計算機科學導論課本答案

第1章概述

習題(答案)

一.選擇題

1.D2.B3.CD4.C5.ABC

6.A7.B8.B9.ABCD10.ABODE

二.簡答題

1.什么是計算機系統(tǒng)？

計算機系統(tǒng)是一種能夠按照事先存儲的程序，自動、高速地對數(shù)據(jù)進行輸入、處理、輸出

和存儲的系統(tǒng)，由計算機硬件系統(tǒng)和計算機軟件系統(tǒng)兩大部分組成。

2.請解釋馮?諾依曼所提出的“存儲程序”概念。

把程序和數(shù)據(jù)都以二進制的形式統(tǒng)一存放在存儲器中，由機器自動執(zhí)行。不同的程序解決

不同的問題，實現(xiàn)了計算機通用計算的功能。

3.控制器的主要功能是什么？

控制器基本功能就是從內(nèi)存中取出指令和執(zhí)行指令，即控制器按程序計數(shù)器指出的指令地

址從內(nèi)存中取出該指令進行譯碼，然后根據(jù)該指令功能向有關部件發(fā)出控制命令，執(zhí)行該指令。

另外，控制器在工作過程中，還要接受各部件反饋回來的信息。

4.簡述CPU和主機的概念。

通常把運算器、控制器做在一個大規(guī)模集成電路塊上稱為中央處理器，又稱

CPU(CentraIProcessingUnit)。

通常把內(nèi)存儲器、運算器和控制器合稱為計算機主機，也可以說主機是由CPU與內(nèi)存儲器

組成的，而主機以外的裝置稱為外部設備，外部設備包括瑜入/輸出設備，外存儲器等。

5.什么是計算機軟件？計算機軟件的分類有哪些？

軟件是指用來指揮計算機運行的各種程序的總和以及開發(fā)、使用和維護這些程序所需的技

術文檔。

計笄機軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應用軟件。計算機系統(tǒng)軟件由操作系統(tǒng)、語告處理系統(tǒng)、

以及各種軟件工具等組成，指揮、控制計算機硬件系統(tǒng)按照預定的程序運行、工作，從而達到

預定的目標。應用軟件是用戶利用計算機軟、硬件資源為解決各類應用問題而編寫的軟件，包

括用戶程序及其說明性文件資料。

6.計算機有哪些主要的特點？

(1)運算速度快、精度高

計算機的字長越長，其精度越高，現(xiàn)在世界上最快的計算機每秒可以運算幾十萬億次以

上。一般計算機可以有十幾位甚至幾十位(二進制)有效數(shù)字，計算精度可由千分之幾到百萬

分之幾，是任何計算工具所望塵其及的。

(2)具有邏輯判斷和記憶能力

計笄機有準確的邏輯判斷能力和高超的記憶能力。能夠進行各種邏揖判斷，4根據(jù)判斷

的結(jié)果自動決定下一步應該執(zhí)行的指令。

(3)高度的自動化和靈活性

計算機采取存儲程序方式工作，即把編好的程序揄入計算機，機器便可依次逐條執(zhí)行，這

就使計算機實現(xiàn)了高度的自動化和靈活性。

7.計算機的分類有哪些？

根據(jù)計算機工作原理和運算方式的不同，以及計算機中信息表示形式和處理方式的不同，

計算機可分為數(shù)字式電子計算機(DigitaIComputer)、模擬式電子計算機(AnaIogComputer)和數(shù)

