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大学计算机信息技术教程 课后习题答案第一章 信息技术概述1.1 信息与信息技术1） 从通常意义上说，什么是信息？信息处理包含那些行为和活动？答：从客观的立场来看，信息是指：“事物运动的状态及状态变化的方式”。从认识主体立场来看，信息是指：“认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用”。 信息处理指的是与下列内容相关的行为和活动：信息的收集、信息的加工、信息的存储、信息的施用。2） 什么是信息技术？他包括哪些方面？你所学的专业与信息技术有什么联系？答：信息技术指是的用来扩展人们信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。基术的信息技术包括：扩展感觉器官功能的感测（获取）与识别技术；扩展神经网络功能的通信与存储技术；扩展思维器官功能的计算（处理）技术；扩展效应器官功能的控制与显示技术。 略。3） 列举一至两种常用（见）的信息处理系统，花出它们的系统组成图。答：火车、飞机售票系统。图略。1.2 微电子技术1） 什么是集成电路？什么是超大规模集成电路？你能列举出常用电子设备中的一些集成电路吗？答：集成电路是一半导体单晶体作为材料，经平面工艺加工制造，将大量晶体管、电阻等元器件及互连线构成的电子线路集成在基片上，构成一微型化的电路或系统。超大规模集成电路超过100万个电子元件的集成电路。如：电脑中的主板、显示卡、CPU等。2） 集成电路的发展趋势如何？微电子技术会达到极限吗？答：集成电路的特点是体积小，重量轻，可靠性高。集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸，晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快。 不会达到极限，Intel公司的创始人之一Gordon EMoore 1965年在电子学杂志上曾发表论文预测，单块集成电路的集成度平均每1824个月翻一番，这就是有名的Moore定律。3） IC卡有哪些类型？它们的应用现状和发展前景如何？答：IC卡从功能上分为三类：（1）存储器卡：主要用于安全性要求不高的场合。（2）带加密逻辑的存储器卡：用于安全性要求高的场合。（3）CPU卡：用于作为证件和信用卡等场合。 IC卡从使用方式上分为两类：（1）接触式IC卡：用于存储信息量的场合、读写操作比较复杂的场合。（2）非接触式IC卡：用于身份验证等场合。 IC卡不但可以存储大量信息，而且具有极强的保密性能，可以防止伪造和窃用，抗干扰能力强，可靠性高。它既可以作为电子证件，用来记录持卡人的信息，作为身份识别之用，也可以作为电子钱包使用，具有广泛的应用前景。1.3 通信技术入门1） 数据通信系统主要由哪些部分组成？解释信道容量、传输速率、误码率和端_端延迟等参数的含义。答：通信系统需由三个要素组成，即信息的发送者（称为信源），信息的接收者（称为信宿）以及信息的载体与传播媒介（称为信道）。信道的定义：传输数据的一个物理路径或是一种载波信信号频率。 传输速率：实际数据传输时单位时间内传送的二进位数目。 误码率：数据传输中出错数据占被传输数据总数的比例。 端_端延迟：指数据从信源传送到信宿所发费的时间。2） 数据传输时为什么需要采用调制、多路复用和交换技术？调制技术有哪些？复用技术又有哪几种？答：调制是为了信号可以在信道中传输，多路复用是为了提高信道的利用率，交换技术是为了数据能在信道顺利的传输。 调制技术有：调频、调幅、调相。 复用技术有：时分复用、频分复用、波分复用、码分复用。3） 对比有线通信和无线通信所使用的传输介质的性能，分析它们的优缺点。答：有线通信，它使用明线、对称电缆或同轴电缆、光纤等作为传输介质，利用频率分割原理，实现在有线信道上的多路复用。 无线通信：利用电磁波可以在空间自由传播的特性，通过调节电磁波的振幅、频率或相位实现远距离传输信息。优缺点：无线通信的通信距离远，频带很宽，容量很大，信号受到的干扰也较小，通信比较稳定。4） 有线载波通信、光纤通信、微波通信、卫星通信、移动通信等各有什么特点？你估计移动通信的进一步发展趋势会是怎样的？答：有线电载波通信，它使用明线、对称电缆或同轴电缆作为传输介质，利用频率分割原理，实现在有线信道上的多路复用。其过程为：发信端的各路信号对不同载波频率进行调制，分别搬移到不同频带后，同时在同一线路上传输。 光纤通信是利用光纤传导信号来进行通行的一种技术。光纤是光导纤维的简称，它由直径大约为0.1mm的细石英玻璃丝构成，透明、纤细、比头发丝还细，具有把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。光纤由折射较高的纤芯和折射率较低的包层组成。通常为了保护光纤，包层外还往往覆盖一层塑料加以保护。光纤通信系统中，在发信端信息被转换和处理成便于传输的电信号，电信号控制一光源，使发出的光信号具有所传输信号的特点，从而实现信号的电-光转换。发信端发出的光信号通过光纤传输到光纤通信系统的接收端，经光接收机的检测和放大转换成电信号，最后由电接收机恢复出与原发信端相同的信息。