計算機科學導(dǎo)論機械工業(yè)出版社劉藝_瞿高峰_習題答案.doc

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第一章 緒論 1. 和計算機相關(guān)的問題. 2. 馮.諾依曼模型. 3. 第一點:盡管這個模型能夠體現(xiàn)現(xiàn)代計算機的功能,但是它的定義太廣泛. 第二點:而且,并沒有清楚地說明基于這個模型的機器能夠完成的操作類型和數(shù)量. 4. 輸入數(shù)據(jù)和程序. 5. 存儲器,算術(shù)邏輯單元,控制單元和輸入/輸出單元. 6. 存儲器是用來存儲的區(qū)域,在計算機處理過程中用來存儲數(shù)據(jù)和程序. 7. 算術(shù)邏輯單元是進行計算和邏輯判斷的地方. 8. 控制單元是用來對存儲器,算術(shù)邏輯單元,輸入/輸出單元等子系統(tǒng)的操作進行控制的單元. 9. 輸入子系統(tǒng)負責從計算機外部接受輸入數(shù)據(jù)和程序;輸出子系統(tǒng)負責將計算機的處理結(jié)果輸出到計算機外部. 10. 早期的計算機的存儲器存儲數(shù)據(jù).而完成某一任務(wù)的程序是通過操作一系列的開關(guān)或改變配線系統(tǒng)來實現(xiàn)的. 而基于馮.諾依曼模型的計算機的存儲器主要用來存儲程序及其相應(yīng)的數(shù)據(jù). 11.編程在早期的計算機中體現(xiàn)為對系列開關(guān)的開閉和配線系統(tǒng)的改變. 而馮.諾依曼模型通過詳細的第一計算機可以使用的不同指令集,從而使編程變得相對簡單.程序員通過組合這些不同的指令來創(chuàng)建任意數(shù)量的程序. 從而改變了編程的概念. 12. B13. C14. A15. B16. D17. C18. D19. C20. A21. D22. A23. C24. D25. D26. D 第三章 數(shù)的表示 1. 將十進制轉(zhuǎn)換成二進制,則反復(fù)采用底數(shù)除法.將要轉(zhuǎn)換的數(shù)反復(fù)除2,所得余數(shù)做為從右往左的數(shù).直到除數(shù)為1,作為最左端的數(shù). 2. 將所給的二進制的數(shù)每個二進制數(shù)字分別乘以它的權(quán)值,最后將每個二進制位乘以權(quán)值后的結(jié)果相加即得到相應(yīng)的十進制數(shù). 3. 第N位是2的N-1次冪. 4. 第N位是10的N-1次冪. 5. 符號加絕對值格式,二進制反碼格式和二進制補碼格式. 6. 計算機定義一個最大的無符號整數(shù)的常量,這樣,計算機所能存儲的無符號整數(shù)就介于0到該常量之間.也就定義了一個存值范圍. 7. 位數(shù)分配是指用以表示整數(shù)的二進制位數(shù). 8. 因為8位的存儲單元中,范圍最大的無符號整數(shù)類型的范圍是0~255,256超出其存儲范圍,在計算機中不能存儲. 9. 計數(shù)和尋址. 10. 溢出. 11. 一樣. 12. 符號加絕對值:在N位的存儲單元中,將該負數(shù)忽略其負號,然后轉(zhuǎn)換成N-1位的二進制數(shù),不足位數(shù)左邊補0.最后在最左邊加1. 二進制反碼:在N位的存儲單元中,將該負數(shù)忽略其負號,然后轉(zhuǎn)換成N位的二進制數(shù),不足位數(shù)左邊補0.最后,將其每一位換成它的反碼形式.(0->1,1->0). 二進制補碼: 在N位的存儲單元中,將該負數(shù)忽略其負號,然后轉(zhuǎn)換成N位的二進制數(shù),不足位數(shù)左邊補0.最后,將最右邊的所有0和首次出現(xiàn)的1保持不變,其余位取反. 13. 0在符號加絕對值中的形式有N個0,表+0;最左邊為1其右邊帶上N-1個0,表-0. 在二進制反碼中的形式有N個0,表+0;N個1,表-0. 在二進制補碼中的形式有N個0. 14. 符號加絕對值可以表示的數(shù)的范圍:-(2^(N-1)-1) ~ (2^(N-1)-1). 二進制反碼可以表示的數(shù)的范圍: -(2^(N-1)-1) ~ (2^(N-1)-1). 二進制補碼可以表示的數(shù)的范圍: -2^(N-1) ~ (2^(N-1)-1). 15. 最左邊一位在符號加絕對值中表示數(shù)的正負性.在二進制反碼中表示數(shù)的正負性.