1、计算机科学导论填空题117世纪，（）发明了第一个数字计算器。参考答案 ：Pascal填空题 2内存的概念首次出现在（）当中。参考答案 ：分析机填空题 3第一代计算机使用（）存储信息。参考答案 ：真空管填空题 4在计算机软件层次结构中，位于汇编语言内层的是（）。参考答案 ：机器语言填空题 5请以图形的形式叙述计算软件的发展历程。参考答案 ：填空题 6简述计算机的四种类型及各自的特点。参考答案 ：个人计算机：满足个人应用要求，体积小、价格便宜台式机（Desktop）、便携式计算机（Laptop、Notebook）小型计算机：体积比个人计算机大一点，计算与存储能力更强适用于中小型企业和科研机构的计算
2、处理要求大型计算机：体积更大，需要专门的机房和维护环境系统性能更高，数据存储空间更大一般用于大型企业和科研机构的数据中心和计算服务平台超级计算机：拥有远胜于其他计算机的计算能力和存储能力用于国家战略服务和专项的超级数据计算填空题 7十进制数43转换为二进制、八进制、十六进制各是多少？参考答案 ：填空题 8列举几种常见的音频格式。参考答案 ：wav、cda、mp3、mid、wma。填空题 9列举几种常见的图像格式。参考答案 ：jpg、bmp、gif、tif、png 。填空题 10列举色彩三要素及其含义。参考答案 ：亮度：描述光作用于人眼时引起的明暗程度感觉彩色光辐射的功率越大，亮度越高彩色光辐射
3、的功率越小，亮度越低色调：描述人眼看到光时产生的彩色感觉颜色的类别不同波长的光呈现不同的颜色色饱和度：某一颜色的深浅程度（浓度）高饱和度的深色光可掺入白色光被冲淡填空题 11说明显示分辨率和图像分辨率的异同。参考答案 ：显示分辨率：显示屏上能够显示出的像素数目显示分辨率越高，显示的图像质量越高图像分辨率：组成一幅图像的像素密度，表示为每英寸多少点对于同样大小的一幅图像组成的像素数目越多，则分辨率越高，图像越逼真组成的像素数目越少，则分辨率越低，图像越粗糙显示分辨率VS图像分辨率：前者确定显示图像的区域大小后者确定组成一幅图像的像素数目图像分辨率显示分辨率时，屏幕上显示部分图像图像分辨率显示分辨
4、率时，图像只占屏幕的一部分填空题 12说明视频压缩的常用方法。参考答案 ：时间压缩：根据连续帧之间的差别压缩电影的技术空间压缩：基于静态图像的压缩方法的电影压缩技术填空题 13绘制冯诺依曼体系结构。参考答案 ：填空题 14请说明驱动程序和应用程序的异同。参考答案 ：每个位于总线上的设备必须包含系统设备管理器下的驱动程序，但不一定都包含应用程序；驱动程序位于操作系统下层，提供设备的存取操作；应用程序位于操作系统上层，不需要直到设备所用地址、信号种类或者通信协议。填空题 15请绘图说明算法复杂度的渐进性质。参考答案 ：如果解决问题P的算法A和算法B，其时间复杂度分别是TA（n）和TB（n），则判断
5、A、B性能优劣的标准是查看在n足够大时TA（n）和TB （n）的大小关系填空题 16请说明快速排序算法的原理。参考答案 ：按照元素的值进行划分；对给定数组中的元素进行重新排列，以得到一个快速排序的分区；在一个分区中，所有在s下标之前的元素都小于等于As，所有在s下标之后的元素都大于等于As；建立了一个分区以后，As 已经位于它在有序数组中的最终位置。接下来使用同样的方法继续对As前和As后的子数组分别进行排序。填空题 17请对比操作系统与应用软件的异同。参考答案 ：应用软件是计算机用户利用计算机的软件、硬件资源为某一专门的应用目的而开发的软件；操作系统则负责有效地组织和管理系统中的各种软硬件资
