2018版实验指导书中的习题答案

大学计算机基础实验与题解（2018版）

习题参考答案

目录

第1章概述习题 (1)

第2章计算机系统习题 (2)

第3章信息在计算机中的表示习题 (6)

第4章操作系统基础习题 (9)

第5章计算机网络基础习题 (12)

第6章程序设计基础习题 (16)

第7章数据结构与常用算法习题 (22)

第8章数据库技术基础习题 (27)

第9章信息安全基础习题 (33)

第1章概述习题

一、单项选择题

1~5 DBCCD 6~10 DCCBB 11~12 AA

答案解析：

3.除C选项外，其余的关于ENIAC的描述都是正确的。冯?诺依曼提出的计算机实现的基本思想在ENIAC 计算机之后，所以ENIAC计算机那时还没有采用“程序存储”的思想。

4. 计算机的“存储程序控制”的思想是计算机区别于其他计算机器的主要特征。A、B、D选项都是计算机的特征，但不是计算机自动工作的主要原因。

5. 早期的计算机都是用于数值计算，随着计算机的普及和发展，才逐渐应用到人工智能、过程控制、信息处理等领域。

6. MIPS表示每秒兆个指令，是表示计算机的运算速度的指标。

8.性价比低和体积小不是所有计算机的特征。

9.计算机的发展历程用第几代来表示，主要以所用的电子元器件来划分的。

12.对计算机的一种分类是依据计算机的CPU的型号来划分的。B、C、D都不是划分的依据。

二、简答题

1. 计算机的定义是什么？

答：计算机定义：计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子装置。

2. 计算机的特点有哪些？

答：计算机的特点是：（1）运算速度快；（2）计算精度高；（3）记忆力强；（4）具有逻辑判断能力；（5）可靠性高、通用性强。

3. 计算机有哪些发展趋势？

答：计算机的发展趋势：（1）高性能计算；（2）普适计算；（3）云计算；（4）生物计算；（5）智能计算；（6）未来互联网技术。

4. 结合你的专业领域，你认为计算机会在你的专业领域里有哪些作用？（略）

5. 什么是计算思维？计算思维在哪些方面得以体现？

答：计算思维是运用计算机科学的基础知识去求解问题、设计系统和理解人类行为，涵盖了计算机科学之广度的一系列思维活动。

计算思维体现在：（1）求解问题中的计算思维；（2）设计系统中的计算思维；（3）理解人类行为中的计算思维

6. 计算思维的本质是什么？

答：计算思维的本质是抽象（Abstract）和自动化（Automation）。它反映了计算的根本问题，即什么能被有效地自动进行。

7. 结合你的专业领域，你打算如何在计算思维方面进行哪方面的训练，以适应未来你在专业领域中的持续发展？（略）

第2章计算机系统习题

一、单项选择题

1~5 BBDCB 6~10 CAADC11~15 CBCAA 16~20 ADCAD

21~25 BBCD C（A也对）26~30 CABCA 31~35 CBCAB 36~40 CACCD

41~45 BDCCA 46~50 BBDAC 51~55 AAADD 56~60 BBBCD

61~65 BABCC 66~70 CCBAB 71~75 AAACB 76~80 BCAAC

81~85 ACBDC 86~88 BAA

更正：将29题的C选项改成：C. Cache > RAM > 硬盘

答案解析：

1.RAM是属于半导体内存，特征是：可读可写，具有电易失性。可读可写，指的是可以读取内存的值，也可以改写内存的值。如果没有新的内容写进内存，那么内存的值保持不变；一旦有新的内容写进内存，那么内存的值就变成新的了，原来的内容就不见了。电易失性指的是如果一直有电供应，那么内存一直保存其中的内容，一旦掉电，那么其中的内容就会丢失，即使再次供电，也不能找回其中的内容。所以在编辑任何文件时，要注意随时存盘，即将内存的内容随时保存到外存。有的应用程序具有“自动保存”的功能，例如office，默认情况下是每10分钟自动存一次盘。A、C选项是大多数外存的特点，D选项是只读存储器ROM和外存CD-ROM（即通常所说的光盘）的特点。

2.Pentium Ⅳ2. 4G 的芯片指的是CPU型号，奔腾IV 2.4GHz。

3. A选项是ROM、外存的特点，寄存器、RAM都是电易失性的。B选项错误在于操作系统对所有的硬件资源和软件资源都进行管理。C选项错误在于硬盘虽然装在主机箱里，但属于外存。

5. C选项错误的原因在于应用软件的编写都是基于某一种操作系统的，对操作系统是有要求的，例如，基于Windows操作系统的应用软件就不能运行在Mac OS操作系统中。

8. 在存储体系里，存取速度快慢的次序是：寄存器>Cache>内存>外存。高速缓存Cache就是为了解决高速的CPU与相对低速的内存而产生的技术，所以存取速度比内存快。

10.键盘、鼠标、扫描仪、条码阅读器属于输入设备；显示器、绘图仪、打印机都属于输出设备；CD-ROM 驱动器、硬盘属于外存。大多数外存既可读也可写，属于输入/输出设备，但CD-ROM（光盘）只能读不能写。

13.指令由两部分组成，教材中的叙述是：操作码+地址码，这里的描述是：操作码+操作数，都可以。23.操作系统的五大功能，在教材中的描述是：处理机管理、内存管理、磁盘与文件管理（外存管理）、设备管理、用户与应用程序接口。这里的描述也是可以的。作业管理指的就是用户界面，即用户与应用程序接口。

57.计算机辅助设计的英文缩写为CAD，计算机辅助制造为CAM，计算机辅助教学为CAI，计算机辅助管理这个术语用得较少。

74.总线是计算机各部件之间传送信息的通道。从传送的信息类型来看，可将总线分为：数据总线、地址总线和控制总线。地址总线上传送的是地址信息，只能从CPU传送到存储器；控制总线上传送的是CPU 的控制信息，有的从CPU传送到其他部件，有的是从其他部件传送到CPU；数据总线上传送的是指令和数据信息，可以从CPU传送到存储器，也可以从存储器传送到CPU。