在二進制補碼中表示數(shù)的正負性. 16.~19.* 20. C21. A22. D23. D24. B25. C26. D27. D28. C29. D30. D31. C32. B33. 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,所以其八位無符號整數(shù)即為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位無符號整數(shù)為0000000000101001. 49. 例子:-101, 去其負號. 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位符號加絕對值即補足7位,再在最左邊加1表負數(shù). 即:11100101. 50. 同上. 51. 例子:-110, 去其負號, 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位無符號整數(shù)位:0000000001101110,二進制反碼整數(shù)即為: 1111111110010001. 以下略.方法由上面依此類推. 第四章 位運算 略 第五章 計算機組成 39.A 40.B 41.A 42.D 43.D 44.D 45.C 46.A 47.B 48.A 49.(2^34) 50.D 51.A 52.A 53.C 54.B 55.D 56.D 57.A 58.B 59.C 60.B 61.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 計算機網(wǎng)絡(luò) 1. 模型是標準化組織制定的用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的指南；協(xié)議是用于控制網(wǎng)絡(luò)或交互式網(wǎng)絡(luò)種不同設(shè)備間交互的一系列規(guī)則。舉例：OSI模型，TCPIP協(xié)議。 2. OSI模型有7層結(jié)構(gòu)：7，應(yīng)用層，6.表示層，5.會話層，4.傳輸層，3.網(wǎng)絡(luò)層，2.數(shù)據(jù)連接層，1.物理層 3. 物理層和數(shù)據(jù)連接層，網(wǎng)絡(luò)層，傳輸層，應(yīng)用層 4. 物理層負責在物理介質(zhì)中傳輸位流；數(shù)據(jù)連接層將位組成叫做幀的邏輯單元；網(wǎng)絡(luò)層負責原站點和目的站點之間包的傳送；傳輸層負責整個消息的源至目的地的傳送；會話層用來控制用戶間的會話；表示層關(guān)心的是兩個系統(tǒng)間所交換的信息的語法（格式）和語義（意義），它基于不同的系統(tǒng)使用不同德編碼這個事實；應(yīng)用層使得用戶都可以訪問軟件。 5. 點對點傳送：當一個站點接收到幀的地址，他會將源地址該為自己的地址，目的地址改為下一個站點的地址；源至目的地的傳送：是獨立包的端到端的傳送，如果包丟失，他必須重發(fā)，確保它被正確的目的端得傳輸層。 6. 幀包含網(wǎng)絡(luò)層的信息，數(shù)據(jù)鏈接路層通過加入報頭和報尾來接受或中間定義幀。消息是由一個或多個包組成的。 7. 會話層防止系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)出錯加入了同步點的結(jié)點，已進行備份傳輸。 8. 總線拓撲架構(gòu)，星型拓撲結(jié)構(gòu)，環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)。 9. 中繼器：是使數(shù)據(jù)再生的電子設(shè)備，他延伸了網(wǎng)絡(luò)的物理長度；網(wǎng)橋：是一個通信控制器，他可以吧長總線變?yōu)橐恍┹^小的段，每一個小段都是獨立的通信段；路由器：是連接局域網(wǎng)，城域網(wǎng)，廣域網(wǎng)的設(shè)備；網(wǎng)關(guān)：是充當協(xié)議轉(zhuǎn)換器的連接設(shè)備 10. UDP：用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議，是其中比較簡單的協(xié)議，他是一個端到端的協(xié)議，傳輸時只提供端到端的基本傳輸需要；TCP：傳輸層控制協(xié)議，為應(yīng)用程序提供了完整的傳輸層服務(wù)，是可靠的傳輸協(xié)議。