6、源，合理地组织计算机系统工作流程，控制程序的执行，并向用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。填空题 18请绘图说明数据库建模与实现过程。参考答案 ：填空题 19设计一个三路开关电路并绘制其电路图。参考答案 ：第一步：由题意分析当第一个开关关闭时，令x=1，否则为0当第二个开关关闭时，令y=1，否则为0当第三个开关关闭时，令z=1，否则为0当灯是打开时，令F（x，y，z）=1，否则为0假设当三个开关都是关闭时，灯是打开的因此，该问题对应的真值表是：填空题20利用卡诺图的方法化简布尔表达式：参考答案 ：第一步：绘制卡诺图并进行化简：第二步：得到化简结果：填空题 21简述计算机的发展阶段。参考答案
7、 ：计算机的出现是20世纪最辉煌的成就之一，按照采用的电子器件划分，计算机大致经历了四个阶段：1. 第一代计算机（19461957）其主要特征是逻辑器件使用了电子管，用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备，用磁鼓或磁带作为外存储器，使用机器语言编程。第一台计算机需要工作在有空调的房间里，如果希望它处理什么事情，需要把线路重新连接接，把成千上万的线重新焊接。1949年发明了可以存储程序的计算机，这些计算机使用机器语言编程，可存储信息和自动处理信息，存储和处理信息的方法开始发生革命性的变化。第一代计算机体积大、运算速度低、存储容量小、可靠性低。几乎没有什么软件配置，主要用于科学计算。尽管如此，第一代
8、计算机却奠定了计算机的技术基础，如二进制、自动计算及程序设计等，对以后计算机的发展产生了深远的影响。其代表机型有：ENIAC、IBM650（小型机）、IBM709（大型机）等。2. 第二代计算机（19581964）其主要特征是使用晶体管代替了电子管，内存储器采用了磁芯体，引入了变址寄存器和浮点运算部件，利用I/O处理机提高了输入输出能力。这不仅使得计算机的体积缩小了很多，同时增加了机器的稳定性并提高了运算速度，而且计算机的功耗减小，价格降低。在软件方面配置了子程序库和批处理管理程序，并且推出了Fortran、COBOL、ALGOL等高级程序设计语言及相应的编译程序，降低了程序设计的复杂性。除应
9、用于科学计算外，它还开始应用在数据处理和工业控制等方面。其代表机型有IBM7090、IBM7094、CDC7600等。3. 第三代计算机（19651972）其主要特征是用半导体中、小规模集成电路（Integrated Circuit，IC）作为元器件代替晶体管等分立元件，用半导体存储器代替磁芯存储器，使用微程序设计技术简化处理机的结构，这使得计算机的体积和耗电量显著减小，而计算速度和存储容量却有较大提高，可靠性也大大加强。在软件方面则广泛地引入多道程序、并行处理、虚拟存储系统和功能完备的操作系统，同时还提供了大量的面向用户的应用程序。计算机开始定向标准化、模块化、系列化，此外，计算机的应用进入
10、到许多科学技术领域。代表机器有IBM 360系列、富士通F230系列等。4. 第四代计算机（1972年至今）其主要特征是使用了大规模和超大规模集成电路，使计算机沿着两个方向飞速向前发展。一方面，利用大规模集成电路制造多种逻辑芯片，组装出大型、巨型计算机，使运算速度向每秒十万亿次、百万亿次及更高速度发展，存储容量向百兆、千兆字节发展，巨型机的出现，推动了许多新兴学科的发展。另一方面，利用大规模集成电路技术，将运算器、控制器等部件集成在一个很小的集成电路芯片上，从而出现了微处理器。微型计算机、笔记本型和掌上型等超微型计算机的诞生是超大规模集成电路应用的直接结果，并使计算机很快进入到寻常百姓家。完善
