地址转换为 MAC 地址参考答案：C22.一般情况下，通过域名访问一个网站需要访问几次根域名服务器就能查找到该域名服务器的 IP 地址？参考答案：一次23.因特网中的地址有域名、IP 地址和 MAC 地址之分，为什么需要这么多地址？只要其中一种地址行不行？试说明理由。参考答案：需要各种地址的原因请参考教材 4.2.1 的相关内容。（1）域名地址是为了避免记忆非常难记的 IP 地址，所以域名地址不是必需的，但只使用域名地
26、址是不行的。（2）只使用 MAC 地址也是不行的，原因是： MAC 地址是一个平坦地址，不可路由。在路由操作中必须使用具有层次结构的可路由的 IP 地址；网卡绑定到不同的宿主机时，网络必须重新配置。所以必须要有一个不随安装位置的改变而改变的 MAC 地址来标识网络接口；（3）只使用 IP 地址也是不行的，原因是： IP 地址只适用于 TCP/IP 网络，事实上，世界上还有很多采用不同协议的网络，如IPX/SPX、AppleTalk 等，这些网络并不使用 IP 地址；主机改变地点后，网络必须重新配置。所以必须要有 IP 地址来标识这台主机在哪个网络中。24.以太网是如何处理介质访问冲突的？参考答案：请参考教材 4.2.1 节。25.以太网中的主机在发送时为什么还要监听介质？参考答案：因为多台主机同时监听到介质空闲而同时开始发送数据仍会产生冲突。26.以太网中，主机知道介质空闲才会发送数据，为什么发送时还会发生冲突？参考答案：同 25 题。27.局域网设置网关的作用是什么？