字模擬混合計算機(HRbridComputer)。當今廣泛應用的是數(shù)字計算機，因此，常把數(shù)字式電子

計算機(ElectronicDigitaiComputer)簡稱為電子計算機或計算機。

按■計算機的用途可分為通用計算機(GeneraIPurposeComputer)和專用計笄.機

(SpeciaIPurposeComputer)兩大類。通用計算機能解決多種類型問題，是具有較強通用性的計

算機，一般的數(shù)字式電子計算機多屬此類：專用計算機是為解決某些特定問題而專門設計的計

算機，如嵌入式系統(tǒng)。

根據(jù)計算機的總體規(guī)模對計算機分類，可分為巨型機(Supercomputer)、大/中型計算機

(Mainframe)、小型計算機(Minicomputer)、微型計算機(Microcomputer)和網(wǎng)絡計算機

(NetworkComputer)五大類。

常見的微型機還可以分為臺式機、便攜機、筆記本電胭、掌上型電腦等多種類型。

8.簡述計算機的基本運行方式。

計算機的基本運作方式可^括為所謂的“IPOS循環(huán)"。IPOS循環(huán)即輸入(Input)、處理

(Processing)、輸出(Output)和存儲(Storage),它反映了計算機進行數(shù)據(jù)處理的基本步驟。

⑴輸入

接受由輸入設備(如鍵盤、鼠標器、掃描儀等)提供的數(shù)據(jù)。

⑵處理

對數(shù)值、邏輯、字符等各種類型的數(shù)據(jù)進行操作，按指定的方式進行轉(zhuǎn)換。

(3)輸出

將處理所產(chǎn)生的結(jié)果等數(shù)據(jù)由輸出設備(如顯示器、打印機、繪圖儀等)進行輸出。

(4)存儲

計算機可以存儲程序和數(shù)據(jù)供以后使用。

9.計算機有哪些主要的用途？

(1)科學計算

使用計算機來完成科學研究和工程技術中所遇到的數(shù)學問題的計算稱為科學計算，也稱

為數(shù)值計算。科學計算是使用計算機完成在科學研究和工程技術領域中所提出的大量復雜的

數(shù)值計算問題，是計算機的傳統(tǒng)應用之一。

(2)信息處理

所謂信息處理就是使用計算機對數(shù)據(jù)進行輸入、分類、加工、整理、合并、統(tǒng)計、制表、

檢索以及存儲等，又稱為數(shù)據(jù)處理。例如座席預訂與售案系統(tǒng)、零售業(yè)中的應用、辦公自動

化等。信息處理已成為當代計算機的主要任務，是現(xiàn)代化管理的基礎。

(3)實時控制(也稱過程控制)

實時控制也稱過程控制，實時控制能及時地采集檢測數(shù)據(jù)、使用計算機快速地進行處理

并自動地控制被控對象的動作，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。

(4)計算機輔助設計/輔助制造/輔助教學

計算機輔助設計(ComputerAidedDesignCAD)是使用計算機來輔助人們完成產(chǎn)品或

工程的設計任務的一種方法和技術。計算機輔助制造(ComputerAidedManufacturingCAM)

是使用計算機輔助人們完成工業(yè)產(chǎn)品的制造任務，能通過直接或間接地與工廠生產(chǎn)資源接口

的計算機來完成制造系統(tǒng)的計劃、操作工序控制和管理工作的計算機應用系統(tǒng)。計算機輔助

教學(ComputerAidedlnstr」ctionCAI)是把計算機用作教學媒體，使它充當指導者、工具和

學習者角色，學生通過與計算機的對話進行學習的一種新型教學技術。

(5)人工智能

人工智能(ArtificialIntelIigence---Al)就是指計算機模擬人類某些智力行為的理

論、技術和應用。

(6)多媒體技術

隨著電子技術特別是通信和計算機技術的發(fā)展，人們已經(jīng)有能力把文本、音頻、視頻、動

畫、圖形和圖像等各種媒體綜合起來，構(gòu)成“多媒體"(Multimedia)的概念。

10.簡述計算機的發(fā)展趨勢。

(1)微型化

一方面，隨著計算機的應用日益廣泛，在一些特定場合，需要很小的計算機，計算機的

重量、體積都變得越來越小，但功能并不減少。另一方而，隨著計算機在世界上日益普及，

個人電腦正逐步由辦公設備變?yōu)殡娮酉M品。人們要求電腦除了要保留原有的性能之外，還

要有時尚的外觀、較便小巧、便于操作等特點，如平板電腦、手持電腦等。今后個人計算機

(PersonaIComputer)在計算機中所占的比重將會越來越大，使用也將會越來越方便。

(2)巨型化

社會在不斷發(fā)展，人類對自然世界的認識活動也越來越多，很多情況要求計算機對數(shù)據(jù)

進行運算?！熬扌突痹谶@里并不是通常意義上的大小，主要是指機器的性能——運算速度

等。

(3)網(wǎng)絡化

因特網(wǎng)(Internet)的建立正在改變我們的世界，改變我們的生活。網(wǎng)絡具有虛擬和真實

兩種特性，網(wǎng)上聊天和網(wǎng)，各游戲等具有虛擬特性，而網(wǎng)絡通信、電子商務、網(wǎng)絡資源共享則

具有真實的特性。

(4)智能化

今后，計算機在生活中扮演的角色將會更加重要，計算機應用將具有更多的智能特性，

能夠幫助用戶解決一些自己不熟悉或不愿意做的事，如智能家電、烹調(diào)等。

(5)新型計算機

目前新一代計算機正處在設想和研制階段。新一代計算機是把信息采集、存儲處理、通信

和人工智能結(jié)合在一起的計算機系統(tǒng)。

11.簡述計算學科的定義、計算學科的本質(zhì)、計算學科的三個過程。

計算學科是對描述和變換信息的算法過程，包括對理論分析、設計、效率、實現(xiàn)和應用等

進行的系統(tǒng)研究。計算學科的研究包括了從算法與可計算性的研究到根據(jù)可計算硬件和軟件的

實際實現(xiàn)問題的研究。

計算學科的根本問題是“什么能被有效地自動進行？”。計算學科的根本問題討論的是能行

性的有關內(nèi)容，而凡是與能行性有關的討論都是處理離散對象的。

計算學科的實質(zhì)是學科方法論的思想，其關蛙問題是抽象、理論和設計三個過程相互作

用的問題。

(1)理論

理論是數(shù)學科學的根本。應用數(shù)學家們都認為，科學的進展都是基于純數(shù)學的。應用數(shù)