11、的系统软件、丰富的系统开发工具和商品化的应用程序的大量涌现，以及通信技术和计算机网络的飞速发展，使得计算机进入了一个快速发展的阶段。现在很多国家正在研制新一代的计算机，新一代计算机将是微电子技术、光学技术、超导技术、电子仿生技术等多学科相结合的产物。它能进行知识处理、自动编程、测试和排错，以及用自然语言、图形、声音和各种文字进行输入和输出。新一代计算机的研究目标是打破计算机现有的体系结构，使得计算机能够具有像人那样的思维、推理和判断能力。已经实现的非传统计算技术有超导计算、量子计算、生物计算、光计算等。未来的计算机可能是超导计算机、量子计算机、生物计算机、光计算机、纳米计算机或DNA计算机等。
12、更多内容请访问睦霖题库微信公众号填空题 22请解释冯诺依曼所提出的“存储程序”概念。参考答案 ：把程序和数据都以二进制的形式统一存放在存储器中，由机器自动执行。不同的程序解决不同的问题，实现了计算机通用计算的功能。填空题 23控制器的主要功能是什么？参考答案 ：控制器基本功能就是从内存中取指令和执行指令，即控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码，然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令，执行该指令。另外，控制器在工作过程中，还要接受各部件反馈回来的信息。填空题 24简述CPU和主机的概念。参考答案 ：通常把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器，又称CPU（
13、Central Processing Unit）。通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机，也可以说主机是由CPU与内存储器组成的，而主机以外的装置称为外部设备，外部设备包括输入/输出设备，外存储器等。填空题 25计算机有哪些主要的特点？参考答案 ：（1）运算速度快、精度高计算机的字长越长，其精度越高，现在世界上最快的计算机每秒可以运算几十万亿次以上。一般计算机可以有十几位甚至几十位（二进制）有效数字，计算精度可由千分之几到百万分之几，是任何计算工具所望尘莫及的。（2）具有逻辑判断和记忆能力计算机有准确的逻辑判断能力和高超的记忆能力。能够进行各种逻辑判断，并根据判断的结果自动决定下一步应
14、该执行的指令。（3）高度的自动化和灵活性计算机采取存储程序方式工作，即把编好的程序输入计算机，机器便可依次逐条执行，这就使计算机实现了高度的自动化和灵活性。填空题 26计算机的分类有哪些？参考答案 ：根据计算机工作原理和运算方式的不同，以及计算机中信息表示形式和处理方式的不同，计算机可分为数字式电子计算机（Digital Computer）、模拟式电子计算机（Analog Computer）和数字模拟混合计算机（Hybrid Computer）。当今广泛应用的是数字计算机，因此，常把数字式电子计算机（Electronic Digital Computer）简称为电子计算机或计算机。按计算机的用
15、途可分为通用计算机（General Purpose Computer）和专用计算机（Special Purpose Computer ）两大类。通用计算机能解决多种类型问题，是具有较强通用性的计算机，一般的数字式电子计算机多属此类；专用计算机是为解决某些特定问题而专门设计的计算机，如嵌入式系统。根据计算机的总体规模对计算机分类，可分为巨型机（Super Computer）、大 /中型计算机（Mainframe）、小型计算机（Mini computer）、微型计算机（Micro computer）和网络计算机（Network Computer）五大类。常见的微型机还可以分为台式机、便携机、笔记本
