第12章习题参考答案

1《大学计算机基础——计算机科学概论》课后习题参考解答第一章一、选择题（一）1.（b）2.（m）3.（g）4.（l）5.（k）6.（f）7.（j）8.（h）9.（c）10.（a）11.（i）12.（e）（二）13.（h）14.（g）15.（f）16.（c）17.（e）18.（d）19.（a）20.（b）二、填空题1．逻辑代数（或布尔代数）2．克劳德·香农3．美，匈牙利，存储程序和程序控制4.计算机设计五原则5.图灵机，图灵测试6.姚期智7.电子管，机器语言、符号语言，ENIAC8.晶体管9.集成电路，IBM36010.运算器，控制器三、简答题1.冯·诺依曼思想的关键：（1）冯·诺依曼结构：计算机采用二进制，不但数据采用二进制，指令也采用二进制；计算机由五部分构成：运算器、控制器、存储器、输入和输出装置。（2）存储程序和程序控制工作原理：程序由指令组成并与数据一起存放在存储器中，所谓“存储程序”；机器按程序指定的逻辑顺序，把指令从存储器中2读出并逐条执行，从而自动完成程序描述的工作，看上去机器是在程序的指挥控制下工作的，即所谓“程序控制”。2.现代电子计算机以ENIAC的问世为标志，至今已经历了四代，目前正向第五代发展，以逻辑元件的更迭为划分依据。下表列出了各代的时间段及特点：起止年代主要元件主要元件图例速度（次/秒）特点与应用领域标志第一代1946年～20世纪50年代末电子管5千～1万次体积巨大，运算速度较低，耗电量大，存储容量小；主要用来进行科学计算ENIAC的诞生第二代20世纪50年代中～20世纪60年代中晶体管几万～几十万次体积减少，耗电较少，运算速度较高，价格下降；不仅用于科学计算，还用于数据处理和事务管理，并逐渐用于工业控制第一台晶体管计算机TRADIC第三代20世纪60年代中～20世纪70年代初中、小规模集成电路几十万～几百万次体积、功耗进一步减少，可靠性和速度进一步提高；应用领域进一步拓展到文字处理、企业管理、自动控制、城市交通管理等方面IBM360第四代20世纪70年代初～至今大规模和超大规模集成电路几千万～几百万亿次性能大幅度提高，价格大幅度下降，广泛应用于社会生活的各个方面，进入办公室和家庭；在办公室自动化、电子编辑排版、数据库管理、图像识别、语音识别、专家系统等领域中大显身手微处理器芯片40043.此题没有完全标准的答案，所谓仁者见仁、智者见智，以下只是参考答案。笔者认为分析机的失败主要有两点原因：（1）巴贝奇的奇思妙想太过超前，超越了时代。当时是19世纪30年代，蒸汽机时代（第二子工业革命）大约在30年以后才到来，所以当时人们制造机器都是使用齿轮、砝码、链条等纯机械零件，而不是电器设备甚至不是机电式的。用如此原始古老的零件制造如此超前构想的机器必定“力不从心”。（2）使用十进制，而非二进制3显然，十进制运算规则比二进制复杂得多，导致运算器（巴贝奇称之为“作坊”）的设计和实现异常复杂。4.此题没有完全标准的答案，各人可有不同观点，以下只是参考答案。以下技术的出现导致了电子计算机的出现：（1）电子管的发明（2）冯·诺依曼关于计算机结构（五部件及连接方式）及工作原理（程序存储+程序控制）的提出（3）穿孔卡片技术（4）布尔逻辑及开关电路5.计算机和计算机器最本质的区别是：计算机可以离开人的干预，自动地执行程序，计算机一旦启动一个程序，在程序运行过程中是不需要人们守候在旁的；而计算器虽然也可以完成计算任务，但它的每一步都需要人的干预，不可能自动连续地执行程序。6.巨型机追求运算速度最快，不吝啬成本、也不在乎耗电量和体积大小，它往往代表着一个国家计算机科学及制造技术发展水平，它不可能被广大用户所熟知和使用。微型机追求体积小、重量轻、耗电少，性能良好，能满足一般事务处理和数据处理要求，性能/价格比是它所追求的指标。它是拥有最广大用户群体的机型，人们每天都在与微型计算机打交道。