學用數(shù)學的方法推動經(jīng)驗科學和工程學的發(fā)展，同時又不斷刺激對新數(shù)學的需要，為純理論

數(shù)學提出新的問題。

⑵抽象

抽象(模型化)是自然科學的根本?？茖W家們相信，科學進展的過程基本上都是形成假設，

然后用模型化過程去求證：，

⑶設計

設計是工程的根本。工程師們認為，工程進展基本上都是提出問題，然后通過設計去構(gòu)造

系統(tǒng)，以解決問題。

12.簡述計算機科學與技術學科的定義。

計算機科學技術是研究計算機的設計與制造和利用計算機進行信息獲取、表示、存儲、處

理、控制等的理論、原則、方法和技術的學科，包括科學與技術兩方面?？茖W側(cè)重于研究現(xiàn)象、

揭示規(guī)律；技術則側(cè)重于研制計算機和研究使用計算機進行信息處理的方法與技術手段。科學

是技術的依據(jù)，技術是科學的體現(xiàn)；技術得益于科學，它又向科學提出新的課題。

13.簡述計算機科學課程體系的核心內(nèi)容。

計算學科課程體系的教學內(nèi)容歸結(jié)為14個知識體，包括：

⑴離散結(jié)構(gòu)(PS)

計算學科是以離散型變量為研究對象，離散數(shù)學對計算技術的發(fā)展起著十分重要的作

用。隨著計舁技術的迅猛發(fā)展，離散教學越來越受到重視。

(2)程序設計基礎(PF；

《計算作為一門學科》報告指出了程序設計在計算學科的正確地位：程序設計是計算學

科課程中固定練習的一部分，是每一個計算學科專業(yè)的學生應具備的能力，是計算學科核心

科目的一部分，程序設計語言還是獲得計算機重要特性的有力工具。

(3)算法與復雜性(AL)

算法是計算機科學和軟件工程的基礎，現(xiàn)實世界中，任何軟件系統(tǒng)的性能僅依賴于兩個

基本點方面，一方面是所選擇的算法：另一方面是各不同層次實現(xiàn)的適宜性和效率。

⑷組織與體系結(jié)構(gòu)(AR)

計算機在計算中處于核心地位，如果沒有計算機，計算學科只是理論數(shù)學的一個分支，

應該對計算機系統(tǒng)的功能構(gòu)件、以及他們的特點/性能和相互作用有一定的理解。

(5)操作系統(tǒng)(OS)

操作系統(tǒng)定義了對硬件行為的抽象，程序員用它來對硬件進行控制。操作系統(tǒng)還管理計

算機用戶間的資源共享。

(6)網(wǎng)絡計算(NC)

計算機和通信網(wǎng)絡的發(fā)展，尤其是基于TCP/IP的網(wǎng)絡的發(fā)展使得網(wǎng)絡技術在計算學科

中更加重要。

(7)程序設計語言(PL)

程序設計語言是程序員與計算機交流的主要工具。一個程序員不僅要知道如何使用一種

語言進行程序設計，還應理解不同語言的程序設計風格。

⑻人-機交互(HL)

人機交互重點在于理解人對交互式對象的交互行為，知道如何使用以人為中心的方法開

發(fā)和評價交互軟件系統(tǒng)，以及人機交互設計問題的一般知識。

(9)圖形學和可視化計算(GV)

該主領域的主要內(nèi)容包括：計算機圖形學、可視化、虛擬現(xiàn)實、計算機視覺等4個學科

子領域的研究內(nèi)容。

(10)智能系統(tǒng)(IS)

人工智能領域關心的問題是自主代理的設計和分析。智能系統(tǒng)必須干知其環(huán)境，合理地

朝著指定的任務行動，并與其它代理和人進行交互。

(11)信息管理(IM)

信息系統(tǒng)幾乎在所有使用計算機的場合都發(fā)揮著重要的作用。

(12)軟件工程(SE)

軟件工程是關于如何有效地利用建立滿足用戶和客戶需求的軟件系統(tǒng)理論/知識和實踐

的學科，可以應用于小型、中型、大型系統(tǒng)。

(13)數(shù)值計算科學(CN)

從計算學科的誕生之日起，科學計算的數(shù)值方法和技術就構(gòu)成了計算機科學研究的一個

主要領域。

(14)社會和職業(yè)問題(SP)

大學生需要懂得計算學科本身基本的文化、社會、法律和道德問題。還需要培養(yǎng)學生提出

有關計算的社會影響這樣嚴肅問題以及對這些問題的可能客案進行評價的能力。學生還需要認

識到軟硬件銷售商和用戶的基本法律權利，也應意識到這些權利的基本基礎——道德價值觀。

三.討論題

1.計算機的產(chǎn)生是世紀最偉大的成就之一，具體體現(xiàn)在哪些方面？根據(jù)你的觀察，請列

出計算機的應用。

答案略。

2.計算機提供了無限的機會和挑戰(zhàn)。利用它可以更快更好地完成許多事情，可以方便地

和全世界的人們聯(lián)系和通信。但是，是否想過事情的反面呢？所有的變化都是積極的么？計算

機的廣泛使用會產(chǎn)生什么負面的影響嗎？討論這些問題和其他所能想到的問題。

答案略。

第2章計算機基礎知識

習題(答案)