75.由于硬盘的各盘片相隔很近，且读写磁头非常精细，所以硬盘工作时应该避免震动。

79. 程序中的指令集合和数据装载到内存时，通常指令集中在一片连续的存储单元，我们把它们叫做程序区；数据集中到另一片连续的存储单元，叫做数据区。所以指令和数据通常是分开存放的。CPU读出来的信息到底是指令还是数据，取决于它们的存储单元的地址。B选项是区分ASCII码和中文机内码的。81.微机系统的CPU与外部交换信息主要通过输入/输出设备，即外设。更详细地说，是通过输入/输出接口与外设交流的。

二、简答题

1．“冯·诺依曼计算机”的基本思想是什么？

答：冯·诺依曼计算机的基本思想是：存储程序的思想，即“将指令和数据以同等地位事先存于存储器中，可按地址寻访，机器可从存储器中读取指令和数据，实现连续和自动的执行”。

2. 冯·诺依曼计算机有哪五大部件？

答：冯·诺依曼将计算机分解为五大部件：存储器（Memory）、运算器ALU（Arithmetic Logic Unit）、控制器（Control Unit）、输入设备（Input）和输出设备（Output）。五大部件各司其职，并有效连接，以实现整体功能。

3. 存储器的功能是什么？它的基本特性是什么？

答：存储器是可按地址自动存取信息的部件。

按地址访问存储单元的内容便是存储器的基本特性。

4. 解释下列与存储器相关的概念：

位，字节，存储单元，存储单元的地址，存储单元的内容，字，字长

答：（1）位：是存储器的最小单位，每个存储位可存储0或1。

（2）字节：每个存储单元由8个存储位构成，即一个字节，是存储器的基本单位。

（3）存储单元：存储器由若干个存储单元构成。因此，存储单元是构成存储器的基本单位。

（4）存储单元的地址：地址译码器的输入A n-1…A0即为存储单元的地址。每个存储单元的地址由地址译码器进行编码。

（5）存储单元的内容：8个存储位构成一个二进制数，即存储单元的内容。

（6）字：运算器一次可以读出或写入的若干个字节，称为一个字。

（7）字长：一个字的数据所包含的二进制位数，称为计算机的字长。

5. 地址译码器的作用是什么？存储器进行读、写操作的过程是怎样的？

答：地址译码器的作用：存储单元的地址由地址译码器进行编码，并且控制存储单元的读写操作。

存储器的读写过程是：通过地址译码器，可将每个地址编码A n-1…A0译出所对应的地址线W i，由W i 来控制存储单元内容的读或写。当W i有效时，其对应的存储单元的内容可以读出或写入，否则该单元不能够读出或写入。

6. 存储器的存储容量与什么有关？如果需要64GB的存储容量，地址译码器的地址线需要多少根？

答：存储器的存储容量是存储单元的总数，与地址线的位数有关。

由于64GB=26*230B=236B，所以地址译码器的地址线需要36根。

7. 机器指令的格式是怎样的？各部分的作用是怎样的？

答：一条机器指令被分为两部分：操作码和地址码（也称操作数）。

操作码告诉CPU所要进行的操作类型，如取数、存数、做乘法、做加法、显示、停机等；

地址码告诉CPU所要操作的数据在哪里。运算的结果可以存储在运算器中，也可以存储在存储器中。

8. 在机器指令中，以哪些方式来指明需要操作的数据？

答：机器指令中指明需要操作的数据的方式有：①操作数可直接出现在指令的地址码部分，称为立即数；

②也可以给出数据所在的存储单元的地址，即直接地址，CPU可直接到该存储单元中取出数据；③也可以给出一个地址，但该地址指出“用于存放操作数所在的存储单元的地址”，即间接地址，通过这个地址可找到存储数据的存储单元地址。

9. 指令的执行过程是怎样的？程序的执行过程是怎样的？

答：所谓指令的执行，就是由信号发生器根据指令的操作码要求，产生各种电平信号，发送给各部件，各

程序的执行过程：将程序中的各条指令存储在存储器中，在时钟与节拍的控制下，由CPU从存储器中取出指令、分析指令、执行指令，机器不断地重复这样的过程，直至遇到停机指令为止。

10. 一个完整的现代计算机系统有哪些组成成分？

答：一个完整的计算机是由硬件和软件构成的，如图所示。

11．在现代存储体系中，是如何体现不同性能资源的组合优化思维的？

答：数据存储能力是现代计算机的重要能力。人们对存储器的要求是：存储容量要足够大（越大越好），存储速度要足够快（能够匹配CPU的运算速度）、存储时间要足够长（越长越好）、价格要足够低（越低越好）。但满足上述要求的存储器是理想化的，因此现实中出现了各种性能的存储器。典型的存储器有：寄存器、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、高速缓冲存储器Cache、硬盘及其它外存。这些存储器构成一个存储体系，其中外存不与CPU直接交换信息，内存与CPU直接交换信息。因此，内存就好像外存的一个“临时缓冲区”。外存速度慢，以存储块为单位进行读写（一个存储块为一个扇区或其倍数），可以一次将更多的信息读写到内存，再被CPU处理。内存速度快，可与CPU中的寄存器按存储单元/存储字为单位交换信息，或者内存经过Cache，以Cache为缓冲区与CPU的寄存器交换信息。这样“以批量换取速度、以空间换取时间”来实现存储器与CPU之间速度的匹配，可使用户感觉到读写速度很快同时容量又很大。

12. 为什么说：操作系统被认为是扩展硬件功能的一种软件系统？

答：由于硬件的功能在实现时已经固化了，因此操作系统被认为是扩展硬件功能的一种软件系统。操作系统是控制和管理计算机系统各种资源（硬件资源、软件资源和信息资源），合理组织计算机系统工作流程，提供用户与计算机之间接口，以解释用户对机器的各种操作需求并完成这些操作的一组程序集合，是最基本、最重要的系统软件。它在扩展硬件功能方面体现在：操作系统是用户与计算机硬件之间的接口，操作系统为用户提供了虚拟机，操作系统是计算机系统的资源管理者。