这两种机器是计算机技术的不同两个发展方向，都是不可缺少的。7.此题无标准答案，所谓仁者见仁、智者见智，只要能叙述有理即可。8.此题并无标准答案，以下仅为参考答案。社会发展到现在，计算机已经无处不在，不管我们愿意与否，我们每天都在与无数的计算机打交道，有的是在不经意间就在操作计算机。计算机已不再仅仅以传统的计算机的外形出现，而是嵌入到了其他电子设备甚至是生活用品之中。举例如下：生活中随处可见的例子：在汽车、空调、微波炉、全自动洗衣机、数字电视、智能手机、PDA等等设备中都存在嵌入式计算机。国民经济各行业：名用飞机、导弹、航天飞机、宇宙飞船、各种用途的机器4人、机器手等等。9.1965年，Intel公司的缔造者之一戈登·摩尔（GordonMoore）在总结存储器芯片的增长规律时，指出“微芯片上集成的晶体管数目每12个月翻一番”。这一论断是在归纳微芯片的发展情况后做出的推测和设想，并没有理论上的依据。在随后的年月里，发现微芯片的容量通常每18～24个月翻一番。因而，“微芯片上集成的晶体管数目每三年翻两番”就被人们称为摩尔定律（Moore'sLaw），如下图所示。晶体管数目摩尔定律年过去40年的实践基本上验证了摩尔定律的有效性。虽然目前电子计算机遇到了技术瓶颈，本人认这并不代表着摩尔定律的终结，今后摩尔定律仍将继续有效，因为很快就有新的体系结构和新材料计算机问世（如光电混合计算机、生物计算机等）。（注：读者也可以认为摩尔定律即将失效，因为围绕摩尔定律是否会失效本省就存在争论。只需阐明自己的观点并说出有说服力的理由即可。）10.ENIAC是世界上第一台投入使用的通用电子计算机。因为在此之前的计算机分别有Z系列计算机和MARK系列计算机，其中Z系列计算机并没有被投入真正使用即毁于战乱，而MARK系列计算机是机电混合式计算机不是纯电子的。ENIAC存在的缺陷：(1)没有使用规则更为简单的二进制，而是使用的十进制；(2)没有存储器，程序与计算分离。（程序指令存放在外部电路里，每次运行程序不需临时用人工搭接。）第二章5一、选择题1.C2.D3.D4.D5.D6.C7.B8.B9.C10.A11.D12.C二、填空题1.硬件系统，软件系统2.程序，系统软件，应用软件3.管理和控制计算机各种资源、调度用户作业和处理中断，用户和计算机之间4.四，八5.001101016.40F4H或0100000011110100B7.B00BH或1011000000001011B8.的公共传输线，地址总线，数据总线，控制总线，地址信息，数据信息，控制和状态信息9.1111011，173，7B10.11072.576744，1001000111010.1011111101111001，4666.7479400634765625三、简答题1.计算机由五个部件组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。各部件的主要功能是：运算器：负责各种算术运算和逻辑运算。控制器：整个计算机的指挥中心，负责往其他部件发送控制命令，其他部件都是在它的指挥下动作。按照冯·诺依曼的“存储程序”思想，控制器产生控制信号都是基于程序指令的。存储器：计算机的记忆部件。正是由于有了存储器，计算机才能实现“存储程序”，才能自动地执行程序，这也正是计算器与计算机的本质区别。输入设备：负责将程序和数据输入计算机。输出设备：负责将程序执行结果输出计算机。这五个部件各司其职，在控制器的指挥下，实际是在程序的“指挥”下进行每一步动作，最终完成程序指定的所有任务。62.它们都属于光盘存储器。光盘保存信息时间长，携带方便。光驱类型和光盘容量如下：CD-ROM：只读光盘，不可重写。CD-R：一次性可写光盘。CD-RW：可多次重写光盘。3.CPU内部由3部分组成：算术逻辑单元（ArithmeticLogicalUnit，ALU）、控制单元(ControlUnit，CU)和寄存器组(RegisterFiles）。