一.選擇題

1.D2.D3.D4.D5,C

6.B7,A8.C9.A10.C

二.簡答題

1.試簡單敘述計算機采用二進制的原因。

答：計算機只認識二進制編碼形式的指令和數(shù)據(jù)。因此，包括數(shù)字、字符、聲音、圖

形、圖像等信息都必須經(jīng)過某種方式轉(zhuǎn)換成二進制的形式，才能提供給計算機進行識別和處

理。在計算機中采用二進制，是因為物理上實現(xiàn)容易。由于二進制只有兩個狀態(tài)。和1,這

正好與物理器件的兩種狀態(tài)相對應，例如電壓信號的高與低，門電路的導通與截止等；而十

進制電路則需要用十種狀態(tài)來描述，這將使得電路十分復雜，處理也十分困難。因此，采用

二進制將使得計算機在物理上實現(xiàn)簡單，且具有可靠性高、處理簡單、抗干擾能力強等優(yōu)點。

2.什么是定點數(shù)，它分為哪些種類？

答：所謂定點數(shù)，就是指計算機在運算過程中，數(shù)據(jù)中小數(shù)點的位直固定不變。其中小

數(shù)點的位置是由計算機設計者在機器的結(jié)構(gòu)中指定一個不變的位置，而不一定都必須具有小

教點的指示裝置c定點數(shù)一般有小教和移教兩種表示形式c定點小數(shù)是把小數(shù)點固定在.數(shù)據(jù)

數(shù)值部分的左邊，符號位的右邊；定點整數(shù)則把小數(shù)點固定在數(shù)據(jù)數(shù)值部分的右邊。

3.簡要敘述聲音的編碼過程。

答：計算機獲取聲音信息的過程即是聲音信號數(shù)字億的處理過程。經(jīng)過數(shù)字化處理后的

數(shù)字聲音信息才能被計算機所識別和處理。聲音被計算機處理的過程主要經(jīng)過音頻信號的采

樣、量化和編碼幾個過程，

4.簡要敘述多媒體技術的含義。

答：多媒體技術是指利用計算機技術把文本、圖形、圖像、音頻和視頻等多種媒體信息

綜合一體化，使之建立邏辭連接，集成為一個具有交互性的系統(tǒng)，并能對多種媒體信息進行

獲取、壓縮編碼、編輯、加工處理、存儲和展示。簡言之，多媒體技術即為把文、音、圖、

像與計算機結(jié)合在一起的技術。多媒體技術是集計算機技術、文字處理技術、音頻技術、視

頻技術、圖像壓縮技術、通信技術等多種技術的綜合體。

5.多媒體計算機的關鍵技術有哪些？

答：多媒體計算機技術是一門多學科的綜合技術。多媒體涉及的技術范圍很廣，技術很

新、研究內(nèi)容很深，是多種學科的和多種技術交叉的領域。它涉及的關鍵技術有：多媒體指

令集、多媒體數(shù)據(jù)的表示技術、大容量的存儲技術、音頻/視頻處理技術、多媒體計算機顯

示技術、光盤與光盤驅(qū)動器技術及其它技術等。

三.討論題

1.為什么計算機使用二進制，而不使用人們生活中的十進制來表示數(shù)據(jù)信息。

答案略。

2.多媒體計算機給人們的生活帶來了哪些好處？請舉出幾個例子。

答案略。

第3章計算機體系結(jié)構(gòu)

習題（答案）

一.選擇題

1.A2.03.04.C5.A

6.A7.B8.A

二.簡答題

1.存儲器的功能是什么？

答：現(xiàn)代計算機是以存儲器為中心的計算機系統(tǒng)，存儲器是計算機的重要組成部分。當

利用計算機完成某項任務時，首先把解決問題的程序和所需數(shù)據(jù)存于存儲器中，在執(zhí)行程序

時再由存儲器快速地提供給處理機。顯然，存儲器的功能是存儲信息，被存儲的信息包括程

序信息和數(shù)據(jù)信息等。

2.存儲器的主要指標是什么？

答：存儲器作為計算機系統(tǒng)的核心部件之一，有必要對其性能進行描述。描述一個存

儲器性能優(yōu)劣的主要指標有存儲容量、存儲周期和存取時間、可靠性、性能價格比、功耗、

可靠性等。

3.什么是高性能計算機？

答：高性能計算機的概念并無明確的定義，一般認為運算速度非?？斓挠嬎銠C就可以認

為是高性能計算機。嚴格池講，高性能計算機是一個擁有最先進的硬件、軟件、網(wǎng)絡和算法

的綜合概念，“高性能”的標準是隨著技術的發(fā)展而發(fā)展的。

4.什么是接口？它的主要功能是什么？

答：在主機與外設進行數(shù)據(jù)交換時必領引入相應的邏輯部件解決兩者之間的同步與協(xié)

調(diào)、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等問題，這些邏輯部件就稱為輸入輸出接口，簡稱為接口。輸入輸出接口