为了补偿光纤线路的损耗，消除信号的失真和噪声干扰，每隔一定的距离要接入光中继器。 无线电波可以接频率（或波长）分成中波、短波、超短波和微波。微波是一种具有极高频率（通常为300MHz300GHz）的电磁波，波长很短，通常为1m至1mm。 卫星通信的主要特点是通信距离远，频带很宽，容量很大，信号受到的干扰也较小，通信比较稳定。 所谓移动通信指的是处于移动状态的对象之间的通信，它包括蜂窝移动、集群调度、无绳电话、寻呼系统和卫星系统。移动通信的目标有四个：全球漫游；适应多种环境；提供高质量的多媒体业务；提供足够的系统容量。1.4 数字技术基础1） 什么是比特？比特是如何表示和存储的？答：数字技术的处理对象是“比特”，中文意译为“二进位数字”或“二进位”。它是计算机和其他数字系统处理、存储和传输信息的最小单位。一般用小写的字母：“b”表示。存储1个比特需要使用具有两种具有稳定状态的设备。在计算机等数字系统中，比特的存储经常使用一种称为触发器的双稳态电路完成。2） 存储器的容量是如何度量的？有哪些不同的度量单位？答：是按照能存储多少二进制位来度量的。经常使用的度量单位有：“千字节”(KB)，1KB = 210字节 = 1024B“兆字节”(MB)，1MB = 220字节 = 1024KB“吉字节”(GB)，1GB = 230字节 = 1024MB（千兆字节）“太字节”(TB)，1TB = 240字节 = 1024GB（兆兆字节）3） 比特的逻辑运算有哪几种？门电路是什么？使用门电路可以做什么？答：逻辑运算有三种：逻辑加、逻辑乘、取反。门电路就是用于基本完成逻辑运算的电路。任何复杂的逻辑运算都可以用门电路的组合来实现。4） 二进制数、十进制数如何相互转换？二进制数与八进制数、十六进制数如何相互转换？答：二进制数转换成十进制数只需要将二进制数的每一位乘上其对应的权值然后累加起来既可。十进制数转换成二进制数可以采取“除以2取余法”。 八进制数转换成二进制数只要每一个八进制数改写成等值的3位二进制即可。二进制数转换成八进制数时，整数部分从低位向高位方向每3位用一个等值的八进制数来替换，最后不足3位时在高位补0凑满3位。 十六进制数转换成二进制数只要每一个十六进制数改写成等值的4位二进制即可。二进制数转换成十六进制数时，整数部分从低位向高位方向每4位用一个等值的十六进制数来替换，最后不足4位时在高位补0凑满4位。5） Pentium处理器中有哪几种整数类型？-7086在这几种整数类型中是怎样表示的？6） 389.625在Pentium处理器中使用32为浮点数是怎样表示的？为什么32位浮点数可表示的数值范围是1010？自测题1一、 是非题1、 现实世界中存在着多种多样的信息处理系统、图书馆就是一种以收藏、管理和检索为主要目的的信息处理系统。 N2、 集成电路根据它所包含的晶体管数目可以分为小规模、中规模、大规模、超大规模和极大规模集成电路，现在PC机中使用的微处理器属于大规模集成电路。 N3、 信息在光纤中传输时，每隔一定距离需要加入中继器，将信号放大后继续传输。 Y二、 选择题1、下面关于个人移动通信的叙述中，错误的是 （ C ） （A）第一代个人移动通信采用的是模拟通信技术 （B）目前广泛使用的GSM手机采用了数字通信技术，属于第二代移动通信系统 （C）移动通信系统中，移动电话交换中直接接收手机（移动台）的无线电信号，并负责向手机发送信号 （D）第三代移动通信系统将实现高质量的多媒体通信，包括话音通信、数据通信和高分辨率通信等2、数据通信中数据传输速率是最重要的性能指标之一，它指单位时间内传送的二进位数目，下面是一些计量单位： kb/s MB/s Mb/s Gb/s 其中常用的是 B （A） (B) 和 (C ) 、和 (D) 、和3、下面关于比特的叙述中，错误的是 D （A）比特是组成信息的最小单位（B）比特只有“0”和“1”两个符号（C）比特既可以表示数值和文字，也可以表示图象和声音（D）比特“1”大于比特“0”4、使用存储器存储二进位信息时，存储容量是一项很重要的性能指标。存储容量的单位有多种，下面哪一种不是存储容量的单位？ A （A） LB （B） KB （C） GB （D）MB5、与十六进制数(BC)等值的八进制数是 B (A) 273 (B) 274 (C) 314 (D) 3136、所谓“变号操作”是指将一个整数变成绝对值相同但符号相反的另一个整数。假设使用补码表示的8位整数X=10010101，则经过变号操作后结果为 D (A) 01101010 (B) 00010101 (C) 11101010 (D) 01101011三、 填空题1、卫星通信是当前远距离通信中的一中手段，它利用 人造卫星 作为中继站来转发无线电信号，实现在两个或多个地球之间的通信。2、在计算机网络中传输二进位信息时，传输速率的度量单位是每秒多少比特。某校校院网的主干网传输速率是每秒10 000 000 000比特，它可以简写为 10 Gb/s。3、十进制数205.5的八进制表示是 （315.4） 。4、Pentium处理器中的一个16位带符号整数，如果它的十六进制表示是(FFF0)，那么它的实际数值是 16 （十进制表示）。第二章 计算机组成原理2.1 计算机的发展与作用1）计算机在逻辑上是由哪些部分组成的？各部分的主要功能是什么？ 