13. 操作系统的功能有哪些？

答：操作系统的主要功能包括处理机管理、内存管理、磁盘与文件管理（外存管理）、设备管理、用户与应用程序接口（也称作业管理）等，如图所示。

14. 什么叫BIOS？

操作系统

处理机管理内存管理磁盘与文件管理设备管理

用户与应用

程序接口

CPU

内存外存I/O设备

用户

为ROM-BIOS，机器制造者已经在其中事先存入了一些程序及重要的相关参数，与内存一样管理，但其程序和数据不因关机而丢失，所以它是机器接通电源开始执行的第一个程序。通常，BIOS包括一些硬件检测程序及基本输入/输出相关的一些程序，还包括控制CPU读写磁盘来获取引导扇区及装载操作系统的程序。

15. 有哪些程序设计语言？就你的理解，和第1章介绍的计算思维，这些程序设计语言体现了什么样的计算思维？

答：程序设计语言有：机器语言、汇编语言、高级语言。

程序设计语言的发展体现了计算思维的约简、嵌入、转化等方法，体现了采用抽象和分解的方法来控制庞杂的任务，等。

16. 用你自己的话尝试总结一下，计算机是如何做到人与机器之间的相互理解与沟通过程中的平衡的？

答：人与机器的相互理解与沟通是通过用某种程序设计语言来编写程序，从而控制机器执行的过程。从人的角度来说，希望编程语言的规则/语法越简单越好，尽量不考虑硬件的工作原理。从机器的角度来说，希望程序的执行效果越高越好，执行层次越接近硬件越好。这需要平衡。

解决的办法是在人和机器之间搭建一个转换平台，交由另一个软件——编译器来完成。这样既满足了人的需求，也满足了机器的需求。计算机语言的功能扩展路线是：以下层语言为基础，再定义一套能力更强及编写更方便的“新语言”，而且提供一个编译器，它是已经用下层语言编写并可执行的程序。这样，人们就可用新语言来编写源程序，再经过编译器翻译成下层语言所能识别的源程序。一层层翻译，最终翻译成机器语言程序，计算机便可执行了。

17. 编译器的作用是什么？

答：编译器的作用是：将高级语言源程序翻译成机器语言程序。

18. 微机的硬件系统有哪些部件？微机的主要技术指标有哪些？

答：一个完整的微机硬件系统仍然由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成，或由主机和外设组成。

微机的核心部件的性能指标包含：（1）CPU的主频、总线宽度、字长、集成Cache及个数、指令集、是否多核等；（2）内存的容量、速度等；（3）显示系统的分辨率、色彩深度等；（4）硬盘的容量、转速、平均寻道时间、传输速率等。

19. 参考教材的例子，假设a=4，b=6，c=3，请修改相应的程序和数据，并模拟执行该程序。机器在执行第4条指令后12号存储单元的值是什么？运算器和PC寄存器中的值是多少？（略）

20. 结合你的专业，你在计算机的学习过程中，有哪些职业规划？（略）

第3章信息在计算机中的表示习题

一、单项选择题

1~5 DDAAC 6~10 CCCBB 11~15 BDCCB 16~20 CAABB

21~25 CBBAA 26~30 CBBAA 31~35 ABDDA 36~40 ABBDA

41~45 AACBB 46 D

答案解析：

1. 整数有无符号整数和有符号整数。无符号整数默认的就是正整数，因为不用考虑符号，所以二进制编码的所有位都是数值位，因此16位的二进制编码可表示的整数范围是0~65535。有符号整数由于要考虑符号，因此最高位是符号位。那么正整数的编码范围是0000 0000 0000 0000~0111 1111 1111 1111，即0~32767，负整数的编码范围是1000 0000 0000 0000~1111 1111 1111 1111，即-32768~-1（从机器数到真值的计算方法，仍然采用：取反+1的方法，参考教材的图3.5所示的例子）。所以有符号整数的范围是-32768~32767。

2. 将所有的数都转换成十六进制数，就好比较了。A选项的十六进制数是97H，C选项是A1H，D选项是6FDH，所以答案是D。

3. 在无溢出的情况下，整数后面加两个零，表示其余位的位数升高了2位，那么所对应的权值全部变成了原来的22倍，所以选择A。

5. 删除非零无符号二进制整数后面的一个0，说明所有位的位数降低了1位，所以所有位的权值都变成了原来的1/2，所以选择C。

6. 总的来说，同一个十进制数，基数越小，则位数越多。所以选择C。A选项的错误在于，B的位数可能会等于D，例如0D和1D转换成二进制，它们的位数就相等。

10. 字母和数字在ASCII码表中的排列次序与它们的自然排列次序一致。

18. A选项、B选项的意思是，都从十进制开始，基数R进行增大，所以A选项是对的，而B选项是错误的。C选项认为不同进制之间，没有相同的数字符（即数码），这显然是错误的。D选项的错误在于没有考虑到相等的情况。

23. 八进制数的数码不可能出现大于7的数码，所以只有B选项正确。

36.严谨地说，一个浮点数由三部分组成：数符、位数、阶码。本题要描述的重点显然在于后两部分，所以A选项正确。

二、简答题

1．计算机中常用的进制有哪些？它们如何进行相互间的转换？

答：计算机中常用的进制有：二进制，十进制，八进制，十六进制。

不同进制之间的相互转换关系为：

（1）其它进制转换成十进制：将各位数码乘以权值的累加和。

（2）十进制转换成其它进制：整数部分转换：“连除取余法”；小数部分转换：“连乘取整法”。

（3）二进制数转换成八进制数的方法是“3位并1位”，即以小数点为中心分别向左、右两边分组，每3位1组，不足的向两边补0。

（4）同样，二进制数转换成十六进制数的方法是“4位并1位”。

（5）八进制数转换成二进制数的方法是“1位扩3位”，即将每1位八进制数用3位二进制数来表示。

（6）同样，十六进制数转换成二进制数的方法是“1位扩4位”。

2．有符号整数与无符号整数在计算机中分别是如何编码的？

答：无符号整数在计算机中的编码是：将十进制整数直接转换成二进制数。

有符号整数在计算机中的编码是：通常规定一个数的最高位为符号位，0表示正号，1表示负号，其余位表示数值。为方便计算，有符号整数在计算机中常采用补码方法编码。补码的编码规则是：正数的补