的基本功能有：

(1)實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩沖，提供主機和設備交換信息過程中的數(shù)據(jù)緩沖機構(gòu)，使主機與外設在

工作速度上達到匹配。

(2)實現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，例如，當主機和設備的信號同謀不同時的信號電平轉(zhuǎn)換功能、

數(shù)據(jù)傳送中的格式(串行、并行)轉(zhuǎn)換功能、直接內(nèi)存訪問中的額外需求等。

(3)提供外設和接口的狀態(tài)，為CPU更好地控制各種外設提供有效的幫助，交換主機和

外圍設備的技態(tài)信息。

(4)實現(xiàn)主機與外設之間的通訊聯(lián)絡控制，實現(xiàn)主機與設備之間的數(shù)據(jù)交換。

5、什么是網(wǎng)絡計算機？它有什么優(yōu)點？

答：網(wǎng)絡計算機(NEFORKCOMPUTER)簡稱NC,是專用于高速網(wǎng)絡環(huán)境下的計算機終端

設備。是基于處理器芯片和網(wǎng)絡基礎的新一代計算機產(chǎn)品，是一種新的桌面計算機。NC除

了有人機交互必需的顯示器，鍵盤鼠標外，它沒有硬盤，軟盤，光驅(qū)等外部存儲設備，是一

種瘦客戶機。網(wǎng)絡計算機具有以下優(yōu)點：

(1)易管理，維護簡單，使用方便。

(2)網(wǎng)絡計算機沒有硬盤，軟盤和光盤，也沒有風扇，在硬件方面沒有什么可維護的地

方，大大減少了計算機網(wǎng)絡的維護工作，成本低廉。

(3)安全性強，無論是防止病毒的侵犯，還是資料維護的安全，NC都比PC要好的多。

(4)靜音節(jié)能，高可兼網(wǎng)絡計算機沒有任何噪音，非常安靜。網(wǎng)絡計算機的功耗非常小。

三.討論題

1.計算機系統(tǒng)的存儲器分為哪幾個層次？

答案略。

2.網(wǎng)絡計算機有許多優(yōu)點，請結(jié)合其特點談談我國發(fā)展網(wǎng)絡計算機的前途。

答案略。

第4章操作系統(tǒng)

習題(答案)

一.單項選擇題

1.D2.C3.B4.A5.C

6.D7.B8.C9.D10.A

二.簡答題

1.什么是計算機操作系統(tǒng)？它具有的基本功能有哪些？

答：操作系統(tǒng)就是合理管理并控制計算機系統(tǒng)內(nèi)軟、硬件資源，并能夠合理

組織工作流程、方便用戶使用的程序的集合。

通常我們將操作系統(tǒng)的功能概括為兩大功能：擴展的虛擬機功能、資源管理功能。

其中，資源管理功能包括了處理機管理、內(nèi)存管理、設備管理、文件管理四大功能。而擴展的

虛擬機提供友好的人機交互以及程序級接口，使得計算機看上去像是功能擴展了的機器。

2.操作系統(tǒng)通常有哪些類型？分別有什么特點？

答：最常見的是按照操作系統(tǒng)的性質(zhì)來劃分的類型：分為批處理操作系統(tǒng)、分時操作系

統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)。

批處理系統(tǒng)的主要特點是系統(tǒng)吞吐量大、系統(tǒng)資源利用率較高、平均作業(yè)周轉(zhuǎn)時間（作業(yè)從

提交到結(jié)果輸出的時間）較長，系統(tǒng)無交互力。

分時系統(tǒng)中往往支持多道程序執(zhí)行，盡管如此，各運行任務具有獨立性，互

不影響；由于將處理機分時使用，使得用戶與系統(tǒng)的及時交互成為可能，因此，

分時系統(tǒng)具有較好的交互性；同時，系統(tǒng)資源利用率也得到了很大的提高。

實時系統(tǒng)具有事件驅(qū)動的特點，往往是由外部事件來觸發(fā)系統(tǒng)的響應；實時系統(tǒng)要求的響

應時間很短，以便及時響應事件，從而保證整個系統(tǒng)的實時性和高可靠性。

網(wǎng)絡操作系統(tǒng)要求組成網(wǎng)絡的各臺計算機物理分散且高度自治，各計算機都有各自的軟、

硬件資源，系統(tǒng)的主要目的是共享網(wǎng)絡資源、信息交換和辦作。

嵌入式操作系統(tǒng)具有普通計算機具有的通常功能，但同時具有實時系統(tǒng)的特征，通常是更

小的具有一定硬件控制功能的系統(tǒng)。

3.什么是并發(fā)？并行與并發(fā)的區(qū)別與聯(lián)系是什么？

答：并發(fā)通常指多個任務可以在同一個時間段內(nèi)同時執(zhí)行，即允許多個任務在宏觀上并行，

微觀上仍然是串行的（對于單CPU系統(tǒng)而言）。

并行指的是多個任務真正意義上的同時執(zhí)行，換言之，多個任務可以在同一個時刻同時執(zhí)