答：从逻辑上（功能上）来讲，计算机硬件主要包括中央处理器（CPU）、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备，它们通过系统总线互相连接。CPU、主存储器、总线等构成了计算机的“主机”，输入/输出设备和外存储器通常称为计算机的“外围设备”，简称“外设”。 输入设备：“输入”（imput）是把信息送入计算机的过程。中央处理器（CPU）：负责对输入信息进行各种处理的部件。内存储器和外存储器：能够把程序和数据（包括原始数据、中间运算结果与最终结果等）存储起来。输出设备：“输出”（output）表示把信息送出计算机。系统总线与I/O端口：系统总线（system bus）是用来连接CPU、内存、外存和各种输入输出设施并协调它们工作的一个控制部件，其主要组成部分是用于在各部件间运载信息的一组（或多组）公用的传输线。2）使用计算机进行信息处理有哪些特点？计算机的重要作用体现在哪些方面？ 答：信息处理具有如下一些特点：通用性强、速度高；提供友善的使用方式和多种多样的信息输出形式；具有庞大的信息存储能力和极快的信息存取速度；计算机网络使得距离已不再是限制信息传播与交流的障碍；计算机在辅助开发新的信息处理应用方面能提供有力的支持。 计算机的巨大作用：开拓了人类认识自然、改造自然的新资源；增添了人类发展科学技术的新手段；提供了人类创造文化的新工具；引起了人类的工作与生活方式的变化。3）从性能和用途来说，计算机分成哪些类型？分别适用于哪些部门和领域？ 答：按计算机的性能、用途分为：巨型计算机（Supercomputer）、大型计算机（Mainframe）、小型计算机（Minicomputer）、个人计算机（Personal Computer）。 巨型计算机也称超级计算机，它采用大规模并行处理的体系结构，CPU由数以百计、千计、万计的处理器组成，有极强的运算处理能力，速度达到每秒万亿次以上，大多使用在军事、科研、气象、石油勘探等领域。 大型计算机运算速度快、存储容量大、通信联网功能完善、可靠性高、安全性好、有丰富的系统软件和应用软件的计算机，为企业或政府的数据提供集中的存储、管理和处理，作为主服务器（企业级服务器），在信息系统中起着核心作用。 小型计算机是供部门使用的计算机。小型机的典型应用是帮助中小企业（或大型企业的一个部门）完成信息处理任务，如库存管理、销售管理、文档管理等。 个人计算机中的台式机：一般在办公室或家庭中使用。便携机：用于移动计算。4）个人计算机（PC）的特点是什么？有哪些品种？你估计它们的发展趋势如何？ 答：个人计算机的特点：以微处理器为中心的一个独立完整的计算机系统。价格便宜，使用方便，软件丰富，性能不断提高，适合办公或家庭使用。通常只用来处理一个用户的任务，可独立使用，也可与其他计算机互连。 品种有：台式机：一般在办公室或家庭中使用。便携机：用于移动计算。 个人计算机的发展非常的快，性能会变得更好，处理速度会更快，存储容量会更大。5）什么是微处理器？它与CPU是什么关系？与PC机是什么关系？ 答：微处理器通常指的是使用单片大规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的部件。 它就是我们平常所的CPU。它是PC机的核心部件，用于进行算术和逻辑运算的部件，并发出全机的控制信号。6）目前流行的PC机产品使用的CPU是什么？你知道它们的主要性能和技术参数吗？ 答：目前流行的CPU是INTEL公司生产的Pentium 4处理器 频率为2.6GHz。 它的处理频率为2.6GHz ，二级Cache的容量为1Mb。2.2 CPU的结构与原理1） CPU在原理上由哪三部分组成？它们的功能是什么？与内存是什么关系？答：CPU主要由三个部分组成。运算器用来对数据进行各种算术运算和逻辑运算，它也称为执行单元。控制器是CPU的指挥中心，它能解释指令的含义，控制运算器的操作，记录内部状态。此外，处理器中还包含一组“寄存器”，用来临时存放参加运算的数据和得到的中间结果。存储程序与程序控制：程序和数据预先存放在存储器内。计算机工作时，CPU依次从存储器中取出一个程序中的各条指令（取指令），对指令的功能进行分析（指令译码），按指令的功能从内存取出数据（取数），对数据进行运算处理（运算）并保存运算结果，直到取到并执行了停机指令为止。至此完成程序的一次运行。这就是CPU与内存的关系。2） 什么是指令？什么是指令系统？你知道Pentium4处理器有些什么样的指令吗？答：指令是一种使用二进制表示的命令语言（称为计算机的“机器语言”），它用来规定计算机执行什么操作以及操作对象所在的位置。一个CPU所能执行的全部指令称为该CPU的指令系统或指令组。第三问略。3） 计算机是怎么样执行一条指令的？指令流水线的作用什么？答：指令的执行过程大体如下： （1）指令预取部件向指令快存提取一条指令，若快存中没有，则向总线接口部件发出请求，要求访问存储器取得一条指令。 （2）总线接口部件在总线空闲时，通过总线从存储器中取出一条指令，放入快存和指令预取部件。 （3）指令译码部件从指令预取部件中取得该指令，对指令中的操作码进行译码。 （4）地址转换与管理部件计算出该指令所使用的操作数的地址，需要时请求总线接口部件，通过总线从存储器取得该操作数。 （5）运算器按照指令操作码的要求，对操作数完成规定的运算处理，并根据运算结果修改或设置处理器的一些状态标志。 （6）修改指令地址，供指令预取部件预取下一条指令时使用。指令流水线的作用：提高了处理器执行指令的速度。4） Pentium 4处理器的逻辑结构是怎么样的？为了提高处理速度，采取了哪些措施？答：采用了所谓“NetBurst”的微体系结构，除了寄存器组、ALU之外，它还包括总线接口部件，cache存储器、指令动态分支预测器等。为了提高处理速度而采取的措施主要有：运算器由2个处理整数的算术逻辑运算部件（ALU）和1个处理实数的浮点运算器组成，它们可以同时进行整数和实数的运算。为了提高效率，处理器中包含了几十个数据寄存器，用来临时存放中间结果。由于CPU的工作速度比内存要快得多，为了匹配两者的工作速度，CPU中增加了指令快存（cache）和数据快存（cache）两个高速存储器。为加快指令处理速度，CPU在执行当前指令的同时，可以使用指令预取部件提前向主存或快存去取出一些准备要执行的指令。5） CPU的处理器速度与哪些因素有关？你能大体理解为处理器一些主要参数的含义和作用吗？答：CPU的性能主要体现为它的运算速度。测量CPU运算速度的传统方法是看它每秒钟能执行多少条指令。如：可以以单字长定点指令的平均执行时间来计算，单位是MIPS，也可以以单字长浮点指令的平均执行速度来衡量，单位是MFLOPS。CPU速度与它的工作频率和cache容量的关系。工作频率：CPU的工作频率也称为CPU的主频，它决定着CPU内部数据传输和指令执行的每一步的频率。cache容量：Cache也称为高速缓冲存储器，简称快存。Cache存储器的有无和容量大小是影响CPU性能的另一个重要因素。通常，cache容量越大，访问cache的命中率就越高，CPU的速度就越快。2.3 PC的组成 1）台式PC机的机箱内安装了哪些部件？主板上安装了哪些部件和器件？你认识这些部件和器件吗？ 答：机箱内包含：主板、硬盘、软驱、光驱、电源、风扇等。主板上安装：CPU、芯片组、内存条、总线插槽、I/O控制器、I/O端口、扩充卡等部件第三问略。 2）什么是芯片组？它与CPU、内存、显示器、各种外部设备和关系是怎样的？ 答：芯片组是PC机各组成部分枢纽，主板上的所有控制功能几乎都集成在芯片组内，它既实现了PC机系统总线的功能，有提供了各种I/O接口及相关的控制。芯片组作用：集中了主板上几乎所有的控制功能，把以前复杂的控制电路和元件最大限度地集成在几个芯片内，是构成主板电路的核心。一定意义上讲，它决定了主板的级别和档次。 3）什么是BIOS？它有哪些功能？你知道计算机加电启动时的大体工作过程吗？ 答：BIOS(Basic Input/Output System)的中文名叫做基本输入/输出系统，它是存放在主板上只读存储器（ROM）芯片中的一组机器语言程序，具有启运计算机工作、诊断计算机故障及控制低级输入输出操作的功能。 执行过程为：系统首先执行POST程序，目的是测试系统各部件的工作状态是否正常，从而决定计算机的下一步操作。POST程序通过读取主板上的CMOS中的内容来识别硬件的配置，并根据配置信息对系统中各部件进行测试和初始化。POST程序完成后，若系统无致命错误，计算机继续执行BIOS中的自举程序。自举程序按照CMOS中预先设定的启动顺序，引导程序并装入内存，然后将控制权交给引导程序，由引导程序继续装入操作系统。操作系统装入成功后，整个计算机就处于操作系统的控制之下，用户就可以正常地使用计算机了。 4）主板上的CMOS芯片有什么作用？你知道怎样修改它的设置吗？ 答：CMOS存储芯片，其中存放着用户对计算机硬件所设置的一些参数（称为“配置信息”），包括当前的日期和时间、已安装的软区和硬盘的个数及类型等。这些数据非常重要，一旦丢失就会使系统无法正常运行，甚至不能启动。 在启动过程中，若按下Del键（或其他键），进入CMOS设置程序，允许用户修改系统硬件的部分配置信息。 5）PC机中有哪些存储器？内存储器使用的半导体存储芯片有哪些主要类型？各有什么特性？ 答：有寄存器、CACHE存储器、主存储器、外存储器和后备存储器。内存储器由称国存储器芯片的半导体集成电路组成。分为随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（Read Only Memory，ROM）两大类。RAM目前多采用MOS型半导体集成电路芯片制成，断电后数据丢失。ROM是一种能够永久或半永久地保存数据的存储器，即使掉电（或关机）后，存放在ROM中的数据也不会丢失，所以也叫做非易失性存储器。 6）主存储器的主要性能指标是什么？你能大体理解表2-3中的一些参数吗？ 答：主要性能指标有：存储容量和存取时间。存储容量的含义是指存储器所包含的存储单元的总数。存取时间的含义是指在存储器地址被选定后，存储器读出数据并送到CPU（或者是把CPU数据写入存储器）所需要的时间 7）什么是内存条？目前常用的内存条有哪些品种？ 答：内存条是把89片DRAM芯片焊在一小条印制电路板上做成的部件。常见的内存条主要有以下三种：单列直插式内存条模块、双列直插式内存条模块和Rambus内存条模块 8）I/O设备、I/O控制器与CPU、存储器相互之间是怎样的关系？I/O操作的大体过程是怎样的？ 答：多数I/O设备在操作过程中包含机械动作，其工作速度比CPU慢得多。