（1）算术逻辑单元（ALU）ALU是进行算术运算和逻辑运算的部件，采用组合逻辑电路构造而成。（2）寄存器（Register）组寄存器是用于临时存放数据的高速存储设备，主要有数据寄存器、程序计数器（ProgramCounter，PC）和指令寄存器（InstructionRegister，IR）。（3）控制单元（CU）控制单元（CU）是计算机的管理机构和指挥中心，它协调计算机的各部件自动地工作。4.(1)(113)10=(1110001)2=(161)8=(71)16(2)(83.675)10≈(1010011.1011)2=(123.54)8=(53.B)16(转换为二进制后为无限不循环小数，取小数点后四位)5.(1)22.625(2)110.3756.(1)78H(2)00H(3)00H(4)87H(5)87H(6)FFH(7)00H(8)78H7.常见的输入设备有键盘、鼠标、手写笔、数字化仪、扫描仪、摄像机、麦克风等；常见输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音箱等；存储设备分为内存储器和外存储器，内存分为只读存储器ROM和随机存储器RAM两种，常见的外存储器则包括软盘、硬盘、光盘、U盘等。8.一个完整的计算机系统包含两大部分：计算机硬件系统和计算机软件系统。硬件是构成计算机系统的设备实体，它包括运算器、控制器、存储器、输入7设备和输出设备五部件。软件是各类程序和文件，它包括系统软件和应用软件。9.ROM(ReadOnlyMemory)，即只读存储器。此部分内存区域在线访问时只能读取其中内容，机器内存的前面少量区域是ROM，一般在出厂时将BIOS程序固化在里面。RAM(RandomAccessMemory)，即随机存储器。此部分内存区域既可被随机读取，又可随机写入。内存的大部分空间都是RAM，一般用户都是使用这部分内存区域。10.ASCII码，即美国信息交换标准(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)代码，是计算机内通用的西文字符表示代码。常见的ASCII码用7位二进制表示一个字符，最高位在机内存储时恒为0，故1个字节表示1个字符。‘1’表示字符‘1’，机内应以ASCII码存储，即00110001；而1表示数字1，如果同样用8位二进制代码表示，机内存储代码为00000001。11.CRT和LCD都属于显示器。CRT(CathodeRayTube)叫阴极射线管显示器，CRT显示器的核心部件是CRT显像管，其工作原理和我们家中电视机的显像管基本一样，我们可以把它看作是一个图像更加精细的电视机。LCD(LiquidCrystalDisplay)，即液晶显示器的简称，LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。效果比CRT要好得多，辐射小、耗电少、体积小，但是价钱较其贵LCD在价格上要贵一些，近来价格有较大幅度下降，现在的计算机一般都配置LCD显示器。12.计算机的工作原理是基于冯·诺依曼的“存储程序+程序控制”的原理，实际上计算机都是“指令驱动”的，即计算机的工作过程实质上就是逐条执行程序的过程。13.主板又名主机板、母板、系统板。在一台微型计算机里，主板上安装了CPU及其支持电路、内存条，留有各种标准接口、扩展槽及各种插件等，即主要部件是CPU、内存条及外设接口，换句话说即主机。它在计算机中的作用不言而喻，一台机器没有主板根本无法启动。14.打印机是计算机的输出设备，主要用途是将计算机的输出信息打印在某8种载体（如纸）上。目前，微型计算机系统使用的打印机主要有3种：针式打印机、喷墨打印机和激光打印机。15.20×220个汉字（或20971520个汉字）