行。

并發(fā)系統(tǒng)只能夠是宏觀上并行、微觀上串行執(zhí)行；而并行則在微觀執(zhí)行上也

是并行的。只有在多處理機系統(tǒng)中，任務的并行執(zhí)行才是可能的。并行系統(tǒng)往往

也可以支持任務的并發(fā)執(zhí)行。

4.一個操作系統(tǒng)都應該有哪些基本組成？

答：現(xiàn)代操作系統(tǒng)至少由存儲管理、進程管理、設備管理、文件管理以及用戶接口五個部

分組成。

用戶接口一般包含命令接口（如shelI命令）和程序接口。

進程管理包含了進程描述、進程的狀態(tài)及轉(zhuǎn)換、進程控制和調(diào)度、進程間通信等多個部

分。

存儲管理解決內(nèi)存分品與回收、內(nèi)存保護、地址映射、虛擬存儲等問題。

設備管理涉及到中斷技術、I/O硬件與I/O軟件、數(shù)據(jù)傳輸控制技術等。

文件管理要解決文件的命名、文件屬性、文件操作、文件的邏輯與物理結(jié)構(gòu)、文件的存

取方式、磁盤物理空間管理、目錄、文件可案性等問題。

5.目前主流操作系統(tǒng)有哪些？它們的特點是設么？

答：目前主流操作系統(tǒng)有Windows、UNIR、LinuR等，

Windows操作系統(tǒng)特點：統(tǒng)一的窗口和操作風格、豐富的應用程序與應用開發(fā)工具、事

件驅(qū)動程序的運行方式、多任務的圖形化用戶界面、支持網(wǎng)絡及多媒體技術、豐富的應用程

序接口、廣泛的硬件支持。

UNIR操作系統(tǒng)特點：多用戶、多任務、分時，有友好的用戶接口，可裝卸的樹型結(jié)構(gòu)文

件系統(tǒng)，設備文件化，較強的可移植性。

LinuR操作系統(tǒng)特點：友好的用戶接口，超強的可移植性，靈活的模塊化設計，強大的通

信及網(wǎng)絡功能，強大的健壯性。

三.討論題

1.在平時使用的操作系統(tǒng)中，如何認識進程？為什么在操作系統(tǒng)中要引入這個概念？而

不就使用程序這個概念？

答案略。

2.操作系統(tǒng)是否功能越強大、使用越簡單就越好？為何現(xiàn)實世界有多種不同的操作系統(tǒng)

存在，為什么不統(tǒng)一為一個操作系統(tǒng)，這樣不是會省去很多麻煩嗎？

答案略。

第5章網(wǎng)絡計算

習題(答案)

一.選擇題

1.02.B3.A4.C5,C

6.A7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABC

11.D12.013.B14.B

二.簡答題

1.什么叫信息、數(shù)據(jù)、信號？

答：信息(Information)是客觀事物的屬性和相互聯(lián)系特性的表現(xiàn)，它反映了客觀事物

的存在形式和運動狀態(tài)。計算機中的信息一般是字母、數(shù)字、符號的組合，而將這些信息進

行傳輸?shù)妮d體可以是文字、聲音、圖形、圖像等。

數(shù)據(jù)(Data)是信息的數(shù)字化形式或數(shù)字化的信息形式。

信號(Signal)是攜帶信息的傳輸介質(zhì)，在通信系統(tǒng)中常用電信號、光信號、載波信號、

脈沖信號、調(diào)制信號等描述。

2.什么是串行通信和并行通信？

答：在數(shù)據(jù)通信中，將待傳送的每個字符的二進制代碼按由低位到高位的順序依次發(fā)送，

每次由發(fā)送端傳送到接收端的數(shù)據(jù)只有一位，這種方式稱為串行通信。

至少有8位二進制數(shù)據(jù)同時通過多位數(shù)據(jù)線從一個設備傳送到另一個設備，每次發(fā)送一

個字符代碼，這種工作方式稱為并行通信。

3.什么是同步通信和異步通信？

答：同步是每次發(fā)送多個字節(jié)或信息塊，要求通信的收、發(fā)雙方在時間基準上保持一致,

系統(tǒng)需要一個同步時鐘，用于傳輸大量的信息。

異步每次發(fā)送和接收一個字符的數(shù)據(jù)，同步在字符的基礎上進行，起始時刻是任意的，

字符與字符之間的間隔也是任意的，即各個字符之間是異步的。

4.簡述計算機網(wǎng)絡的定義。

答：計算機網(wǎng)絡就是利用通信設備和線路將地理位笈分散的、具有獨立功能的多個計算

機系統(tǒng)連接起來，按照以功能完善的網(wǎng)絡軟件(即網(wǎng)絡通信協(xié)議、信息交換方式和網(wǎng)絡操作

系統(tǒng)(NetworkOperatingSRstem:NOS)等)進行數(shù)據(jù)通信，以實現(xiàn)網(wǎng)絡中資源共享和信息傳遞