TCP將消息分成按順序標記的連續(xù)的段，如果一個段丟失，則從發(fā)此段。段在接收端如果失序，可在序列標記機制的幫組下排序。 11. TCP/IP要求互聯(lián)網(wǎng)上鏈接的每臺計算機都有一唯一的國際地址，這個地址有時候稱互聯(lián)網(wǎng)地址或IP地址。 12. TCP/IP的應(yīng)用層等同于OSI模型中會話層，表示層和應(yīng)用層的結(jié)合。 13. FTP，文件傳輸協(xié)議，是互聯(lián)網(wǎng)上用于從一個機器向另一個機器傳送文件的標準協(xié)議。 14. TEINET是互聯(lián)網(wǎng)上允許遠程登錄的一個通用的客戶-服務(wù)器程序。 15. SMTP是簡單郵件傳輸協(xié)議。 16. 當用戶到計算機實驗室直接訪問計算機時，稱之為本地登錄，另一方面，當用戶在家中遠程訪問同一臺計算機時則稱為遠程登錄。 17. 靜態(tài)文檔：有固定的內(nèi)容，它們在服務(wù)器端生成，并且只能被復(fù)制。動態(tài)文檔：是駐留在服務(wù)器端得程序，當瀏覽器發(fā)送請求服務(wù)器就運行改程序并將結(jié)果返回瀏覽器中運行?；顒游臋n：是程序，但是他們不能在服務(wù)端運行，相反瀏覽器需要請求程序的傳送。 答案：18.b 19.c 20.b 21.c 22.d 23.d 24.a 25.c 26.a 27.b 28.b 29.d 30.b 31.c 32.a 33.b 34.c 35.a 36.a 37.d 38.b 39.b 40.b 41.d 42.c 43.c 44.d 45.a 46.b 47.a 48.a 第七章 操作系統(tǒng) 1. 操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序都是軟件，只不過操作系統(tǒng)是一種使得其他程序更加方便有效執(zhí)行的程序。 2. 網(wǎng)絡(luò)化和交互網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展擴大了操作系統(tǒng)的內(nèi)涵，產(chǎn)生了一種新的操作系統(tǒng)。 3. 單道程序在過去很流行，但是他還是值得一提，因為她有助于了解多道程序，在單道程序里，大多是內(nèi)存專用于單一的程序，僅僅一小部分用來轉(zhuǎn)載操作系統(tǒng)。多道程序：同一時刻可以裝入多個程序并且能夠同時執(zhí)行這些程序。 4. 內(nèi)存管理器，進程管理器，設(shè)備管理器文件管理器，用戶界面。 5. 多道程序使用的第一種技術(shù)稱為分區(qū)調(diào)度，這種模式下，內(nèi)存被分為幾個不定長的分區(qū)；分頁調(diào)度改進了分區(qū)調(diào)度的效率，在這種模式下，內(nèi)存被分為大小相等的若干個部分稱為幀，程序則被稱為大小相等的部分稱之為頁。 6. 內(nèi)存被分為大小相等的若干個部分稱為幀，程序則被稱為大小相等的部分稱之為頁。 7. 因為在請求分頁調(diào)度中，內(nèi)存可以同時載入多個程序的頁。 8. 類似于分頁調(diào)度的技術(shù)是分段調(diào)度。 9. 虛擬內(nèi)存是劃分硬盤上的空間，物理內(nèi)存是你插在計算機里面的內(nèi)存條，物理內(nèi)存比虛擬內(nèi)存快。 10. 程序是由程序員編寫的一組穩(wěn)定的指令，存在硬盤上，他可能會也可能不會成為作業(yè)；進程是駐留在進程中的作業(yè)；進程是執(zhí)行中的程序。 11. 程序駐留在硬盤中，作業(yè)駐留在硬盤或內(nèi)存中，進程駐留在內(nèi)存中。 12. 狀態(tài)圖顯示了每個實體狀態(tài)。 13. 就緒狀態(tài)，運行狀態(tài)，等待狀態(tài)； 14. 就緒狀態(tài)，運行狀態(tài)，等待狀態(tài)，保持狀態(tài)，終止狀態(tài)； 15. 就緒狀態(tài)，等待狀態(tài)，終止狀態(tài)； 16. 作業(yè)調(diào)度器將作業(yè)從保持狀態(tài)轉(zhuǎn)入就需狀態(tài)，或是從運行狀態(tài)轉(zhuǎn)入終止狀態(tài)；進程調(diào)度器是將程序從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)入另一個狀態(tài)。 