3．单精度浮点数在计算机中是如何编码的？

答：按IEEE754的规定，浮点数要用规格化的形式表示，如图所示。

规格化数＝数符 × 1. XXX…XXX × 2指数

单精度浮点数存储时占用4个字节，即32位。各位的意义和格式如图所示。

格式说明：

（1）若浮点数是正数，则数符为0，否则为1。

（2）尾数中的“ 1. ”不存储，目的是为了节省存储空间。

（3）存储的阶码等于规格化数中的指数加上127，即阶码 = 指数 + 127，这样可处理负指数的情况，避免了指数的符号占位问题。

4．简述在计算机中为什么常采用补码表示？

答：在补码编码方式中，0有唯一的编码，而且补码可以直接参与运算，其规则简单，符号位如同数值位一样参加运算，并能将减法运算转换成加法运算。

5．西文字符在计算机中是如何编码的？

答：西文字符采用的是ASCII （american Standard code for Information Interchange ，美国信息交换标准代码），是用0和1组合表示英文字母和符号的编码体系。它为计算机在世界范围的普及做出了重要贡献。ASCII 是用7位二进制数表示一些常用符号的一种编码，总共有128个通用标准符号。

6．中文字符在计算机中是如何编码的？

答：中文字符在计算机中的编码有输入码、国标码、机内码、字形码。

（1）输入码：是用键盘上可识别的符号的不同组合来编码汉字的，以便进行汉字输入的一种编码。

（2）国标码：我国1980年发布了《中华人民共和国标准信息交换汉字编码》，代号为GB2312-80。将所有汉字和符号排列成一个94×94的矩阵，即94个区（行）和94个位（列），每个区、每个位构成一个“区位码”，存放一个汉字或符号。汉字国标码是把区位码的区码、位码分别加上32（即20H ）。

（3）机内码：将国标码的每个字节的最高位设为1，作为汉字在计算机内存储与处理的编码。汉字机内码、汉字国标码、区位码三者之间的关系为：

汉字机内码＝汉字国标码＋8080H ＝区位码＋A0A0H

其它的机内码：为了容纳所有国家的文字，国际组织提出了Unicode 标准。Unicode 是可以容纳世

界上所有文字和符号的字符编码方案，用数字0~10FFFFH 来映射所有的字符，最多可容纳1114112个字符的编码信息。具体实现时，有UTF -8、UTF -16、UTF -32等编码方案。

（4）字形码：用0/1的组合来表征汉字字形的信息，这样就形成了汉字字模的点阵码。汉字字形也有矢量方式，存储的是描述汉字字形的轮廓特征。

7. 编码涉及分类，编码的好坏与分类标准有密切关系。假如现在要给20000个学生每人一个编码，能根据所在学校的学生特点给出一个编码规则吗？注：需要说清楚用多少位进行编码以及编码每一位的取值及其含义。

答：为了从编码能识别出学生的身份，例如：入学年份、学院、专业、年级、班级、班级所在顺序号、性别、是否少数民族，等信息，并能容纳下20000人编码的需求。

方案一：采用二进制编码方案。假设此编码规则适用到4048年，则需要12位编码；学校有15个学院，考虑到学校的发展，则需要5位编码；每个学院最多有6个专业，则需要3位编码；每个专业最多有数符 1位

阶码 8位 尾数 23位 尾数，二进制，

小数点之前是指数，二进制，习惯上写成十进制

女生为1；少数民族信息只需要1位编码，非用0表示，是用1表示。则一共需要32位二进制编码，4字节。

方案二：采用十进制编码方案。入学年份需要4位，学校需要2位（1~15），专业需要1位（1~6），班级需要2位（1~10），班级所在顺序号需要2位（1~45），性别需要1位（1表示男生，2表示女生），少数民族信息需要1位（1表示非，2表示是）。这样一共需要11位十进制编码。存储时，可以按照ASCII 码存储，每个数字占1个字节，则需要11字节二进制编码。

显然，方案二的编码所占的存储空间要大，但优点是表示直观，且看到编码的各位数字可以比较容易地识别出各个信息。方案一的编码短，但表示起来不方便，不容易直接识别出编码与信息的对应关系。

8. 在图形图像、多媒体领域有非常多的格式，相信你在听音乐、看电影的过程中一定对此有所体会，隐藏在格式背后的往往是标准。标准是一种什么“东西”？它与技术产业有什么关系？我们国家为什么高度重视指定标准并使之成为国际标准？（略）

9. 你是否对上课时同学们的座位信息感兴趣？学生是否有偏好的位置（经常坐在教室的某一个区域）？哪些同学们经常坐在一起？座位信息是否有助于我们了解某个同学（的某些方面）？利用教材中的编码/协议等知识，为该类信息设计协议，并探讨信息的采集、编码、存储、解码、分析等可能的技术方案。（略）

第4章操作系统基础习题

一、单项选择题

1~5 CBBBA6~10 DABBA11~15 DCBAB16~20 CACDA

21~25 BADAB26~30 CDCCB

二、填空题

1.硬件首次

2.资源利用率

3.计算机应用需求扩大

4.分时操作系统批处理操作系统实时操作系统

5.CPU 外设

6.动静

7.运行8.就绪运行等待9.就绪10. 4 0

11.当前目录12.shift+delete13.右键点击14.Ctrl+C Ctrl+V15.Ctrl

三、判断题

1~5 √ × √ × ×6~10 √ × √ √ √

四、简答题

1. 什么是操作系统？它在计算机系统中的地位是怎样的？

答：操作系统是一个大型的复杂的软件，它有效地管理计算机系统资源，合理地组织计算机工作流程，控制程序的执行，并向用户提供各种服务，使用户能够灵活、方便和有效地使用计算机。

操作系统在计算机系统中处于核心地位。操作系统是计算机硬件之上的第一层软件，它对内和硬件交互，是硬件的首次扩充和改造，对外和其他软件交互，把这些软件与硬件隔离开来，并为这些软件的开发提供计算平台。

2. 为计算机设计操作系统要达到什么目的？设计时应考虑哪些目标?

