計算機導論問答題：1什么是計算機系統？計算機系統是一種能夠按照事先存儲的程序，自動、高速地對數據進行輸入、處理、輸出和存儲的系統，由計算機硬件系統和計算機軟件系統兩大部分組成。2請解釋馮諾依曼所提出的“存儲程序”概念。把程序和數據都以二進制的形式統一存放在存儲器中，由機器自動執行。不同的程序解決不同的問題，實現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存中取出指令和執行指令，即控制器按程序計數器指出的指令地址從內存中取出該指令進行譯碼，然后根據該指令功能向有關部件發出控制命令，執行該指令。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模集成電路塊上稱為中央處理器，又稱CPU(Central Processing Unit)。通常把內存儲器、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，外部設備包括輸入/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、使用和維護這些程序所需的技術文檔。計算機軟件系統分為系統軟件和應用軟件。計算機系統軟件由操作系統、語言處理系統、以及各種軟件工具等組成，指揮、控制計算機硬件系統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莫及的。(2)具有邏輯判斷和記憶能力計算機有準確的邏輯判斷能力和高超的記憶能力。能夠進行各種邏輯判斷，并根據判斷的結果自動決定下一步應該執行的指令。(3)高度的自動化和靈活性計算機采取存儲程序方式工作，即把編好的程序輸入計算機，機器便可依次逐條執行，這就使計算機實現了高度的自動化和靈活性。7計算機的分類有哪些？根據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，計算機可分為數字式電子計算機(Digital Computer)、模擬式電子計算機(Analog Computer)和數字模擬混合計算機(Hybrid Computer)。當今廣泛應用的是數字計算機，因此，常把數字式電子計算機(Electronic Digital Computer)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(General Purpose Computer)和專用計算機(Special Purpose Computer )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。根據計算機的總體規模對計算機分類，可分為巨型機(Super Computer)、大/中型計算機(Mainframe)、小型計算機(Mini computer)、微型計算機(Micro computer)和網絡計算機(Network Computer)五大類。常見的微型機還可以分為臺式機、便攜機、筆記本電腦、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概括為所謂的“IPOS循環”。IPOS循環即輸入(Input)、處理(Processing)、輸出(Output)和存儲(Storage)，它反映了計算機進行數據處理的基本步驟。(1)輸入接受由輸入設備(如鍵盤、鼠標器、掃描儀等)提供的數據。(2)處理對數值、邏輯、字符等各種類型的數據進行操作，按指定的方式進行轉換。(3)輸出將處理所產生的結果等數據由輸出設備(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據供以后使用。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學問題的計算稱為科學計算，也稱為數值計算。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值計算問題，是計算機的傳統應用之一。(2)信息處理所謂信息處理就是使用計算機對數據進行輸入、分類、加工、整理、合并、統計、制表、檢索以及存儲等，又稱為數據處理。例如座席預訂與售票系統、零售業中的應用、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據、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，實現生產過程的自動化。(4)計算機輔助設計/輔助制造/輔助教學計算機輔助設計(Computer Aided DesignCAD)是使用計算機來輔助人們完成產品或工程的設計任務的一種方法和技術。計算機輔助制造(Computer Aided ManufacturingCAM)是使用計算機輔助人們完成工業產品的制造任務，能通過直接或間接地與工廠生產資源接口的計算機來完成制造系統的計劃、操作工序控制和管理工作的計算機應用系統。計算機輔助教學(Computer Aided InstructionCAI)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(ArtificialIntelligenceAI)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展，人們已經有能力把文本、音頻、視頻、動畫、圖形和圖像等各種媒體綜合起來，構成“多媒體”(Multimedia)的概念。10簡述計算機的發展趨勢。