的系統(tǒng)。

5.簡述資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)的組成。

答：資源子網(wǎng)由主機系統(tǒng)、終端、終端控制器、連網(wǎng)外設、各種軟件資源與信息資源織

成。資源子網(wǎng)負責全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務，向網(wǎng)絡用戶提供各種網(wǎng)絡資源與網(wǎng)絡服務。

通信子網(wǎng)由通信控制處理機、通信線路與其他通信設備組成，負責完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸、

轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務。

6.簡述光纖通信的優(yōu)點。

答：光纖通信的優(yōu)點是通信農(nóng)量非常大、抗雷電和電磁抗干擾性能好、傳榆距離遠、傳

輸速率高、單芯可實現(xiàn)傳輸、傳輸損耗小、中繼距離長、無串音干擾、保密性好、體積小、

重量輕。

7.簡述分組交換。

答：分組交換采用存謎轉(zhuǎn)發(fā)的技術，把來自用戶的信息暫存于存儲裝置中，并劃分為多

個一定長度的分組，每個分組前邊都加上固定格式的分組標記(Lable),用于指明該分組的

發(fā)端地址、收端地址及分組序號等，然后再根據(jù)地址轉(zhuǎn)發(fā)分組。分組在各交換節(jié)點之間傳送

比較靈活，交換節(jié)點不必等待整個報文的其他分組到齊，而是一個分組、一個分組地聘發(fā)。

這樣可以大大壓縮節(jié)點所需的存儲容量，也縮短了網(wǎng)路時延。另外，較短的報支分組比長的

報文可大大減少差錯的產(chǎn)生,提高了傳輸?shù)目煽啃?。但分組交換也有抉點.分組存儲轉(zhuǎn)發(fā)時.

會產(chǎn)生時延；攜帶控制信息會增加開銷(Overhead);分組交換網(wǎng)還需要專門的管理和控制機

制。

8.計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)有哪些？分別簡述每種拓撲結(jié)構(gòu)的特點。

答：(1)總線型網(wǎng)絡(BusNetwork)結(jié)構(gòu)

在總線型拓撲結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡中的所有節(jié)點都直接連接到同一條傳輸介質(zhì)上，這條傳輸介

質(zhì)稱為總線。各個節(jié)點將依據(jù)一定的規(guī)則分時地使用總統(tǒng)來傳輸數(shù)據(jù)，發(fā)送節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)

幀沿著總線向兩端傳播，總線上的各個節(jié)點都能接收到這個數(shù)據(jù)幀，并判斷是否發(fā)送紿本節(jié)

點的，如果是，則將該數(shù)據(jù)幀保留下來；否則將丟棄該數(shù)據(jù)幀。

(2)樹型網(wǎng)絡(TreeNetwork)結(jié)構(gòu)

總線型拓撲結(jié)構(gòu)的另一種形式是樹型拓撲結(jié)構(gòu)，傳輸介質(zhì)是不封閉的分支電纜。和總線

型結(jié)構(gòu)一樣，樹型拓撲結(jié)構(gòu)中任何一個節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)都能被其它節(jié)點接收。

(3)星型網(wǎng)絡(StarNetwork)結(jié)構(gòu)

在星型拓撲結(jié)構(gòu)中，每個端點必須通過點到點鏈路連接到中間節(jié)點上，任何兩個端節(jié)點

之間的通信都要通過中間節(jié)點來進行。在星型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡中，可采用集中式訪問控制和分布

式訪問控制兩種訪問控制策略對網(wǎng)絡節(jié)點實施網(wǎng)絡訪問控制。

(4)環(huán)型網(wǎng)絡(RingNetwork)結(jié)構(gòu)

在環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)中，各個節(jié)點通過中繼器連入網(wǎng)絡，中繼器之間通過點到點鏈路連接，

使之構(gòu)成一個閉合的環(huán)型網(wǎng)絡。發(fā)送節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)幀沿著環(huán)路單向傳遞，每經(jīng)過一個節(jié)點，

該節(jié)點要判斷這個數(shù)據(jù)幀是否發(fā)送給本節(jié)點的，如果是，則要將數(shù)據(jù)幀拷貝下來。然后將數(shù)

據(jù)幀傳遞到下游節(jié)點。數(shù)據(jù)幀遍歷各個節(jié)點后，由發(fā)送節(jié)點將數(shù)據(jù)幀從環(huán)路上取下。

9.簡述網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)。

答：網(wǎng)絡的體系結(jié)構(gòu)是用層次結(jié)構(gòu)設計方法提出的計算機網(wǎng)絡層次結(jié)構(gòu)及其協(xié)議的集

合。換種說法，它是計算機網(wǎng)絡及其部件所應能完成的各種功能的精確定義。

在網(wǎng)絡分層體系結(jié)構(gòu)中，每一個層次在邏輯上都是相對獨立的：每一層都有具體的功能；

層與層之間的功能有明確的界限；相鄰層之間有接口標準，接口定義了低層向高層提供的操

作服務；計算機間的通信是建立在同層次之間的基礎上。

10.常用的網(wǎng)絡互連設備有哪些？

答：常用的互連設備有以下幾類：

(1)物理層互連設備，即中繼器(Repeater),中繼器又叫轉(zhuǎn)發(fā)器。

(2)數(shù)據(jù)鏈路層互連設備，即網(wǎng)橋(Bridge)。

(3)網(wǎng)絡層互連設備，即路由器(Router)。

(4)網(wǎng)絡層以上的互連設備，統(tǒng)稱網(wǎng)關(GatewaR)或應用網(wǎng)關。

11.簡述TCP/IP協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。

答：TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)是Internet賴以存在的基礎，Internet中計算