为了提高系统的效率，通过I/O控制器对其进行控制，并把数据放入内存中，I/O操作与CPU的数据处理操作往往是并行进行的 CPU执行I/O指令，向I/O控制器发出启动命令。I/O控制器接受命令，负责对I/O设备进行全程控制。当需要传输数据时，I/O 控制器发出请求。I/O控制器获得授权后，直接向(从)存储器传输数据。所有数据传输完毕后，I/O控制器向CPU报告I/O操作完成 9）什么是I/O总线？目前台式PC机采用的I/O总线标准是什么？ 答：I/O总线（主板总线）：是各类I/O设备控制器与CPU、存储器之间相互交换信息、传输数据的一组公用信号线，物理上与主板上扩充插槽中的各扩充板卡（I/O控制器）直接连接。 标准有：PC总线、ISA、MCA、EISA、VESA和PCI。 10）什么是I/O接口？目前PC机常用的I/O接口有哪些？性能如何？分别可以连接哪些外部设备？ 答：I/O接口：计算机中用于连接输入/输出设备的各种插头/插座以及相应的通信规程及电器特性。 常用的I/O接口有：串行口（鼠标器，MODEM）、并行口（打印机，扫描仪）、USB接口（数码相机）、FireWire（数字视频设备）、IDE（硬盘、光驱）、显示器输出接口（显示器）、PS/2接口（键盘、鼠标）、红外线接口（鼠标、键盘、打印机）。 串行口的传输速率为5019200b/s、并行口的传输速率为1.5MB/s、USB接口的传输速率为60MB/s、FireWire的传输速率为400MB/s、IDE的传输速率为100MB/s、显示器输出接口的传输速率为200500MB/s、PS/2接口的传输速率为低速、红外线接口4MB/s。2.4常用输入设备 1）列举PC机键盘上常用的控制键和他们在windows环境下的功能。 答：Shift：换档键。也是一个状态键。 Alt：Alternate的缩写，当它与另一个(些)键一起按下时，将发出一个命令，其含义由应用程序决定。 Break：与另一个键一起按下时，经常用于终止或暂停一个程序的执行。 Ctrl：Control的缩写，当它与另一个(些)键一起按下时，将发出一个命令，其含义由应用程序决定。 Delete：删除光标右面的一个字符，或者删除一个(些)已选择的对象。 End：一般是把光标移动到行末。 Esc：Escape的缩写，经常用于退出一个程序或操作。 F1F12：共12个功能键，它们的功能由操作系统及运行的应用程序来决定。 Home：通常用于把光标移动到开始位置，如一个文档的起始位置或一行的开始处。 Insert：在输入字符时可以有覆盖方式和插入方式两种，Insert键用于在两者方式之间进行切换。 Num Lock：数字小键盘可以像计算器键盘一样使用，也可作为光标控制键使用，由本键在两者之间切换。 Page Down：使光标向下移动若干行。 Page Up：使光标向上移动若干行。Pause：临时性地挂起一个程序或命令。Print Screen：把当时的屏幕映象记录下来。 2）鼠标器是如何控制鼠标箭头在屏幕上移动的？使用鼠标器的右键和滚轮有什么好处？ 答：利用自身的移动，把移动距离及方向的信息变成脉冲送给计算机，再由计算机把脉冲转换成鼠标光标的坐标数据，从而达到指示位置的目的。 使用右键和滚轮可以增强鼠标的功能，使用起来更为方便。 3）试分析笔输入设备的优点和缺点？ 答：兼有键盘、鼠标和写字笔的功能，可以替代键盘和鼠标输入文字、 命令和作图。输入汉字时，需运行“手写汉字识别软件”。 4）简述扫描仪的工作原理。在使用扫描仪向计算机输入一张图片时，应该设置哪些参数？ 答：扫描仪工作是，将扫描的原稿正面朝下，放置在扫描仪玻璃平面上。扫描仪采用高密度的光束照射图像，由电机牵动的扫描头沿着原稿移动，并接受从原稿上反射回来的光束。 应该设置的参数有：扫描仪的分辨率、色彩位数、扫描的幅度。5）数码相机的主要性能指标有哪些？一台200万像素的数码相机可以拍摄多高分辨率的图片？答：CCD像素个数：决定照片图像能达到的最高分辨率。存储器的容量：保存CCD成像并转换后得到的数字图像的数据200万像素的数码相机可以拍摄分辨率达 1600 1200 的图片，共有 192000 个像素。2.5 常用的输出设备1）计算机使用的显示器有哪些重要的性能参数？比较CRT显示器与液晶显示器的优缺点？答：主要性能参数：显示器的尺寸、显示器的分辨率、刷新速率、可显示颜色数目、辐射和环保。CRT显示器；失真和反光比较小，视觉效果好，从任何角度看画面均无扭曲，显示效果极佳。LCD显示器：工作电压低，没有辐射危害，功耗小，不闪烁，体积轻薄易于实现大画面显示和全色显示。2）显示卡有哪四个组成部分？显示存储器的作用是什么？为什么与主机的接口采用AGP接口？答：主要由显示控制电路、绘图处理器、显示存储器和接口电路组成。显示存储器（VRAM）主要用于：存储屏幕上所有像素的颜色信息。AGP端口：加速图形端口，也是一种接口规范。将主存和显示存储器直接连接，数据宽度32位或64位，时钟频率133 MHz，最高传输速率 533 MB/s 或1 GB/s。可以在普通电脑上以更快的速度显示3D图形。速度非常快。3）简述激光打印机的工作原理。它采用哪些接口与主机连接？答：激光打印机由激光光源、旋转反射镜、聚焦透镜和感光鼓等部分组成。计算机输出的“0”、“1”信号加在激光二极管上，就能得到一系列被调制的脉冲式激光。