(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。另一方面，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為電子消費品。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、輕便小巧、便于操作等特點，如平板電腦、手持電腦等。今后個人計算機(Personal Computer)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據進行運算。“巨型化”在這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)網絡化因特網(Internet)的建立正在改變我們的世界，改變我們的生活。網絡具有虛擬和真實兩種特性，網上聊天和網絡游戲等具有虛擬特性，而網絡通信、電子商務、網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，能夠幫助用戶解決些自己不熟悉或不愿意做的事，如智能家電、烹調等。(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、通信和人工智能結合在一起的計算機系統。11簡述計算學科的定義、計算學科的本質、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、實現和應用等進行的系統研究。計算學科的研究包括了從算法與可計算性的研究到根據可計算硬件和軟件的實際實現問題的研究。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。計算學科的實質是學科方法論的思想，其關鍵問題是抽象、理論和設計三個過程相互作用的問題。(1)理論理論是數學科學的根本。應用數學家們都認為，科學的進展都是基于純數學的。應用數學用數學的方法推動經驗科學和工程學的發展，同時又不斷刺激對新數學的需要，為純理論數學提出新的問題。(2)抽象抽象(模型化)是自然科學的根本。科學家們相信，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。(3)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，然后通過設計去構造系統，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。科學側重于研究現象、揭示規律；技術則側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，技術是科學的體現；技術得益于科學，它又向科學提出新的課題。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據。因此，包括數字、字符、聲音、圖形、圖像等信息都必須經過某種方式轉換成二進制的形式，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，是因為物理上實現容易。由于二進制只有兩個狀態0和1，這正好與物理器件的兩種狀態相對應，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簡單，且具有可靠性高、處理簡單、抗干擾能力強等優點。2什么是定點數，它分為哪些種類？答：所謂定點數，就是指計算機在運算過程中，數據中小數點的位置固定不變。其中小數點的位置是由計算機設計者在機器的結構中指定一個不變的位置，而不一定都必須具有小數點的指示裝置。定點數一般有小數和整數兩種表示形式。定點小數是把小數點固定在數據數值部分的左邊，符號位的右邊；定點整數則把小數點固定在數據數值部分的右邊。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字化的處理過程。經過數字化處理后的數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過音頻信號的采樣、量化和編碼幾個過程。1存儲器的功能是什么？答：現代計算機是以存儲器為中心的計算機系統，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據存于存儲器中，在執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據信息等。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常快的計算機就可以認為是高性能計算機。嚴格地講，高性能計算機是一個擁有最先進的硬件、軟件、網絡和算法的綜合概念，“高性能”的標準是隨著技術的發展而發展的。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據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調、數據格式轉換等問題，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)實現數據緩沖，提供主機和設備交換信息過程中的數據緩沖機構，使主機與外設在工作速度上達到匹配。(2)實現數據格式的轉換，例如，當主機和設備的信號同謀不同時的信號電平轉換功能、數據傳送中的格式（串行、并行）轉換功能、直接內存訪問中的額外需求等。(3)提供外設和接口的狀態，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狀態信息。