16、电脑、掌上型电脑等多种类型。填空题 27简述计算机的基本运行方式。参考答案 ：计算机的基本运作方式可概括为所谓的“IPOS循环”。IPOS循环即输入（Input）、处理（Processing）、输出（Output）和存储（Storage），它反映了计算机进行数据处理的基本步骤。（1）输入接受由输入设备（如键盘、鼠标器、扫描仪等）提供的数据。（2）处理对数值、逻辑、字符等各种类型的数据进行操作，按指定的方式进行转换。（3）输出将处理所产生的结果等数据由输出设备（如显示器、打印机、绘图仪等）进行输出。（4）存储计算机可以存储程序和数据供以后使用。填空题 28简述计算机的发展趋势。参考答案 ：（1）
17、微型化一方面，随着计算机的应用日益广泛，在一些特定场合，需要很小的计算机，计算机的重量、体积都变得越来越小，但功能并不减少。另一方面，随着计算机在世界上日益普及，个人电脑正逐步由办公设备变为电子消费品。人们要求电脑除了要保留原有的性能之外，还要有时尚的外观、轻便小巧、便于操作等特点，如平板电脑、手持电脑等。今后个人计算机（Personal Computer）在计算机中所占的比重将会越来越大，使用也将会越来越方便。（2）巨型化社会在不断发展，人类对自然世界的认识活动也越来越多，很多情况要求计算机对数据进行运算。“巨型化”在这里并不是通常意义上的大小，主要是指机器的性能运算速度等。（3）网络化因特
18、网（Internet）的建立正在改变我们的世界，改变我们的生活。网络具有虚拟和真实两种特性，网上聊天和网络游戏等具有虚拟特性，而网络通信、电子商务、网络资源共享则具有真实的特性。（4）智能化今后，计算机在生活中扮演的角色将会更加重要，计算机应用将具有更多的智能特性，能够帮助用户解决些自己不熟悉或不愿意做的事，如智能家电、烹调等。（5）新型计算机目前新一代计算机正处在设想和研制阶段。新一代计算机是把信息采集、存储处理、通信和人工智能结合在一起的计算机系统。填空题 29简述计算学科的定义、计算学科的本质、计算学科的三个过程。参考答案 ：计算学科是对描述和变换信息的算法过程，包括对理论分析、设计、效
19、率、实现和应用等进行的系统研究。计算学科的研究包括了从算法与可计算性的研究到根据可计算硬件和软件的实际实现问题的研究。计算学科的根本问题是“什么能被有效地自动进行？”。计算学科的根本问题讨论的是能行性的有关内容，而凡是与能行性有关的讨论都是处理离散对象的。计算学科的实质是学科方法论的思想，其关键问题是抽象、理论和设计三个过程相互作用的问题。（1）理论理论是数学科学的根本。应用数学家们都认为，科学的进展都是基于纯数学的。应用数学用数学的方法推动经验科学和工程学的发展，同时又不断刺激对新数学的需要，为纯理论数学提出新的问题。（2）抽象抽象（模型化）是自然科学的根本。科学家们相信，科学进展的过程基本
20、上都是形成假设，然后用模型化过程去求证。（3）设计设计是工程的根本。工程师们认为，工程进展基本上都是提出问题，然后通过设计去构造系统，以解决问题。填空题 30简述计算机科学与技术学科的定义。参考答案 ：计算机科学技术是研究计算机的设计与制造和利用计算机进行信息获取、表示、存储、处理、控制等的理论、原则、方法和技术的学科，包括科学与技术两方面。科学侧重于研究现象、揭示规律；技术则侧重于研制计算机和研究使用计算机进行信息处理的方法与技术手段。科学是技术的依据，技术是科学的体现；技术得益于科学，它又向科学提出新的课题。填空题 31简述计算机科学课程体系的核心内容。参考答案 ：计算学科课程体系的教学内
21、容归结为14个知识体，包括：（1）离散结构（PS）计算学科是以离散型变量为研究对象，离散数学对计算技术的发展起着十分重要的作用。随着计算技术的迅猛发展，离散数学越来越受到重视。（2）程序设计基础（PF）计算作为一门学科报告指出了程序设计在计算学科的正确地位：程序设计是计算学科课程中固定练习的一部分，是每一个计算学科专业的学生应具备的能力，是计算学科核心科目的一部分，程序设计语言还是获得计算机重要特性的有力工具。（3）算法与复杂性（AL）算法是计算机科学和软件工程的基础，现实世界中，任何软件系统的性能仅依赖于两个基本点方面，一方面是所选择的算法；另一方面是各不同层次实现的适宜性和效率。（4）组织
