新編計(jì)算機(jī)科學(xué)概論劉藝、蔡敏習(xí)題與答案

1、第0章習(xí)題（1）復(fù)習(xí)題1、簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)科學(xué)的研究領(lǐng)域。數(shù)值和符號(hào)計(jì)算、算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、軟件方法學(xué)和工程、數(shù)據(jù)庫(kù)和信息檢索、計(jì)算理論、人工智能和機(jī)器人學(xué)等。（P2）2、簡(jiǎn)述現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史。計(jì)算機(jī)發(fā)展經(jīng)歷了算盤時(shí)代、機(jī)械時(shí)代和機(jī)電時(shí)代這些原始階段。自從電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了電子管時(shí)代、晶體管時(shí)代、集成電路時(shí)代和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路時(shí)代等，發(fā)展速度越來(lái)越快。（P816）3、試分析計(jì)算機(jī)對(duì)社會(huì)

2、的影響。計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展使得社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)產(chǎn)生了依賴，也改變了我們?nèi)祟惖纳罘绞?，并帶?lái)了許多有關(guān)于倫理和犯罪的問(wèn)題。（P16P17）4、試列出與計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)的學(xué)科及技術(shù)。計(jì)算機(jī)科學(xué)是一門實(shí)用性很強(qiáng)、發(fā)展極其迅速的面向廣大社會(huì)的學(xué)科，它建立在數(shù)學(xué)、電子學(xué)(特別是微電子學(xué))、磁學(xué)、光學(xué)、精密機(jī)械等多門學(xué)科的基礎(chǔ)之上與數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)、軟件工程和計(jì)算機(jī)工程等學(xué)科之間存在不同程度的交叉和覆蓋。（P2）5、嘗試到網(wǎng)絡(luò)上搜索關(guān)于計(jì)算機(jī)學(xué)科中

3、幾個(gè)典型問(wèn)題的資料。提示本書P4P7頁(yè)列出了一些經(jīng)典問(wèn)題，大家可以查找相關(guān)的情況6、簡(jiǎn)述電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。.計(jì)算機(jī)將向更高性能、更加易用、聯(lián)網(wǎng)更廣泛和更專業(yè)的應(yīng)用發(fā)展。隨著硬件技術(shù)和算法設(shè)計(jì)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)的處理能力將進(jìn)一步提高，計(jì)算機(jī)有能力處理更加復(fù)雜和規(guī)模更大的問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)向智能化方向發(fā)展，計(jì)算機(jī)具有人的某些智能，如學(xué)習(xí)和推理的能力。（P14P15）7、談?wù)勀銓?duì)電子計(jì)算機(jī)的印象。提示：可從計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、能力、社會(huì)影響等方面

4、考慮8、試述計(jì)算機(jī)模型與計(jì)算機(jī)的聯(lián)系和區(qū)別。圖靈設(shè)想所有的計(jì)算都可能在一種特殊的機(jī)器上執(zhí)行，通用圖靈機(jī)是對(duì)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的首次描述，該機(jī)器只要提供了合適的程序就能做任何運(yùn)算。而計(jì)算機(jī)只是一種計(jì)算的工具。（P4）9、列舉出你所知道的操作系統(tǒng)。提示：可從互聯(lián)網(wǎng)上了解，或向周圍的人們打聽（2）練習(xí)題(1)填空題1、ACM是____________組織的簡(jiǎn)稱。國(guó)際計(jì)算機(jī)組織第二章習(xí)題（1）復(fù)習(xí)題1簡(jiǎn)述馮?諾依曼原理，馮?諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)包含哪幾部分

5、部件，其結(jié)構(gòu)以何部件為中心？答：馮?諾依曼理論的要點(diǎn)包括：指令像數(shù)據(jù)那樣存放在存儲(chǔ)器中，并可以像數(shù)據(jù)那樣進(jìn)行處理；指令格式使用二進(jìn)制機(jī)器碼表示；用程序存儲(chǔ)控制方式工作。這3條合稱馮?諾依曼原理馮?諾依曼計(jì)算機(jī)由五大部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備，整個(gè)結(jié)構(gòu)一般以運(yùn)算器為中心，也可以以控制器為中心。(P52P55)2簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)與組成、實(shí)現(xiàn)之間的關(guān)系。答：計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)通常是指程序設(shè)計(jì)人員所見到的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性

6、，是硬件子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)概念及其功能特性。計(jì)算機(jī)組成（computerganization）是依據(jù)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)確定并且分配了硬件系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)和功能特性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)各部件的具體組成，它們之間的連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)機(jī)器指令級(jí)的各種功能和特性。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)指令的控制功能，還需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件系統(tǒng)來(lái)構(gòu)成一個(gè)完整的運(yùn)算系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)就是把完成邏輯設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)組成方案轉(zhuǎn)換為真實(shí)的計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)

7、實(shí)現(xiàn)是三個(gè)不同的概念，各自有不同的含義，但是又有著密切的聯(lián)系，而且隨著時(shí)間和技術(shù)的進(jìn)步，這些含意也會(huì)有所改變。在某些情況下，有時(shí)也無(wú)須特意地去區(qū)分計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)組成的不同含義。(P48P52)3根據(jù)指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)包含哪兩種主要的體系結(jié)構(gòu)？答：根據(jù)指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)劃分，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)主要包含：CISC和RISC兩種結(jié)構(gòu)。(P57)4簡(jiǎn)述RISC技術(shù)的特點(diǎn)？答：從指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上看，RISC體系結(jié)構(gòu)一般具有如下特點(diǎn)：(1)精簡(jiǎn)指

8、令系統(tǒng)。可以通過(guò)對(duì)過(guò)去大量的機(jī)器語(yǔ)言程序進(jìn)行指令使用頻度的統(tǒng)計(jì)，來(lái)選取其中常用的基本指令，并根據(jù)對(duì)操作系統(tǒng)、高級(jí)語(yǔ)言和應(yīng)用環(huán)境等的支持增設(shè)一些最常用的指令(2)減少指令系統(tǒng)可采用的尋址方式種類，一般限制在2或3種(3)在指令的功能、格式和編碼設(shè)計(jì)上盡可能地簡(jiǎn)化和規(guī)整，讓所有指令盡可能等長(zhǎng)(4)單機(jī)器周期指令，即大多數(shù)的指令都可以在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成，并且允許處理器在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行一系列的指令。(P5960)5有人認(rèn)為，RISC技術(shù)將全面

9、替代CISC，這種觀點(diǎn)是否正確，說(shuō)明理由？答：不正確。與CISC架構(gòu)相比較，RISC計(jì)算機(jī)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于設(shè)計(jì)和程序執(zhí)行效率高的特點(diǎn)，但并不能認(rèn)為RISC架構(gòu)就可以取代CISC架構(gòu)。事實(shí)上，RISC和CISC各有優(yōu)勢(shì)，CISC計(jì)算機(jī)功能豐富，指令執(zhí)行更加靈活，這些時(shí)RISC計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的，當(dāng)今時(shí)代，兩者正在逐步融合，成為CPU設(shè)計(jì)的新趨勢(shì)。(P6062)6什么是流水線技術(shù)？答：流水線技術(shù)，指的是允許一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)的計(jì)算機(jī)各處理步驟重