(4)實現主機與外設之間的通訊聯絡控制，實現主機與設備之間的數據交換。5、什么是網絡計算機?它有什么優點？答：網絡計算機（NETWORK COMPUTER）簡稱NC，是專用于高速網絡環境下的計算機終端設備。是基于處理器芯片和網絡基礎的新一代計算機產品，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，光驅等外部存儲設備，是一種瘦客戶機。網絡計算機具有以下優點：(1)易管理，維護簡單，使用方便。(2)網絡計算機沒有硬盤，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)靜音節能，高可靠網絡計算機沒有任何噪音，非常安靜。網絡計算機的功耗非常小。1什么是計算機操作系統？它具有的基本功能有哪些？答：操作系統就是合理管理并控制計算機系統內軟、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的性質來劃分的類型：分為批處理操作系統、分時操作系統、實時操作系統、網絡操作系統、嵌入式操作系統。批處理系統的主要特點是系統吞吐量大、系統資源利用率較高、平均作業周轉時間(作業從提交到結果輸出的時間)較長，系統無交互力。分時系統中往往支持多道程序執行，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，使得用戶與系統的及時交互成為可能，因此，分時系統具有較好的交互性；同時，系統資源利用率也得到了很大的提高。實時系統具有事件驅動的特點，往往是由外部事件來觸發系統的響應；實時系統要求的響應時間很短，以便及時響應事件，從而保證整個系統的實時性和高可靠性。網絡操作系統要求組成網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，系統的主要目的是共享網絡資源、信息交換和協作。嵌入式操作系統具有普通計算機具有的通常功能，但同時具有實時系統的特征，通常是更小的具有一定硬件控制功能的系統。3什么是并發？并行與并發的區別與聯系是什么？答：并發通常指多個任務可以在同一個時間段內同時執行，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系統而言)。并行指的是多個任務真正意義上的同時執行，換言之，多個任務可以在同一個時刻同時執行。并發系統只能夠是宏觀上并行、微觀上串行執行；而并行則在微觀執行上也是并行的。只有在多處理機系統中，任務的并行執行才是可能的。并行系統往往也可以支持任務的并發執行。4一個操作系統都應該有哪些基本組成？答：現代操作系統至少由存儲管理、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shell命令)和程序接口。進程管理包含了進程描述、進程的狀態及轉換、進程控制和調度、進程間通信等多個部分。存儲管理解決內存分配與回收、內存保護、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、數據傳輸控制技術等。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構、文件的存取方式、磁盤物理空間管理、目錄、文件可靠性等問題。5目前主流操作系統有哪些？它們的特點是設么？答：目前主流操作系統有Windows、UNIX 、Linux等。Windows操作系統特點：統一的窗口和操作風格、豐富的應用程序與應用開發工具、事件驅動程序的運行方式、多任務的圖形化用戶界面、支持網絡及多媒體技術、豐富的應用程序接口、廣泛的硬件支持。UNIX操作系統特點：多用戶、多任務、分時，有友好的用戶接口，可裝卸的樹型結構文件系統，設備文件化，較強的可移植性。Linux操作系統特點：友好的用戶接口，超強的可移植性，靈活的模塊化設計，強大的通信及網絡功能，強大的健壯性。1什么叫信息、數據、信號？答：信息(Information)是客觀事物的屬性和相互聯系特性的表現，它反映了客觀事物的存在形式和運動狀態。計算機中的信息般是字母、數字、符號的組合，而將這些信息進行傳輸的載體可以是文字、聲音、圖形、圖像等。數據(Data)是信息的數字化形式或數字化的信息形式。信號(Signal)是攜帶信息的傳輸介質，在通信系統中常用電信號、光信號、載波信號、脈沖信號、調制信號等描述。2什么是串行通信和并行通信？答：在數據通信中，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送，每次由發送端傳送到接收端的數據只有一位，這種方式稱為串行通信。至少有8位二進制數據同時通過多位數據線從一個設備傳送到另一個設備，每次發送一個字符代碼，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：同步是每次發送多個字節或信息塊，要求通信的收、發雙方在時間基準上保持一致，系統需要一個同步時鐘，用于傳輸大量的信息。異步每次發送和接收一個字符的數據，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簡述計算機網絡的定義。答：計算機網絡就是利用通信設備和線路將地理位置分散的、具有獨立功能的多個計算機系統連接起來，按照以功能完善的網絡軟件(即網絡通信協議、信息交換方式和網絡操作系統(Network Operating System：NOS)等)進行數據通信，以實現網絡中資源共享和信息傳遞的系統。5簡述資源子網和通信子網的組成。