22、与体系结构（AR）计算机在计算中处于核心地位，如果没有计算机，计算学科只是理论数学的一个分支，应该对计算机系统的功能构件、以及他们的特点/性能和相互作用有一定的理解。（5）操作系统（OS）操作系统定义了对硬件行为的抽象，程序员用它来对硬件进行控制。操作系统还管理计算机用户间的资源共享。（6）网络计算（NC）计算机和通信网络的发展，尤其是基于TCP/IP的网络的发展使得网络技术在计算学科中更加重要。（7）程序设计语言（PL）程序设计语言是程序员与计算机交流的主要工具。一个程序员不仅要知道如何使用一种语言进行程序设计，还应理解不同语言的程序设计风格。（8）人-机交互（HL）人机交互重点在于理解人对
23、交互式对象的交互行为，知道如何使用以人为中心的方法开发和评价交互软件系统，以及人机交互设计问题的一般知识。（9）图形学和可视化计算（GV）该主领域的主要内容包括：计算机图形学、可视化、虚拟现实、计算机视觉等4个学科子领域的研究内容。（10）智能系统（IS）人工智能领域关心的问题是自主代理的设计和分析。智能系统必须干知其环境，合理地朝着指定的任务行动，并与其它代理和人进行交互。（11）信息管理（IM）信息系统几乎在所有使用计算机的场合都发挥着重要的作用。（12）软件工程（SE）软件工程是关于如何有效地利用建立满足用户和客户需求的软件系统理论/知识和实践的学科，可以应用于小型、中型、大型系统。（1
24、3）数值计算科学（CN）从计算学科的诞生之日起，科学计算的数值方法和技术就构成了计算机科学研究的一个主要领域。（14）社会和职业问题（SP）大学生需要懂得计算学科本身基本的文化、社会、法律和道德问题。还需要培养学生提出有关计算的社会影响这样严肃问题以及对这些问题的可能答案进行评价的能力。学生还需要认识到软硬件销售商和用户的基本法律权利，也应意识到这些权利的基本基础道德价值观。填空题 32试简单叙述计算机采用二进制的原因。参考答案 ：计算机只认识二进制编码形式的指令和数据。因此，包括数字、字符、声音、图形、图像等信息都必须经过某种方式转换成二进制的形式，才能提供给计算机进行识别和处理。在计算机中
25、采用二进制，是因为物理上实现容易。由于二进制只有两个状态0和1，这正好与物理器件的两种状态相对应，例如电压信号的高与低，门电路的导通与截止等；而十进制电路则需要用十种状态来描述，这将使得电路十分复杂，处理也十分困难。因此，采用二进制将使得计算机在物理上实现简单，且具有可靠性高、处理简单、抗干扰能力强等优点。填空题 33什么是定点数，它分为哪些种类？参考答案 ：所谓定点数，就是指计算机在运算过程中，数据中小数点的位置固定不变。其中小数点的位置是由计算机设计者在机器的结构中指定一个不变的位置，而不一定都必须具有小数点的指示装置。定点数一般有小数和整数两种表示形式。定点小数是把小数点固定在数据数值部
26、分的左边，符号位的右边；定点整数则把小数点固定在数据数值部分的右边。填空题 34简述计算机软件系统的分类。（系统软件和应用软件两方面）参考答案 ：软件是指能在计算机上运行的各种程序，包括各种有关的文档。通常将软件分为系统软件和应用软件两大类。1.系统软件可以把软件分成若干层，最内层是对硬件的扩充与完善，而外层则是对内层的再次扩充与完善。一般把靠近内层、为方便使用和管理计算机资源的软件，称为系统软件。系统软件通常是负责管理、控制和维护计算机的各种软硬件资源，并为用户提供一个友好的操作界面，以及服务于一般目的的上机环境。系统软件包括操作系统、计算机的监控管理程序、高级程序设计语言的编译和解释程序以