答：操作系统是一种系统程序，其目的是为其他程序的执行提供一个良好的环境。

它有两个主要设计目标：一是使计算机系统使用方便，二是使计算机系统能高效地工作。

3. 简述操作系统是如何工作的。

答：当计算机启动后，引导程序将操作系统核心程序装入主存，如果没有用户请求操作系统服务，它就等待某个事件的发生。当有某个事件出现，操作系统的服务程序就对它进行处理，处理结束后，再等待下一个事件发生。

4. 简述系统调用的执行过程。

答：操作系统为了给应用程序的运行创建良好环境，内核提供一系列具有预定功能的服务例程，通过一组称为系统调用的接口呈现给用户，系统调用把应用程序的请求传送至内核，调用相应服务例程完成所需处理，将处理结果返回给应用程序。

系统调用的执行过程：当CPU执行程序中的系统调用时，发生中断，处理器的状态由用户模式转变为内核模式，进入操作系统并执行相应服务例程，以获得操作系统服务。当系统调用执行完毕时，处理器再次切换回用户模式，中断返回至应用程序继续执行。

5. 操作系统为什么要区分运行模式？双模式操作指的是什么？

答：区分运行模式是为了保护操作系统不被破坏。

双模式是指系统的运行模式分为：核心模式和用户模式。

●核心模式一般指操作系统管理程序运行的状态，具有较高的特权级别。

●用户模式一般指用户程序运行时的状态，具有较低的特权级别。

●当处理器处于核心模式时可以执行全部指令（包括特权指令），可使用所有资源，并具有改变处

理器状态的能力。

6. 在多道程序设计技术中，如何理解它的“宏观上并行、微观上串行”特征？

答：宏观上并行是指它们先后开始了各自的运行，而且都未运行完毕。即：它们有的在CPU上执行，有的在打印结果，有的在输入数据。

微观上串行是指，一个时刻只有一个程序在CPU上运行，主存中的多道程序在CPU上是交替执行的。即微观上串行。

7. 简述分时技术。

答：分时技术是指把CPU时间划分成很短的时间片(如几百毫秒)轮流地分配给各个联机用户使用。如果某个程序在分配的时间片用完之前计算还未完成，该作业就暂时中断，等待下一轮继续计算。此时CPU让给另一个作业使用。这样，每个用户的各次要求都能得到快速响应。随着系统从一个用户快速切换到下一个用户，每个用户都觉得整个计算机系统为他所专用，即使计算机正在被众多用户共享。

8. 简述操作系统的主要功能

答：处理器管理、存储管理、设备管理、文件管理、用户接口、联网与通信管理。

9. 什么是进程？为什么要引入进程的概念？它与程序的区别是什么？

答：进程是指具有独立功能的程序在某个数据集合上的一次运行活动。

引入进程的目的在于从变化的角度动态地研究程序的执行。

程序与进程是不同的概念。程序是静态的，就像存储在磁盘上的文件内容一样；而进程是动态的，是程序在处理器上的一次执行的过程，有一个从创建到结束的生命周期。

10. 进程有哪些基本状态？画出进程状态变迁图。

答：，进程在活动期间至少存在三种基本状态，它们是就绪状态、运行状态、等待状态。

进程状态变迁图如图所示：

11. 简述虚拟存储技术。什么叫虚拟存储器？怎样确定虚拟存储器的容量？

答：所谓虚拟存储技术是指将内存与部分硬磁盘统一在一起管理，使其构成一个整体，从而将部分外存空间作为内存使用。具体做法：某程序和数据存放在外存中，由于分配到的内存有限，只能将程序中当前最需要的部分调入内存，这一部分程序马上可以投入运行，而程序的其他部分将依照请求装入内存；操作系统负责将程序各部分在外存与内存之间调入调出，以保证程序正确地运行；给用户的感觉是系统的内存足够用，程序大小没有受到内存容量的限制。

虚拟存储器：采用虚拟存储技术为用户提供一个比实际内存大得多的虚拟内存。

虚拟存储器的大小是由系统的地址结构确定的。

12. 设备驱动程序有什么作用？

答：驱动程序是计算机和硬件设备通信的程序。操作系统通过驱动程序来控制硬件设备，激活并使用该硬件设备。

13. 操作系统的文件管理要解决的主要问题是什么？

答：文件管理要解决的主要问题是按名存取，即用户可以按照文件名存取文件，而不必考虑各种外存储器的差异，不必了解文件在外存上的具体物理位置及存放方式。

14. 什么是文件？简述按名存取的含义。

按名存取的含义是：用户不必考虑文件存储在哪里，怎样组织输入输出等工作，只要提供文件名，操作系统通过去查找目录，就能对文件进行存取。

15. 操作系统有哪些用户接口？

答：操作系统为用户提供服务的用户接口包括：命令行接口、图形用户界面、系统调用。

16. 列举5种不同的操作系统类型。

答：分时操作系统；批处理操作系统；实时操作系统；分布式操作系统；嵌入式操作系统

17. 常见的智能手机操作系统有哪些？

答：常见的智能手机操作系统有iOS、Android、Symbian、Windows Phone等

第5章计算机网络基础习题

一、单项选择题

1~5 CDBCB 6~10 CCBDC 11~15 BBCCA 16~20 CBACA

21~25 BDBAD 26~30 CCDCB 31~35 BAACB 36~40 DAADC

41~45 CCACB 46 D

答案解析：

3.在IPv4地址中，采用点分十进制整数的记法，因此32位编码共有4段，每段不能超过255。因此C选项是对的。

4. 计算机网络是计算机技术与通信技术结合的产物，因此必须使用通信技术。A、B、D选项只是通信技术的某个分支。

5.连接在网络中的计算机可以是任意型号的、任意厂家的。

6. 当用户采用电话拨号接入方式连接Internet时，必须有一个设备进行模拟信号和数字信号的转换，这个设备就是调制解调器Modem。所谓调制，就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号；解调，即把模拟信号转换成数字信号。