答：資源子網由主機系統、終端、終端控制器、連網外設、各種軟件資源與信息資源織成。資源子網負責全網的數據處理業務，向網絡用戶提供各種網絡資源與網絡服務。通信子網由通信控制處理機、通信線路與其他通信設備組成，負責完成網絡數據傳輸、轉發等通信處理任務。6計算機網絡的拓撲結構有哪些？分別簡述每種拓撲結構的特點。答：(1)總線型網絡(Bus Network)結構在總線型拓撲結構中，網絡中的所有節點都直接連接到同一條傳輸介質上，這條傳輸介質稱為總線。各個節點將依據一定的規則分時地使用總線來傳輸數據，發送節點發送的數據幀沿著總線向兩端傳播，總線上的各個節點都能接收到這個數據幀，并判斷是否發送給本節點的，如果是，則將該數據幀保留下來；否則將丟棄該數據幀。(2)樹型網絡(Tree Network)結構總線型拓撲結構的另一種形式是樹型拓撲結構，傳輸介質是不封閉的分支電纜。和總線型結構一樣，樹型拓撲結構中任何一個節點發送的數據都能被其它節點接收。(3)星型網絡(Star Network)結構在星型拓撲結構中，每個端點必須通過點到點鏈路連接到中間節點上，任何兩個端節點之間的通信都要通過中間節點來進行。在星型結構的網絡中，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絡節點實施網絡訪問控制。(4)環型網絡(Ring Network)結構在環型拓撲結構中，各個節點通過中繼器連入網絡，中繼器之間通過點到點鏈路連接，使之構成一個閉合的環型網絡。發送節點發送的數據幀沿著環路單向傳遞，每經過一個節點，該節點要判斷這個數據幀是否發送給本節點的，如果是, 則要將數據幀拷貝下來。然后將數據幀傳遞到下游節點。數據幀遍歷各個節點后，由發送節點將數據幀從環路上取下。7簡述網絡體系結構。答：網絡的體系結構是用層次結構設計方法提出的計算機網絡層次結構及其協議的集合。換種說法，它是計算機網絡及其部件所應能完成的各種功能的精確定義。在網絡分層體系結構中，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。8常用的網絡互連設備有哪些？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)，中繼器又叫轉發器。(2)數據鏈路層互連設備，即網橋(Bridge)。 (3)網絡層互連設備，即路由器(Router)。(4)網絡層以上的互連設備，統稱網關(Gateway)或應用網關。9簡述TCP/IP協議的體系結構。答：TCP/IP(傳輸控制協議/網際協議)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通信規定。TCP/IP的體系結構如圖所示。TCP/IP的體系結構圖(1)網絡接口層是TCP/IP協議的最底層，用于負責網絡層與硬件設備間的聯系。這一層的協議非常多，包括邏輯鏈路和媒體訪問控制。(2)網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輸層的分組發送請求，收到請求后將分組裝入IP數據報，填充報頭，選擇路徑，然后將數據發往適當的接口；處理數據報；處理網絡控制報文協議，即處理路徑、流量控制、阻塞等。(3)傳輸層用于解決計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，用戶調節訪問網絡的應用程序，應用程序與傳輸層協議配合，發送或接收數據。10簡述IP地址。答：每臺計算機或路由器都有一個由授權機構分配的號碼，稱為IP地址。IP地址能夠惟一地確定Internet上每臺計算機。由32位二進制數組成地址稱為IPv4地址，在實際應用中，將這32位二進制數分成4段，每段包含8位二進制數。11Internet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。12簡述域名系統。答：由于IP地址很難記憶，為了使用和記憶方便，因特網還采用了域名管理系統，簡稱DNS(Domain Name System)。域名系統與IP地址的結構一樣，也是采用層次結構。任何一個連接在因特網上的主機或路由器，都有一個惟一的層次結構的名字，即域名。域名的結構由若干個分量組成，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。13簡述計算機網絡安全技術中防火墻(Firewall)的基本功能及其技術分類。答：計算機網絡安全技術中“防火墻”(Firewall)的基本功能：(1)為內部網與Internet之間所設的安全系統； (2)是在兩個網絡之間執行訪問，控制策略的系統； (3)它在內部網絡和外部網絡之間設置障礙；(4)防止外界對內部資源的非法訪問，也可以防止內部對外部的不安全的訪問。防火墻的技術分類：網絡層防火墻和應用層防火墻。1簡述程序的概念。答：一個程序就是能夠實現特定功能的一組指令序列的集合。或者表示為：程序算法數據結構。2結構化程序設計的思想是什么？答：結構化程序設計的基本思想就是采用自上而下、逐步求精的設計方法和單入口單出口的控制結構。3結構化程序設計的原則是什么？答：結構化程序設計的原則是：(1) 使用順序、選擇、循環3種基本控制結構表示程序邏輯。(2)程序語句組織成容易識別的語句模塊，每個模塊都是單入口、單出口。(3)嚴格控制GOTO語句的使用。4結構化程序設計語言采用自頂向下的方法進行程序設計的特點是什么？答：利用結構化程序設計語言采用自上而下的方法進行程序設計的特點是：(1) 問題分解成子問題的結構必須與3種基本程序結構之一相對應。(2) 問題的