大学计算机信息技术教程课后习题Word文档格式.docx
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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ＧoｒｄonＥ·
Moore１965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18~24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?
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。
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?
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。
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？
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３00ＭHｚ～300ＧHz）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?
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？
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?
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?
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10
~10
？
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。
N
2、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。
Ｎ
3、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：
① kb/s ② MB/ｓ ③ Mｂ/s ④Gb/ｓ
其中常用的是 B
（A）① （B）②和④ （C）①、③和④ （Ｄ）①、②、③和④
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）MB
5、与十六进制数（BＣ）
等值的八进制数是 Ｂ
（A） 273 （B）27４ （C） 3１4 （D）３１３
６、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 ００0000000比特，它可以简写为 10Gｂ/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（sysｔemｂus）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？
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（ＰersonａlCompuｔeｒ）。
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:
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。
2.2CPU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？
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?
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？
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？
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？
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。
2．3PC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?
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
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？
BIOＳ（Basic Inｐut/OutpｕｔSysteｍ）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？
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（RａｎdｏmAccessMemory，RＡM）和只读存储器（ReadＯｎｌyＭeｍｏry，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？
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？
内存条是把8~9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？
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
ﻩI/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?
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
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