《计算机科学导论》复习资料修订版春季.docx
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《计算机科学导论》复习资料修订版春季
一、客观部分：
（单项选择、判断）
（一）、选择部分
1、17世纪,（A）发明了第一个数字计算器
A、PascalB、Leibniz
C、JacquardD、Babbage
2、内存的概念首次出现在（B）当中
A、算盘B、分析机
C、织布机D、数字计算器
3、第一代计算机使用（A）存储信息
A、真空管B、晶体管
C、集成电路D、光纤
4、下列哪种语言是面向对象的编程语言（D）
A、PascalB、BASIC
C、CD、C++
5、满足个人应用要求，体积小、价格便宜的计算机属于（A）
A、个人计算机B、小型计算机
C、大型计算机D、超级计算机
6、下列选项中不属于计算机存储设备的是（C）
A、内存B、光盘
C、磁盘驱动器D、U盘
7、在计算机软件层次结构中，位于汇编语言内层的是（D）
A、应用软件B、操作系统
C、高级语言D、机器语言
8、数字836的基数可能是（D）
A、2B、5
C、7D、10
9、下面哪个数字用来表示任何计数系统中的基数值（B）
A、01B、10
C、100D、101
10、十三进制下的数字943与十进制下的哪个数含有相同多的实体（C）
A、13B、69
C、1576D、943
11、二进制数1010110表示为十进制数应该是（A）
A、86B、68
C、1010110D、0110101
12、下列哪个句子不属于命题（D）
A、北京是中国的首都B、1=1=2
C、2+2=3dD、几点了?
13、半加法器和全加法器的区别是（B）
A、是否产生进位B、是否处理以前的进位
C、是否产生和位D、是否处理以前的和位
14、三变元卡诺图包含几个方块（C）
A、3B、6
C、8D、9
15、在某些电路中，由于输入值的一些组合从未出现过，所以对其输出值可以任意选择，函数对于这种组合的值称为（A）
A、无需在意条件B、无需在意结果
C、最优选择条件D、最优选择结果
16、下列哪种元件不在中央处理器的内部（D）
A、运算器B、控制器
C、寄存器D、存储器
17、下列选项哪个是用于软件需求分析的工具（A）
A、数据流程图B、系统结构图
C、程序流程图D、伪代码
18、按传输距离划分，计算机网络不包括（D）
A、广域网B、城域网
C、局域网D、无线网
19、OSI网络参考模型中位于第四层的是（C）
A、表示层B、会话层
C、传输层D、网络层
20、在中，cn表示（B）
A、组织B、国家
C、网络D、主机
二、主观部分：
（名词解释、简答、分析设计）
（一）、名词解释
1、位置计数法:
一种表达数字的系统，数位按顺序排列，每个数位有一个位值，数字的值是每个数位和位值的乘积之和
2、模拟数据:
是一种连续表示法，模拟它表示的真实信息
3、数字数据:
是一种离散表示法，把信息分割成了独立的元素
4、原码:
将数的符号数码化，即用一个二进制位表示符号：
对整数，该位取0，对负数，该位取1.而数值部分保持数的原由形式（有时需要在高位部分添几个0）.这样所得结果为该数的源码表示.
5、补码:
一个负数加模的结果即是该数的补码，它与该负数等价，或者说是一对一的。
一个正数的补码就是它本身
6、反码：
正数的反码与其原码、补码相同；负数的反码等于原码除符号位外，按位求反.
[X]补=[X]反+1
7、溢出.：
当运算的结果超出某种数据类型所表示的数的范围时，机器不能正确表示，这时要产生溢出。
在溢出的情况下，机器将产生错误的结果。
8、字符集：
字符和表示它们的代码的清单。
常用字符集：
ASCII，Unicode。
9、RGB表示法：
在计算机中，颜色通常用RGB（red-green-blue）值表示，其中的三个数字说明了每种基色的份额。
如果用0~255之间的数字表示一种元素的份额.