機之間通信必須共同遵循的TCP/IP通信規(guī)定。TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)如圖所示。

TCP/IP的體系結(jié)構(gòu)圖

(1)網(wǎng)絡接口層是TCP/1P協(xié)議的最底層，用于負責網(wǎng)絡層與硬件設備間的聯(lián)系。這一層

的協(xié)議非常多，包括邏輯犍路和媒體訪問控制。

(2)網(wǎng)際層主要解決的是計算機到計算機之間的通信問題，包括的功能有處理來自傳揄

層的分組發(fā)送請求，收到請求后將分組裝入IP數(shù)據(jù)報，填充報頭，選擇路徑，然后將數(shù)據(jù)

發(fā)往適當?shù)慕涌冢禾幚頂?shù)據(jù)報；處理網(wǎng)絡控制報文協(xié)議，即處理路徑、流量控制、阻塞等。

(3)傳輸層用于解決A算機程序到計算機程序之間的通信問題。

(4)應用層提供一組常用的應用程序給用戶。在應用層，用戶調(diào)節(jié)訪問網(wǎng)絡的應用程序，

應用程序與傳輸層協(xié)議配合，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。

12.簡述IP地址。

答：每臺計算機或路由器都有一個由授權機構(gòu)分配的號碼，稱為IP地址。IP地址能夠

惟一地確定Internet上每臺計算機。由32位二進制數(shù)組成地址稱為IPv4地址，在實際應

用中，將這32位二進制數(shù)分成4段，每段包含8位二進制數(shù)。

13.Internet提供的主要服務有哪些？

答：Internet提供的主要的服務有：WWW服務、電子郵件服務、文件傳輸服務、遠程登

錄服務。

14.簡述域名系統(tǒng)。

答：由于IP地址很難記憶，為了使用和記憶方便，因特網(wǎng)還采用了域名管理系統(tǒng)，簡

稱DNS(DomainNameSRstem)c域名系統(tǒng)與IP地址的結(jié)構(gòu)一樣，也是采用層次結(jié)構(gòu)c任何一

個連接在因特網(wǎng)上的主機或路由器，都有一個惟一的層次結(jié)構(gòu)的名字，即域名。域名的結(jié)構(gòu)

由若干個分量組成，頂級域名放在最右面，各分量之間用”隔開：???.三級域名.二級域

名.頂級域名。

15.Intranet的技術有何特點？

答：Intranet的技術的特點有：

(1)Intranet為用戶提供了友好統(tǒng)一的瀏覽器界面。

(2)Intranet可以簡化用戶培訓過程。

(3)Intranet可以改善用戶的通信環(huán)境。

(4)Intranet可以為企業(yè)實現(xiàn)無紙辦公創(chuàng)造條件。

16.網(wǎng)絡管理的目標是什么？

答：網(wǎng)絡管理的目標有：

(1)減少停機時間，改進響應時間，提高設備利用率；

(2)減少運行費用，提高效率：

(3)減少/消滅網(wǎng)絡瓶頸；

(4)適應新技術(多媒體，多平臺)：

(5)使網(wǎng)絡更容易使用；

⑹安全。

17.網(wǎng)絡安全策略的設計應考慮到那些方面？

答：網(wǎng)絡安全策略的設計應考慮到以下幾個發(fā)面：

(1)網(wǎng)絡安全策略與網(wǎng)絡用戶的關系；

(2)制定網(wǎng)絡安全策略的兩種思想；

(3)網(wǎng)絡安全教t■與網(wǎng)絡安全策略；

(4)網(wǎng)絡安全策略的修改、完善與網(wǎng)絡安全制度的發(fā)布。

18.簡述計算機網(wǎng)絡安全技術中防火墻(Firewall)的基本功能及其技術分類。

答:計笄機網(wǎng)絡安全技術中“防火墻”(Firewall)的基本功能:

(1)為內(nèi)部網(wǎng)與Internet之間所設的安全系統(tǒng);

(2)是在兩個網(wǎng)絡之間執(zhí)行訪問，控制策略的系統(tǒng)；

(3)它在內(nèi)部網(wǎng)絡和外部網(wǎng)絡之間設置障礙：

(4)防止外界對內(nèi)部資源的非法訪問，也可以防止內(nèi)部對外部的不安全的訪問。

防火堵的技術分類：網(wǎng)絡層防火墻和應用層防火墻。

三.討論題

1.OSI/RM規(guī)定的計算機網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)有七層模型結(jié)構(gòu)，而TCP/IP只有四層或五層模

型，試討論它們的異同點。為什么會有這些變化，給出你自己的理由。

答