17. 為處理多個進程和作業(yè)，所以需要隊列。 18. 1所謂死鎖: 是指兩個或兩個以上的進程在執(zhí)行過程中,因爭奪資源而造成的一種互相等待的現(xiàn)象,若無外力作用,它們都將無法推進下去.此時稱系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)或系統(tǒng)產(chǎn)生了死鎖,這些永遠在互相等待的進程稱為死鎖進程. 2、在計算機操作系統(tǒng)中，一些進程需要一些資源才能運行，但這些資源被其他進程所占用，該進程始終得不到所需要的資源，則會產(chǎn)生餓死。 19. 設(shè)備管理器是輸入或者輸出管理器負責訪問輸入或輸出設(shè)備。它不停的監(jiān)視所有的輸入輸出設(shè)備，保證它們正常運作；它為每一個（或類似）輸入輸出設(shè)備維護一個或多個隊列。他使用不通的方式來訪問輸入輸出設(shè)備。 20. 文件管理器用來控制對文件的訪問；用來管理文件的創(chuàng)建，刪除和修改。命名文件；管理文件的存儲；負責歸檔和備份。 21.A 22.A 23.A 24.D 25.B C 26.D 27.C 28.A B 29.C 30.? 31.A 32.A 33.A 34.D 35.C 36.C 37.A 38.D 39.A 40.B 41.D 42.A 43.D 44.C 45.B 第八章 算法 16 D 17 C 18 C 19 B 20 A 21 C 22 A 23 C 24 B 25 D 26 B 27 B 28 A 29 C 30 D 31 B 32 D 33 A 34 A 35 A 36 B 37 A 38 B 39 C( 題目20答案不確定 ) 第九章 程序語言設(shè)計 略 第十章 軟件工程 10.1 軟件生命周期 軟件的生命周期：一個軟件從定義、開發(fā)、使用和維護，直到最終被廢棄，要經(jīng)歷一個漫長的周期。 a)問題定義 b)可行性研究 c)需求分析 d)軟件設(shè)計（總體設(shè)計和詳細設(shè)計） e)編寫程序（軟件開發(fā)全部工作量的10%-20%） f)測試（軟件開發(fā)全部工作量的40%-50%） Boehm指出："軟件是程序以及開發(fā)、使用和維護程序需要的所有文擋。“ 在軟件生命周期中，開發(fā)過程包括四個階段：分析、設(shè)計、實現(xiàn)和測試。 系統(tǒng)生命周期 系統(tǒng)開發(fā)的階段 10.1.1 分析階段 整個開發(fā)過程始于分析階段，這個階段顯示程序包應(yīng)該做什么。 在分析階段包括四個步驟：定義用戶、定義要求、定義需求和定義方法。 1、 定義用戶 軟件包可以為一般用戶或特殊用戶而設(shè)計， 2、 定義要求 確定用戶后，分析員開始定義要求。在這個階段，最好的答案來自于用戶。用戶或用戶代表清楚地定義了他們對軟件的期望。 3、 定義需求 在用戶要求的基礎(chǔ)上，分析員能夠準確地定義系統(tǒng)的需求。 4、 定義方法 最后，在用清晰的術(shù)語定義好需求后，系統(tǒng)分析員就選擇適當?shù)姆椒▉頋M足這些需求。 10.1.2 設(shè)計階段 設(shè)計階段定義系統(tǒng)怎樣完成在分析階段所定義的要求。在設(shè)計階段，確定了系統(tǒng)，完成了文件和（或）數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。 1、 模塊化 整個程序包劃分成許多小的模塊。每個模塊經(jīng)過設(shè)計、測試并通過主程序與其他模塊進行連接。 2、 工具 3、 在設(shè)計階段使用許多工具，其中最常用的是結(jié)構(gòu)圖。結(jié)構(gòu)圖顯示了如何將軟件包分解成邏輯步驟，每個步驟就是一個獨立的模塊。結(jié)構(gòu)圖也顯示了各部分（模塊）之間的相互作用。 10.1.3 實現(xiàn)階段 在實現(xiàn)階段，創(chuàng)建實際的程序。 1、 工具 流程圖和偽代碼。 2、 編碼 10.1.4 測試階段 1、黑盒測試 黑盒測試即在不知道程序內(nèi)部也不知道程序是怎么工作的情況下測試程序。 