0：
该颜色没有参与;255：
该颜色完全参与其中
10、布尔代数：
含义，提供的是集合{0,1}上的运算和规则，这个集合及布尔代数的规则被用来研究电子和光学开关。
主要代数运算，补、和、积。
11、布尔函数
–设B={0,1}，
–则Bn={（x1，x2，……，xn）|xi∈B，1≤i≤n}是由0和1所能构成的所有n元有序列的集合
–从Bn到B的函数称为n度布尔函数
–x称为布尔变元
12、文字:
布尔变元或其补
a）13、小项布尔变元x1，x2，……，xn的小项是一个布尔积y1y2……yn，其中yi=xi，或
b）小项是n个文字的积，每个文字对应于一个变元
c）一个小项对一个且只对一个变元值的组合取值1
14、积之和展开式
–给定一个布尔函数，可以构造小项的布尔和使得：
当此布尔函数具有值1时它的值为1，当此布尔函数具有值0时它的值为0
–此布尔和中的小项与使得此函数值为1的值的组合对应
–表示布尔函数的小项的和称为此函数的积之和展开式或析取范式
15、门
a）对电信号执行基础运算的设备，接受一个或者多个输入信号，生成一个输出信号
b）门是构成数字逻辑电路的基元，基本的门电路包括与、或、非、异或、与非、或非
16、电路
a）相互关联的门的组合，用于实现特定的逻辑函数
b）计算机的所有硬件都是使用不同的电路复合而成
c）电路主要分为组合电路和时序电路
17、无需在意的条件
a）在某些电路中，由于输入值的一些组合从未出现过，所以对其输出值可以任意选择，函数对于这种组合的值称为无需在意条件
b）在卡诺图中，用d作其记号
18、指令
•将计算机看成是一台信息处理机
•处理只能一步一步地进行，一次进行一项基本操作
•指令：
人给机器下达的完成一项基本操作的命令
•指令只能由1和0来编写
19、程序
•完成一项任务需要将其分解成一系列能由指令实现的基本操作，即一系列指令
•程序：
完成一项任务所需的并且按照一定顺序排列起来的一系列指令
20、驱动程序
•是一种可以使计算机和设备通信的特殊程序，可以说相当于硬件的接口，操作系统只有通过这个接口，才能控制硬件设备的工作
•底层硬件是设备管理和操作的最终执行者，驱动程序则体现系统的设备控制能力，也是硬件设备存在的基本条件
•越高级的操作系统需要安装的驱动程序越少
21、算法
–在有限的时间内用有限的数据解决问题或子问题的明确指令集合
–问题的解决方案
22、编译器
•随着时间的推移，围绕计算机硬件建立了不同层次的程序设计语言，简化了应用程序员的工作
•其中，高级程序设计语言与人类的思维和交流方式最为接近
•然而计算机只能执行机器码，所以需要翻译程序把高级语言编写的程序翻译成机器码
•编译器：
把用高级语言编写的程序翻译成机器码的程序
23、基本操作
•是指算法运行中起主要作用且花费最多时间的操作
–两个实数矩阵的乘法问题中，矩阵的实数元素之间的数乘
–对N个整数进行排序的算法中，整数间的比较和交换
•引入基本操作的概念，用其执行次数来度量算法的时间代价，是算法分析的基础
24、T（n）
–算法的时间复杂度，用问题实例长度的函数表示
–也就是用该算法用于问题长度为n的实例所需要的基本操作次数来刻画
25、排序问题
–是人们对数据集合最常用的基本操作之一
–通讯录或电话本中记录一般按照人名的字典顺序排列
–打牌时按牌色和点数排列
–体育比赛的获奖情况按实际成绩排序
–所有计算机工作中，排序占25%以上
26、稳定排序算法：
相同大小的元素不被交换的算法
27、原址排序算法：
占用有限额外空间或者说额外空间与n无关
28、计算机网络
•对于计算机网络，在不同阶段或从不同的观点有着不同的定义。
三种不同观点：
–以相互共享（硬件、软件和数据）资源方式而连接起来，且各自具有独立功能的计算机系统的集合
–在网络协议控制下，由多台主计算机、若干台终端、数据传输设备以及计算机与计算机间、终端与计算机间进行通信的设备所组成的计算机复合系统
–利用各种通信手段，例如电报、电话、微波通信等，把地理上分散的计算机有机地连在一起，达到相互通信而且共享软件、硬件和数据等资源的系统
29、数据库：
数据库是指以一定的组织方式存储的相互关联的数据的集合。
这些数据能够长期存储、统一管理和控制，且能够被不同用户所共享，具有数据独立性及最小冗余度。
（二）、简答题
1、请以图形的形式叙述计算硬件的发展历程
附2.2.1：
（考核知识点解释）
绘制该图时应力求完整，即从计算硬件的雏形、发展、成熟一直绘制到当前的情况，其中时间轴及各时间段图形可以适当简化。
2、请以图形的形式叙述计算软件的发展历程
【参考答案】
附2.2.2：
（考核知识点解释）
绘制该图时应力求完整，即从计算软件的雏形、发展、成熟一直绘制到当前的情况，其中时间轴及各时间段图形可以适当简化。
3、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
4、请解释等值原理并说明其应用领域
【参考答案】
不同数形的两个数字可能表示同等数量的实体
•Base=101576（10）
•Base=13943（13）=9*132+4*131+3*130=1521+52+3
散列法
•是一种将字符串转换为更短长度数值的方法，广泛应用于索引、加密等领域
•其中一种散列算法就是进行基数转换
5、二进制数1010110、八进制数754、十六进制数ABC转换为十进制后各是多少
【参考答案】
1010110
（2）=1*26+1*24+1*22+1*21=86（10）
754（8）=7*82+5*81+4*80=448+40+4=492（10）
ABC（16）=10*162+11*161+12*160=2560+176+12=2748（10）
附2.2.5：
（考核知识点解释）
解决其他进制向十进制的转换问题关键是掌握位置计数法的原理，将待转换数字的每一位的数值和位值相乘，然后在求其累加和即可。