7. 网络接口卡（简称网卡）是构成网络必须的基本设备，用于将计算机和通信电缆连接起来，以便经电缆在计算机之间进行高速数据传输。因此，每台连接到局域网的计算机（工作站或服务器）都需要安装一块网卡。

11.主机的IP地址一定是唯一的，而域名地址可能会有多个。教材中p132的最后一段的说法需要修改。

12. 中国公用计算机互联网ChinaNet、公用数字数据网ChinaDDN、公用分组交换网ChinaPAC都属于广域网，Novell网属于局域网。Novell网可以加入到Intenet中。Novell网所使用的协议，不能和Wndows网通讯。如果Novell网要上Intenet，必须安装TCP/IP协议。

34. IEEE 802标准委员会定义了多种主要的LAN网：以太网(Ethernet)、令牌环网(TokenRing)、光纤分布式接口网络(FDDI)、异步传输模式网(ATM)以及最新的无线局域网(WLAN)。

二、简答题

1．计算机网络的定义是什么？计算机网络具有哪些功能？

答：凡将地理位置不同、具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来，以功能完善的网络软件（即网络的通信协议、信息交换方式及网络操作系统等）实现网络中计算机之间的数据通信和资源共享的系统，称之为计算机网络。

计算机网络的功能有：（1）资源共享；（2）均衡负载及分布处理；（3）信息快速传递和集中处理；（4）综合信息服务；（5）提高系统的性能价格比，维护方便、扩展灵活。

2．计算机网络的组成是什么？

答：计算机网络包括网络硬件和网络软件两大类。

常见的网络硬件有：计算机、网络接口卡、通信介质以及各种网络互连设备等。网络中的计算机又分为服务器和工作站两类。

常用网络软件包括网络操作系统、网络协议软件、网络管理软件、网络通信软件和网络应用软件等。

3. 在计算机网络中，网络协议起什么作用？

答：网络协议是计算机网络中两个或两个以上计算机之间进行信息交换的规则，它包括一套完整的语句和语法规则。一般来说，网络协议可以理解为不同的计算机相互通信的“语言”，即两台计算机要进行信息交换，必须事先约定好一个共同遵守的规则。

4．常见的计算机网络拓扑结构有哪几种？它们的主要优缺点是什么？

答：常用的拓扑结构有星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑和树形拓扑。

星形拓扑结构：优点：（1）可靠性高；（2）方便服务；（3）故障诊断容易。缺点：（1）安装费用高；（2）扩展困难；（3）对中央节点的依赖性强。

总线形拓扑结构：优点：（1）布线容易、电缆用量小；（2）可靠性高；（3）易于扩充；（4）易于安装。缺点：（1）故障诊断困难；（2）故障隔离困难；（3）要重新设置中继器；（4）通信介质或中间某一接口点出现故障会导致整个网络随即瘫痪；（5）终端必须是智能的。

环形拓扑结构：优点：（1）电缆长度短；（2）适合使用光纤通信；（3）无差错传输。缺点：（1）可靠性差；（2）故障诊断困难；（3）调整网络比较困难。

树形拓扑结构：优点：（1）结构比较简单成本低；（2）网络中任意两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输；（3）网络中节点扩充方便灵活，寻找链路路径比较方便。缺点：（1）任何一个故障都会影响整个系统；（2）对根的依赖性太大。

5. 计算机网络的体系结构是怎样的？如何用邮政系统的分层结构来理解计算机网络的分层结构？

答：计算机网络的体系结构采用分层结构。每一层在其下一层提供的功能基础上，实现为上一层提供的功能。因此，越是底层，功能越弱；越是高层，功能越强。每一层的用户可以使用该层提供的功能。

邮政系统采用分层结构。寄信人首先将信的内容写在纸上，然后将信纸封装在标准信封内，在信封的正确位置写上收信人和寄信人的地址、邮编和姓名，贴上足够邮票后投入邮筒或直接交给邮局。信件在邮局分类，寄往同一城市的信件被装入同一信袋，送到火车站。信袋到达目的地后，由邮政人员将信袋发往邮局，再由邮递员根据收信人地址将信件送到收件人手上。收信人打开信封，取出信纸，阅读信纸上的内容，完成寄信人到收信人之间的通信过程。邮政系统信件投递分层结构示意图如图所示。

从以上邮政系统的分层结构中，我们了解到分层结构的特点：用层次结构构建复杂系统，垂直调用和逐层封装，两端每一层之间都有相应的约定。计算机网络也采用类似的分层结构，因此分层结构的优点是：各层之间是独立的，灵活性好，结构上可分割开，易于实现和维护，能促进标准化工作。

6. OSI参考模型的意义是什么？TCP/IP的体系结构是怎样的？

答：由于各个厂商有自己产品的体系结构，不同的体系结构有不同的分层与协议，这就给网络的互连造成困难。为了使不同体系结构的计算机都能互连，国际标准化组织ISO于1981年颁布了著名的“开放系统互连基本参考模型OSI/RM（Open System Interconnection Reference Model），简称为“OSI七层模型”。整个OSI/RM模型共分7层，从下往上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

TCP/IP采用4层体系结构，从上到下依次是应用层、传输层、网际层和网络接口层。TCP/IP体系结构与OSI参考模型的对照关系如图所示。

OSI 参考模型

TCP/IP 体系结构TCP/IP 协议集应用层

应用层Telnet 、FTP 、SMTP 、DNS 、HTTP 等表示层

会话层

传输层

传输层TCP 、UDP 等网络层

网际层TP 、ARP 、RARP 、DCMP 等数据链路层

网络接口层

各种通信网络接口（以太网、令牌环、帧中继、ATM 等）物理层

7. 衡量数字通信技术的指标有哪些？

答：衡量数字通信技术的指标有：数据传输速率，误码率。

8. IP 地址的格式是什么？IP 地址的记法是怎样的？如何区分IP 地址的类型？

答： IP 地址的格式：IP 地址采用分层结构，由网络地址和主机地址组成，用以标识特定主机的位置信息。IP 地址的格式如图所示：

网络地址主机地址

IP 地址的记法：（1）IPv4规定IP 地址的长度为32位，分为4个字节，每个字节可对应一个0～255的十进制整数，整数之间用点号分隔，形如“×××.×××.×××.×××”。（2）IPv6使用128位IP 编址方案，采用冒号十六进制表示（每16位划分为一段，每段被转换成一个4位的十六进制数，并用冒号隔开）。