激光束经反射后聚焦到感光鼓，感光鼓表面涂有光电材料，于是，计算机输出的文字或图形就以不同密度的电荷分布记录在感光鼓表面，以静电形式形成了“潜象”。最后，感光鼓表面的这些电荷会吸附上厚度不同的炭份，然后通过温度与压力的联合作用，把表现文字或图形的炭份固定在纸上。激光打印机多半使用并行接口或USB接口。4）分析喷墨打印机的工作原理、性能指标和它的主要优缺点。 答：以压电喷墨技术为例：将许多小的压电陶瓷放置到喷墨打印机的打印头喷嘴附近，利用它在电压作用下会发生形变的原理，适时地给它加压，压电陶瓷随之产生伸缩，是喷嘴中的墨汁喷出，在输出介质表面形成图案。打印机的性能指标主要是打印精度、打印速度、色彩数目和打印成本等。优缺点：打印效果好，不会发生色彩偏移现象，图象不会因日晒或久置而褪色，墨水应无毒，不污染环境，不影响纸张再生使用。但是墨水的成本高，消耗快。2.6 外存储器1）记录在软盘片上的数据是怎样组织的？为什么一张软盘片必须格式化以后才能用来存储数据？答：两个记录面，即两个读写磁头(从0开始编号)，每个记录面有80个磁道(从0开始编号，0号磁道位于最外圈)，每个磁道有18个扇区(从1开始编号)，每个扇区存储512字节二进制数据。存储容量为1.44MB，读写数据的最小单位是扇区，操作系统在软盘上为文件分配存储区的单位：簇（2-8个扇区）。软盘格式化：定义磁道和扇区，标记坏扇区，在软盘上建立四个区域：引导扇区，文件分配表（FAT），根目录区和数据区。2）硬盘存储器由哪些部分组成？它是怎样工作的？使用硬盘需要注意哪些事项？答：它由磁盘片（存储介质）、主轴与主轴电机、移动臂和磁头、控制电路组成。工作原理：硬盘的盘片由铝合金（最新的硬盘盘片采用玻璃材料）制成，盘片上涂有一层很薄的磁性材料，通过磁层的磁化来记录数据。一般一块硬盘由1-5张盘片（1张盘片也称为1个单碟）组成，它们都固定在主轴上。主轴底部有一个电机，当硬盘工作时，电机带动主轴，主轴带动磁盘高速旋转，其速度为每分钟几千转、甚至上万转。盘片高速旋转时带动的气流将盘片上的磁头托起，磁头是一个质量很轻的薄膜组件，它负责盘片上数据的写入或读出。移动臂用来固定磁头，使磁头可以沿着盘片的径向高速移动，以便定位到指定的磁道。使用硬盘的注意事项：正在对硬盘读写时不能关掉电源；保持使用环境的清洁卫生，注意防尘；控制环境温度，防止高温、潮湿和磁场的影响；防止硬盘受震动；及时对硬盘进行整理，包括目录的整理、文件的清理、磁盘碎片整理等；防止计算机病毒对硬盘的破坏，对硬盘定期进行病毒检测。3）什么是柱面、磁道、扇区和碟片？硬盘存储器的容量如何计算？ 答：柱面cylinder：所有记录面中半径相同的所有磁道。 磁道：磁盘片的表面由为向里分成若干个同心圆，每个圆称为一个磁道。 扇区：每个磁道还要化分成若干个扇区。 碟片：由铝合金制成，上下面都涂有一层很薄的磁性材料，通过磁层记录数据。 存贮容量= 磁头数(记录面)*柱面数(磁道)*扇区数(区)*512字节4）硬盘存储器有哪些主要的性能指标？怎样提高硬盘的数据传输速率？答：主要性能指标：存储容量（单位：GB）；平均等待时间（Average Latency Time）； 平均寻道时间（Average Seek Time）；平均访问时间（Average Access Time）；Cache容量（单位KB或MB）；数据传输速率（单位MB/s）。可以通过减少平均等待时间，降低平均寻道时间和平均访问时间，增加Cache容量来提高硬盘的数据传输速率。5）目前广泛使用的移动存储器有哪几种？闪存盘的原理是什么？移动硬盘是如何制成的？它们有哪些优缺点？答：闪存盘和移动硬盘。闪存盘的工作原理略。移动硬盘是用笔记本电脑的硬盘加上特制的配套硬盘盒构成的一个大容量存储系统。闪存盘的优点，采用Flash存储器（闪存）技术，体积小，重量轻，容量可以按需要而定（8MB2GB），具有写保护功能，数据保存安全可靠，使用寿命可长达10年之久。移动硬盘的优点，其容量大，兼容性好，即插即用，速度快，体积小，安全可靠。6）CD光盘是怎样记录数据的？它的存储容量是多少？CD-R光盘刻录机和CD-RW光盘刻录机分别有什么特点？答：把需要记录的信息事先制作到光盘上，光盘上的数据不能删除也不能再写入，只能读出盘中的信息。在盘片的信息记录层上沿螺旋形轨道(光道)压制出一系列凹坑，凹坑的两个边沿处均表示数据 “1”；其它平坦处表示数据 “0”。存储容量为650MB、700MB。CD-R可记录式光盘，也叫做光盘刻录机，它是一种仅可写入一次但允许反复多次读出的CD光盘存储器。CD-RW（CD-Rewritable）是一种新型的可重复擦写型光盘存储器，它不仅可以完成CD-R刻录机的功能，而且还有CD-R所不具备的可重复擦写的特点。7）DVD光盘有哪些类型？单面单层的DVD光盘容量有多大？为什么比CD盘片的容量大得多？答：DVD的英文全名是Digital Versatile Disk，即数字多用途光盘，DVD-ROM、DVD-Video、DVD-Audio、DVD-R、DVD-RAM。单面单层的DVD盘片的容量为4.7GB。DVD比CD盘片容量大表现在7个方面：更小的凹点长度、数据轨道间隔紧密、数据区域稍大一点、更有效的信道比特调制、更有效的纠错、较少的段开销、采用较短波长的635nm或650nm的红色激光, 使激光斑点直径缩小,提高信息的鉴别能力。