以八进制数754为例，右起第1位的位值是80=1，数值是4，乘积是4；第2位的位值是81=8，数值是5，乘积是40；第3位的位值是82=64，数值是7，乘积是448，所以最后转换得到的十进制数是448+40+4=492。
6、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】
43（10）=32+8+2+1=101011
（2）
43（10）=5*8+3*1=53（8）
43（10）=2*16+11*1=2B（16）
附2.2.6：
（考核知识点解释）
解决十进制向其他进制的转换问题关键是找到该十进制数中含有多少个待转换进制的整数幂。
以十进制数43转换为八进制为例，数制8的整数幂是1、8、64、……，显然43中包含了5个8和3个1，所以结果是53（8）。
7、列举几种常见的音频格式
【参考答案】
wav、cda、mp3、mid、wma
8、列举几种常见的图像格式
【参考答案】
jpg、bmp、gif、tif、png
9、列举几种常见的视频格式
【参考答案】
avi、asf、divx、mov、rmvb
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
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
Ø组成的像素数目越多，则分辨率越高，图像越逼真
Ø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<显示分辨率时，图像只占屏幕的一部分
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
13、简述布尔函数最小化的作用
【参考答案】
作用
•降低成本
•提高电路可靠性
•在一块芯片上设计更合适的电路
•减少电路计算时间
14、绘制冯诺依曼体系结构
【参考答案】
附2.2.14：
（考核知识点解释）
冯诺依曼体系的结构示意图是本课程的一个重点，绘制该图有两个要点：
一是准确绘制计算机的三大核心模块，即CPU、存储器、输入输出设备；二是准确绘制上述设备之间传递数据、指令、控制信号的路径。
15、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
16、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
17、请说明冒泡排序算法的原理
【参考答案】
比较表中的相邻元素，如果它们是逆序的话就交换它们的位置；重复多次以后，最小的元素就像气泡一样升到了列表的第一个位置；第二遍操作将第二小的元素升起来；这样一直做，直到n-1遍以后，该列表就排好序了
18、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A[s]，所有在s下标之后的元素都大于等于A[s]；建立了一个分区以后，A[s]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A[s]前和A[s]后的子数组分别进行排序
19、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
20、请绘图说明数据库建模与实现过程
【参考答案】
（三）、分析与设计题
1、设计一个两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
当灯是打开时，令F（x,y）=1，否则为0
假设当两个开关都是关闭时，灯是打开的
因此，该问题对应的真值表是：
x
y
F（x,y）
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
第二步：
满足上述要求输出值的一个布尔表达式是：
所求的电路是：
附2.3.1：
（考核知识点解释）
由一个实际问题设计对应电路是第3章的一个重要知识点，其基本步骤是：
首先分析题意，了解所要求解的问题，做出合理假设；其次根据题意列出对应的真值表，然后找到真值表中函数值取1的行，提取这些情况下各自变量的取值（真或假），写出满足题意要求的布尔表达式；最后根据布尔表达式绘制出对应的电路。
这类题目不要求对布尔表达式进行化简。
2、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：
x
y
z
F（x,y,z）
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
第二步：
满足上述要求输出值的一个布尔表达式是：
所求的电路是：
附2.3.2：
（考核知识点解释）
由一个实际问题设计对应电路是第3章的一个重要知识点，其基本步骤是：
首先分析题意，了解所要求解的问题，做出合理假设；其次根据题意列出对应的真值表，然后找到真值表中函数值取1的行，提取这些情况下各自变量的取值（真或假），写出满足题意要求的布尔表达式；最后根据布尔表达式绘制出对应的电路。
这类题目不要求对布尔表达式进行化简。
3、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：
附2.3.4：
（考核知识点解释）
已知某电路对应的布尔表达式后利用卡诺图的方法对其进行化简是第3章的一个重要知识点，其基本步骤是：
首先绘制一个空的卡诺图，然后根据原始的布尔表达式将卡诺图对应的空格填充为1；然后根据化简规则将可化简的多个小方格组合在一起；最后写出化简后的新布尔表达式即可。
本课程对卡诺图的考察仅限2变元、3变元、4变元。
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