IP 地址的类型：Internet 将IP 地址分为5类，即A 类、B 类、C 类、D 类和E 类。各类地址的结构如图所示。

C 类主机地址 网 络 地 址1 1 0 组 播 地 址1 1 1 0

D 类

保 留 做 研 究 用 地 址1 1 1 1E 类B 类

主 机 地 址 网 络 地 址1 0A 类

网络地址主 机 地 址00

3181624

9. 如何确定一个主机的子网掩码？

答：一个单位分配到的IP 地址实际上是IP 地址的网络地址，而后面的主机地址则由本单位进行分配。为了使本单位的主机便于管理，可以将本单位所属主机划分为若干个子网，用IP 地址主机地址中的前若干个二进制位来作为“子网号地址”，后面剩下的仍为主机地址。Internet 规定用一个32位的子网掩码来表示子网地址的长度。具体做法是：子网掩码由一连串的“1”和一连串的“0”组成。其中“1”对应于网络地址和子网地址，而“0”对应于主机地址。子网掩码也使用“点分十进制”表示法。

10. 域名地址的格式是什么？IP 地址与域名地址的关系是怎样的？

答：域名地址的格式：TCP/IP 域名地址是分层次的，各层之间用圆点“.”隔开，主机域名的一般格式为：…… . 三级域名 . 二级域名 . 顶级域名

IP 地址与域名地址的关系：（1）Internet 上IP 地址是唯一的，一个IP 地址对应着唯一的一台主机。给定一个域名地址能找到唯一的对应的IP 地址。域名通过DNS 服务器解析为IP 地址才能被计算机识别。（2）一台计算机可提供多个服务，例如：既作www 服务器，又作邮件服务器。因此可根据计算机提供的多个服务给予不同域名。但IP 地址仍然是唯一的，因此一个IP 地址可对应多个域名。直接输入IP 地址也可以

11．假设在Internet上的一个B类地址具有子网掩码255.255.240.0，问该网络中可同时接入的最大主机数是多少？

答：一个B类地址的前16位是网络号，后16位是主机号，默认的子网掩码是255.255.0.0。此主机的子网掩码是255.255.240.0，则说明划分了子网。240所对应的二进制码为：1111 0000，则说明子网号的位数为4位，其余12位为主机号。4位子网号最多可划分24-2=14个子网，每个子网的主机数最多为212-2=4094。则该网络中可同时接入的最大主机数是14×4094＝57316。

12．已知网络地址为211.134.12.0，若要有4个子网，则子网掩码是什么？

答：由网络地址可知，属于C类IP地址，前三段是网络地址，最后一段是主机地址。需要4个子网，则需要3位作为网络号编码，因此所对应的子网掩码为：255.255.255.224。

13．要把邮件服务器上的邮件取到本地硬盘中，应使用什么协议？

答：POP3协议。

14. 解释下列协议的含义：

TCP，IP，WWW，Telnet，FTP，SMTP，HTTP，POP3，DNS，URL

答：TCP：Transmission Control Protocol，传输控制协议。

IP：Internet Protocol，网际协议。

WWW：World Wide Web，万维网。Telnet：远程登录服务。

FTP：File Transfer Protocol，文件传输协议。

SMTP：Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议。

HTTP：Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议。

POP3：Post Office Protocol Version 3，邮局协议。

DNS：Domain Name System，域名系统。

URL：Uniform Resource Locator，统一资源定位。

15. Internet有哪些服务？

答：Internet提供的互联网服务有全球信息网超文本访问服务WWW、文件传输服务、电子邮件服务E-mail、远程登录服务Telnet、电子公告牌服务BBS、菜单驱动信息检索系统服务Gopher、网络新闻服务Usenet news以及广域网数据库信息检索系统服务W AIS等。

16. 接入Internet的技术有哪些？

答：接入Internet的技术有：（1）电话拨号接入；（2）ISDN接入；（3）xDSL接入；（4）有线电视接入；（5）无线接入方式；（6）共享接入。

17. 如何进行信息检索？以本专业的某个主题为例，进行信息检索，并整理成一篇Word文档或者ppt文档进行演示。

答：信息的检索是指采用一定的方法与策略从数据库中查找出所需信息。搜索引擎是用来搜索网上资源和提供所需信息的工具。常用的搜索引擎如：谷歌、百度、雅虎、搜狗、SOSO、有道等。

以某一主题为例进行信息检索（略）。

第6章程序设计基础习题

一、单项选择题

1~5 ADDAB 6~10 DDDDA 11~15 ACBCC 16~20 BBACD

21~25 CBDCC 26~30 CADAD 31~32 CC

答案解析：

1.算法中的数据可以从输入获得，也可以直接写入内存。但必须有输出，可以输出到显示器或打印机，也可以作为文件保存到外存。

2.程序设计曾经是以追求效率为目的，后来发现存在很多问题，因此现当代程序设计更倾向于追求结构、可读性、分工合作和方便调试等方面。

7.现代程序设计中，goto语句尽量少用；注解行，即注释，是对程序中某些语句的说明，是必要的；程序的代码要可读性好，易于理解，不是愈短愈好，有时候为了追求使用更短的代码写程序，提高写代码的效率，会牺牲掉代码的可读性，不可取；为了方便不同用户的合作，程序要采用模块化的方法使结构清晰。

15.算法的时间复杂度不用执行的时间，因为程序在不同机器上运行时，同样的代码可能会需要不同的时间。也不同程序的长度、指令的条数来度量，因为不同程序设计语言的语法规则、设计风格可能完全不同，无法比较。而是用基本的运算次数来度量。