自测题2一、 是非题1、计算机的性能与CPU的工作频率密切相关，因此在其他配置相同时，一台使用2GHz Pentium4作为CPU的PC机，比另一台使用1GHz Pentium4作为CPU的PC机在完成相同的一项任务时速度快1倍。 N 2、计算机运行程序时，CPU所执行的指令和处理的数据都直接从磁盘或光盘中取出，处理结果也直接存入磁盘。 N 3、内存储器和外存储器不是统一编址的，内存储器的基本编址单位是字节，外存储器的编址单位不是字节。 Y 4、RAM代表随机存取存储器，ROM代表只读存储器，关机后前者所存储的信息会丢失，后者则不会。 Y二、选择题 1、下面关于微处理器的叙述中，不正确的是 B （A）微处理器通常以单片集成电路制成（B）它具有运算和控制功能，但不具备数据存储功能（C）Pentium 4是目前PC机中使用最广泛的一种处理器（D）Intel公司是国际上研制、生产微处理器最有名的公司2、下面关于PC机CPU的叙述中，不正确的是 C （A）为了暂存中间结果，CPU中包含几十个甚至上百个寄存器，用来临时存放数据（B）CPU是PC机中不可缺少的组成部分，它担负着运行系统软件和应用软件的任务（C）所有PC机的CPU都具有相同的指令系统（D）CPU至少包含1个处理器，也可以包含2个、4个、8个甚至更多个处理器 3、下面是关于PC机主存储器的一些叙述： D 主存储器每次读写1个字节（8位） 主存储器也称为内存，它是一种动态随机存取存储器 目前市场上销售的PC机，其内存容量多数已达64MB以上 PC机的内存容量一般是可以扩充的 其中正确的是 （A）和 （B）、和 （C）和 （D）、和 4、CPU的运算速度与许多因素有关，下面哪些是提高运算速度的有效措施？B 增加CPU的寄存器的数目 提高CPU的主频 增加高速缓存（cache） 优化BIOS （A）和 （B）、和 （C）和 （D）、和 5、现行PC机中，IDE接口标准主要用于 D （A）打印机与主机的连接（B）显示器与主机的连接（C）图形卡与主机的连接（D）硬盘与主机的连接 6、下面是关于目前流行的台式PC机主板的叙述： D 主板上通常包含微处理器插座（插槽）芯片组 主板上通常包含ROM BIOS和存储器（内存条）插座 主板上通常PCI总线插槽 主板上通常包含IDE连接器（A）和 （B）、和 （C）和 （D）、和7、下面关于USB的叙述中错误的是 C （A）USB2.0的数据传输速度要比USB1.1快得很多（B）USB具有热插拔和即插即用功能（C）主机不能通过USB连接器向外围设备供电（D）从外观上看，USB连接器要比PC机的串行口连接器小 8、下面是PC机常用的四种外设接口，适用于连接键盘、鼠标、数码相机和外接硬盘等的接口是哪一种？ C （A）RS-232（B）IEEE-1394（C）USB（D）IDE9、数码相机中CCD芯片的像素数目与分辨率密切相关。假设一个数码相机的像素数目为200万，则它所拍摄的数字图象能达到的最大分辨率为多少？ D （A）800600（B）1024768（C）12801024（D）1600120010、显示器是PC机不可缺少的一种输出设备，它通过显示控制卡（简称显卡）与PC机相连。在下面有关PC机显卡的叙述中，错误的是 B （A）显示存储器做在显卡中，在物理上独立系统内存（B）目前PC机使用的显卡其分辨率大多达到1024768，但可显示的颜色数目一般不超过65536中（C）显示屏上显示的信息都被保存在显卡中，通过显卡控制器送到屏幕上（D）显卡中的总线接口用于显示存储器与系统内存之间的交换数据，目前显卡大多使用AGP端口直接与系统内存连接三、填空题 1、PC机硬件在逻辑上主要由CPU、主存储器、辅助存储器、输入/输出设备与 系统总线 等五类主要部分组成。 2、扫描仪是将图片、照片或文字输入到计算机的一种设备，其工作过程主要基于光电转换原理，用于光电转换的电子器件是 电荷耦合器件，CCD 。 3、硬盘的存储容量是衡量其性能的重要指标。假设一个硬盘有2个碟片，每个碟有2面，每个面有10000个磁道，每个磁道有1000个扇区，每个扇区的容量为512字节，则该磁盘的存储容量为 20 GB。 4、鼠标器、打印机和扫描仪等设备都有一个重要的性能指标，即分辨率，其含义是每英寸的像素数目，简写成3个英文字母为 dpi 。第3章 计算机软件3.1 计算机软件及计算机软件技术1）什么是计算机软件？什么是软件的版权和使用许可证？它们的意义何在？答：计算机软件是指“包括与数据处理系统操作有关的程序、规程、规则以及相关文档的智力创作。”软件的版权是授予软件作者的某种独占权利的一个合法的保护形式，版权所有者唯一地享有该软件拷贝、发布、修改、署名、出售的诸多权利。软件许可证是一种法律合同，它确定了用户对软件的使用方式，扩大了版权法给予用户的权利。2）从应用角度出发，软件分为哪两大类？试举说明。答：系统软件。系统软件是给其他程序提供服务的程序集合。其主要特征是：与具体的应用领域无关，而与计算机硬件系统有很强的交互性，要对硬件共享资源进行调度管理。如：操作系统。应用软件。应用软件又可分为“通用应用软件”与“定制应用软件”。如：WPS、Excel等。3）概述计算机软件发展三个阶段的过程和特点？答：软件的发展大致经历了三个主要阶段：第一阶段（1940年代到1950年代中期） 从第一台计算机上的第一个程序开始到实用的高级语言程序出现以前，是计算机软件发展初期。 