27、及系统服务程序等。操作系统在系统软件中处于核心地位，其他的系统软件在操作系统的支持下工作；高级程序设计语言的编译和解释程序，将软件工程师编写的软件“翻译”成为计算机能够“理解”的机器语言；系统服务程序为计算机系统的正常运行提供服务。2.应用软件应用软件是针对某个应用领域的具体问题而开发和研制的程序，它由专业人员为各种应用目的而开发。应用软件必须在系统软件的支持下才能工作，它具有很强的实用性和专业性，正是由于应用软件的开发和使用，才使得计算机的应用日益渗透到社会的各行各业。应用软件可以由用户自己开发，也可在市场上购买。常用的应用软件有：文字处理软件，如WPS、Word等；电子表格软件，如Exce
28、l、Lotus等；图形处理软件，如3DMAX等；课件制作软件，如PowerPoint、Authorware等；多媒体处理软件，如RealPlay、MediaPlayer等。填空题 35存储器的功能是什么？参考答案 ：现代计算机是以存储器为中心的计算机系统，存储器是计算机的重要组成部分。当利用计算机完成某项任务时，首先把解决问题的程序和所需数据存于存储器中，在执行程序时再由存储器快速地提供给处理机。显然，存储器的功能是存储信息，被存储的信息包括程序信息和数据信息等。填空题 36存储器的主要指标是什么？参考答案 ：存储器作为计算机系统的核心部件之一，有必要对其性能进行描述。描述一个存储器性能优劣的
29、主要指标有存储容量、存储周期和存取时间、可靠性、性能价格比、功耗、可靠性等。填空题 37简述多核的关键技术。参考答案 ：与单核处理器相比，多核处理器在体系结构、软件、功耗和安全性设计等方面面临着巨大的挑战，但也蕴含着巨大的潜能。1.核结构研究C.MP的构成分成同构和异构两类，同构是指内部核的结构是相同的，而异构是指内部的核结构是不同的。为此，面对不同的应用研究核结构的实现对未来微处理器的性能至关重要。核本身的结构，关系到整个芯片的面积、功耗和性能。怎样继承和发展传统处理器的成果，直接影响多核的性能和实现周期。同时，根据Amdahl定理，程序的加速比决定于串行部分的性能，所以，从理论上来看似乎异
30、构微处理器的结构具有更好的性能。多核所用的指令系统对系统的实现也是很重要的，采用多核之间采用相同的指令系统还是不同的指令系统，能否运行操作系统等，也将是研究的内容之一。2.程序执行模型多核处理器设计的首要问题是选择程序执行模型。程序执行模型的适用性决定多核处理器能否以最低的代价提供最高的性能。程序执行模型是编译器设计人员与系统实现人员之间的接口。编译器设计人员决定如何将一种高级语言程序按一种程序执行模型转换成一种目标机器语言程序；系统实现人员则决定该程序执行模型在具体目标机器上的有效实现。当目标机器是多核体系结构时，产生的问题是：多核体系结构如何支持重要的程序执行模型？是否有其他的程序执行模型
31、更适于多核的体系结构？这些程序执行模型能多大程度上满足应用的需要并为用户所接受？3.Cache设计：多级Cache设计与一致性问题处理器和主存间的速度差距对CMP来说是个突出的矛盾，因此必须使用多级Cache来缓解。目前有共享一级Cache的CMP、共享二级Cache的CMP以及共享主存的CMP。通常，CMP采用共享二级Cache的CMP结构，即每个处理器核心拥有私有的一级Cache，且所有处理器核心共享二级Cache。Cache自身的体系结构设计也直接关系到系统整体性能。但是在CMP结构中，共享Cache或独有Cache孰优孰劣、需不需要在一块芯片上建立多级Cache，以及建立几级Cache等等，由于对整个芯片的尺寸、功耗、布局、性能以及运行效率等都有很大的影响，因而这些都是需要认真研究和探讨的问题。