17.模块独立性指每个模块只完成系统要求的独立子功能，并且与其他模块的联系最少且接口简单，两个定性的度量标准――耦合性和内聚性。

耦合性也称块间联系。指软件系统结构中各模块间相互联系紧密程度的一种度量。模块之间联系越紧密，其耦合性就越强，模块的独立性则越差。

内聚性又称块内联系。指模块的功能强度的度量，即一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度的度量。若一个模块内各元素（语名之间、程序段之间）联系得越紧密，则它的内聚性就越高。

对于开发者而言，耦合原则是“高内聚，松耦合”。即：程序要模块化，模块要完成明确的一组关联的服务功能，要求它的各部分是相关的、有机组合起来是完整体（外部程序来看黑盒子），模块的内部各成分之间相关联程度要尽可能高（强内聚）；而模块与模块之间又要求是可分拆的、少依赖的（松耦合）。

20.继承是使用已定义的类作为基础建立新类的定义技术。因此继承是针对类这个概念来定义的。当一个类从另一个类继承而来时，则一些属性和操作是共享的。

21. 三种基本结构是模块化程序设计的基础，原则上可编写任意复杂的程序，但不必每一个程序必须使用这三种结构编写，而根据功能的需要使用。goto语句要限制使用，它会破坏程序的模块化。模块相当于函数，程序的模块化可使用函数实现。

23. 算法的空间复杂度是用执行过程中的存储空间来度量，与程序的长度、指令的条数、程序本身的存储空间无关。

26. 算法的执行效率与数据的存储结构是有关的。简单地说，算法+数据结构=程序。其中数据结构研究的是数据的逻辑结构、存储结构和对数据的操作。

27.结构化程序设计使用三种基本控制结构来编写程序，模块化编程，模块提倡只有一个入口、一个出口，注重程序的可读性，不注重程序的执行效率，限制使用goto语句。

28.过程调用是面向过程的结构化程序设计的概念，即模块化思想。过程调用就是使用模块。

二、填空题

1. 类

2.对象

3.继承

4. 可重用性

5. 实例

6.降低程序的复杂度

7.消息

8. 实体

9. 封装

三、简答题

1. 什么是算法？算法的基本特性是什么？

基本特性：（1）可行性；（2）确定性；（3）有穷性；（4）拥有足够的情报。

2. 算法有哪些常用的表示方法？用流程图和N -S 图如何表达程序设计的三种基本结构？ 答：算法表示方法：自然语言表示算法，程序流程图，N -S 图，伪码，计算机语言。

用流程图表达程序设计的三种基本结构如图所示：

顺序结构 选择结构

当型循环结构 直到型循环结构

用N -S 图表达程序设计的三种基本结构如图所示：

3. 程序设计语言的主要用途是什么？

答：程序设计语言(也叫计算机语言)是人和计算机交流信息且计算机和人都能识别的语言，是程序设计人员和计算机进行信息交流的工具。

4. 简述程序设计的基本过程。

答：程序设计通常有5个步骤：程序说明、程序设计、编写代码、测试程序和程序定稿。

（1）程序说明：程序说明也称为程序分析，如明确要解决的问题，确定编程目标，定义想得到的输入/输出数据等。

（2）程序设计：使用程序设计方法设计一个问题和任务的执行方案。

（3）编写代码：使用计算机语言按照程序设计方案书写源程序。

（4）测试程序：通过编译系统调试源程序，发现程序的语法和逻辑错误并将其消除。

（5）程序定稿：最终程序文件由程序代码文件、程序说明书和用户操作手册等组成。程序代码文件和程序说明书便于以后程序的修改和维护。用户操作手册则使用户了解程序的使用以及正确输入数据。

5．算法和程序有什么相同之处和不同之处？

答：相同之处：算法和程序都是描述某一问题求解的一组明确的有限步骤的有序集合，都要对数据进行处理，最后产生输出。

不同之处：（1）设计一个算法，最终要由程序设计语言来实现。一个算法若采用程序设计语言来描述，则它就是一个程序。算法是程序设计的核心，算法的好坏很大程度上决定了一个程序的效率。

（

2）从算法到程序，主要是一个由粗到细的过程。算法是考虑实现某一个问题求解的方法和步骤，是解决问题的框架流程；而程序设计则是根据这一求解的框架流程进行语言细化，实现这一问题求解的具体过程。（3）算法不可执行，而程序可被编译、执行。

6．文档可以被计算机直接执行吗？它的主要用途是什么？

答：不能。文档的运行要靠应用程序来执行。文档的主要用途是存储用户数据。

7．简述程序的一般执行过程。

答：传统的计算机程序的执行可分为编辑、编译、连接和运行4个过程。若以C 语言程序为例，则其执行过程可如图所示。

（1）编辑：使用系统提供的可用来编写文本文件的应用软件，即编辑程序，来编辑（创建）源程序文件，如C 源程序文件。

（2）编译：使用系统提供的可对源程序文件进行代码分析、代码生成和优化的软件，即编译程序，来编译上一步所编辑（创建）的源程序文件。

（3）连接：使用系统提供的连接程序，将上一步编译后生成的目标程序代码文件与系统中提供的有关函数等链接起来，生成可执行程序文件。

（4）运行：计算机运行可执行程序文件产生计算结果。

8．什么叫算法的时间复杂度和空间复杂度？

答： 算法的复杂性体现在运行该算法时的计算机所需资源的多少上，计算机资源最重要的是时间和空间（存储容量）资源，因此复杂度分为时间和空间复杂度。 时间复杂度是指一个算法中的基本语句执行次数。一个程序的空间复杂度是指运行一个程序所需内存的大小。

9．用流程图描述以下任务的算法。

（1）输入30个整数，输出最小值。

（2）输入3个整数，按从大到小的顺序输出这3个数。

（3）求两个正整数的最大公约数和最小公倍数。

（4）输入一个数并打印该数及其平方，直到用户输入一个负数为止。 （5）将3~100中的素数找出来。

答：（1）输入30个整数，输出最小值。 i=2

i<=30? 输入 x 输入 x min=x

min>x?

Yes No

Yes

min=x No i=i+1

输出min

开始

结束

输入的第1个

数给min

循环结构，

保证再输入

29个数 凡输入的数

比min 小，

则用min 记

录下来 此时min 最小