应用领域较窄：主要是科学与工程计算。处理对象：数值数据 工作方式：个体；编程语言：使用低级语言编程 人们对和程序有关的文档的重要性认识不足，重视编程技巧第二阶段（1950年代中期到1960年代后期） 出现了高级程序语言、操作系统、数据库管理系统、“软件”术语等 “软件危机”：软件的复杂程度迅速提高，研制周期变长，正确性难以保证，可靠性问题尤为突出。解决危机的方法： 提出结构程序设计方法 提出用工程方法开发软件 从理论上探讨程序正确性和软件可靠性问题。 研究内容：增加了并发程序，并着重研究高级程序设计语言、编译程序、操作系统以及各种支撑软件和应用软件。计算机系统的处理能力得到加强，设计和编制程序的工作方式逐步走向合作方式。第三阶段（1960年代迄今） 软件工程软件领域工作新的特点： 随着应用领域的不断拓广，出现了嵌入式应用软件、网络软件及分布式应用软件 软件工程发展迅速，形成了“计算机辅助软件工程”。除了开发各类工具与环境用以支持软件的开发与维护外，还出现了一些实验性的软件自动化系统 致力研究软件过程本身规律，研究各种软件开发规范与模型 除了软件传统技术继续发展外，人们着重研究以智能化、自动化、集成化、并行化、开放化以及自然化为标志的软件开发新技术 注意研究软件理论，特别是探讨软件开发过程的本质3.2 操作系统1）为什么说操作系统是给计算机配置的一种必不可少的系统软件？答：操作系统（Operating System，简称OS）：用于控制、管理、调配计算机的所有资源。是给计算机配置的一种必不可少的系统软件。没有操作系统一般的用户根本就无法使用计算机了。2）试述计算机操作系统的作用和主要功能。答：操作系统有以下两个重要作用：管理系统中的各种资源和为用户提供各种服务界面。操作系统的主要功能：任务管理、存储管理、文件管理、设备管理、作业管理。3）结合上机实践，说明你所使用过的操作系统的类型和特点。答：略。3.3程序设计语言及语言处理程序1）什么是计算机语言？为什么可将它看成是一台抽象机器？答：计算机语言就是一组功能供程序员来编制软件并实现数据处理的任务。 因为它具有各种功能可供实现数据处理，控制计算机。2）说明机器语言、汇编语言和高级语言的不同特点和使用场合？答：机器语言：使用计算机指令系统的程序语言。用机器语言编写的程序，全部都是二进制代码形式，可以被计算机直接执行。机器语言直接依赖机器的指令系统，不同类型甚至不同型号的计算机，其机器语言是不同的。机器语言不易记忆和理解，所编写的程序也难于修改和维护。 汇编语言：用助记符来代替机器指令的操作码和操作数，如用表示加法，用表示减法等。这样就能使它的每条指令都有明显的符号标识。用汇编语言编写程序与编写机器语言程序相比，比较直观和易记忆，但汇编语言仍然是面向机器指令系统的，还保留了机器语言的各项缺点。 高级语言：又称算法语言，其表示方法接近解决问题的表示方法，而且具有通用性，在一定程度上与机器无关。高级语言的特点：易学、易用，易维护。人们可以更有效、更方便地用它来编制各种用途的计算机程序。3）在程序语言中有哪些数据类型？为什么要定义处理对象的数据类型？答：数据作为程序操作的对象，具有名称、类型、作用域待特征。使用前要对数据的这些特征加以说明。算术（或字符）数据类型、枚举数据类型、数组数据类型、指针数据类型、用户自定义类型。为了方便对数据的存储和使用。4）在程序语言中有哪些控制结构？分别说明它们的控制作用。答：顺序结构：用来表示一个计算操作（或语句）的序列。从操作序列的第一个操作开始，顺序执行序列后续的操作，直至序列的最后一个操作。条件选择结构：条件选择结构由一个条件（P）和两个供选择的操作A和B组成。在执行中，先计算条件表达式P的值，如果P的值为真，则执行操作A；否则执行操作B。当条件选择结构中的A或B又由条件选择结构组成时，就呈现嵌套的条件选择结构形式。重复结构：重复结构为程序描述重复计算过程提供控制手段，重复结构有多种形式，最基本的形式为 while型重复结构。5）解释程序和编译程序有何区别？答：翻译程序：程序语言处理系统随被处理的语言及其处理方法和处理过程的不同而异。但任何一个语言处理系统通常都包含一个翻译程序，它把一种语言的程序翻译成等价的另一种语言的程序。解释程序对源程序进行翻译的方法相当于两种自然语言间的“口译”。解释程序对源程序从头到尾逐句扫描，逐句翻译，并且翻译一句执行一句。因而这种翻译方式并不形成机器语言形式的目标程序。6）说明自己所熟悉的程序语言的特点，并编制程序模块进行调试运行。答：略。3.4 算法和计算机软件理论基础1）什么是算法？算法与程序有何区别？如何对算法进行描述和分析？答：算法与程序不同，它是问题求解规则的一种过程描述。在算法中要精确定义一系列规则，这些规则指定了相应的操作顺序，以便在有限的步骤内得到所求问题的解答。算法与程序的区别：一个程序不一定满足有穷性、程序中的指令必须是机器可执行的，而算法中的运算语句则无此限制。算法的设计一般采用由粗到细，由抽象到具体的逐步求精的方法。算法分析：分析一个算法的好坏，除其正确性外，还应考虑以下因素：占用的计算机资源a.时间代价b.空间代价；是否易理解、易调试和易测试等。2）什么是数据结构？对数据结构研究包括哪些方面的内容？答：数据结构：研究程序设计中计算机操作对象以及它们之间关系和运算的一个专门学科。研究数据结构一般包括