2、白盒測試 白盒測試是程序員的責任，他們準確地知道程序內(nèi)部發(fā)生了什么。你必須確保每一條指令和每一種可能情況都已經(jīng)被測試過。 10.2 開發(fā)過程模型 10.2.1 瀑布模型 分析 在這個模型中，開發(fā)過程只是向一個方向流動。這就意味著前一個階段完成后才能開始下一個階段。 設(shè)計 實現(xiàn) 測試 瀑布模型其中一個優(yōu)點是：在下一階段開始之前各個階段都已經(jīng)完成了。 缺點是：在定位問題上有困難，必須要調(diào)查整個過程。 10.2.2 增量模型 該過程在一系列步驟中開發(fā)。軟件小組首先完成整個軟件包的簡化版本。這個版本代表了整個軟件包但不包括細節(jié)。 第一個簡化版本通常只包括主模塊以及對空白子模塊的調(diào)用。 在第二個版本中，更多的子模塊將被完成，然而還有很多沒有完成（它們僅僅在通信）。 再次測試軟件包以證明主模塊可以正確地調(diào)用子模塊。 10.3 模塊化 模塊化意味著將大項目分解成較小的部分，以便能夠容易理解和處理。 10.3.1 工具 結(jié)構(gòu)圖：用于過程化編程以顯示過程或函數(shù)之間的關(guān)系。 類圖：用于面向?qū)ο缶幊桃燥@示類之間的關(guān)系。 10.3.2 耦合 耦合是對兩個模塊互相綁定緊密程度的度量。越緊耦合的模塊，它們的獨立性越差。為了讓模塊盡可能獨立，應(yīng)該希望它們松散耦合。 1、 數(shù)據(jù)耦合（耦合的最佳方式） 只從調(diào)用函數(shù)向被調(diào)用函數(shù)傳遞最少的需求數(shù)據(jù)。 2、 特征耦合 如果參數(shù)是諸如數(shù)組或結(jié)構(gòu)這樣的符合對象，函數(shù)之間是特征耦合。 3、 控制耦合 控制耦合傳遞的是標記，它可用于指示函數(shù)的邏輯流程。 4、 全局耦合 全局耦合用全局變量來進行兩個或更多函數(shù)之間的通訊。 5、 內(nèi)容耦合 在一個函數(shù)直接引用另一個函數(shù)的數(shù)據(jù)或語句時產(chǎn)生這種耦合。 10.3.3 內(nèi)聚 內(nèi)聚是程序中處理相關(guān)過程相關(guān)緊密程度的度量。 1、 功能內(nèi)聚 帶有功能內(nèi)聚的模塊僅僅包含一個處理過程。這是一個高級別的內(nèi)聚，并且 是你應(yīng)該盡力建模的級別。 2、 順序內(nèi)聚 帶有順序內(nèi)聚的模塊包含兩個或更多緊密聯(lián)系在一起的相關(guān)任務(wù)，通常一個流程的輸出作為另一個的輸入。 3、 通信內(nèi)聚 通信內(nèi)聚將使用同一數(shù)據(jù)的處理過程合并。 4、 過程內(nèi)聚 過程內(nèi)聚合并由控制流程連接的不相關(guān)的處理過程。 5、 順時內(nèi)聚 6、 邏輯內(nèi)聚和巧合內(nèi)聚 10.4 質(zhì)量 10.4.1 質(zhì)量定義 優(yōu)質(zhì)軟件的定義：軟件能夠滿足用戶顯示或隱式的需求，文檔齊全，符合組織的操作標準，在其開發(fā)使用的硬件上高效運行。 10.4.2 質(zhì)量因素 可操作性、可維護性、可遷移性 對軟件可操作性而言重要的因素有：準確性、效率、可靠性、安全性、及時以及實用性。 對軟件可維護性而言重要的因素有：可變性、可修正性、靈活性以及可測試性。 對軟件可遷移性而言重要的因素有：代碼可重用性、互操作性、可移植性。 10.5 文檔 用戶文檔和系統(tǒng)文檔。 答案：1軟件工程：利用合理的工程方法和原則獲得在真實機器上工作的可靠軟件。 2意味著軟件和其他產(chǎn)品一樣，周期的重復(fù)一些階段。 4分析，設(shè)計，實現(xiàn)，測試 5分析階段：（1）定義用戶，（2）定義要求（3）定義需求（4）定義方法 6見導(dǎo)論書165頁 7見導(dǎo)論書165頁 8耦合：是對兩個模塊相互綁定緊密程度的度量。越緊耦合的模塊，獨立性越差。 內(nèi)聚：是程序中處理過程相關(guān)緊密度的度量。 選擇題： 9 b 10 d 11 d 12 a 13 c 14 b 15 c 16 c 17 d 18 b 19 a 20 b 21 a 22 d 23 a 24 b 25 d 26 a 27 內(nèi)容耦合 28 d 29 c 30 b 31 a 32 c 33 a 34 b 35 c 36 c 37 a 38 b 39 c