《计算机科学导论(第3版)》课后习题答案

本书从实用的角度出发，根据教育部高教司主持评审的《中国计算机科学与技术学科教程2002》组织编写，并参照ACM和IEEE Computing Curricula 2005，对计算机科学与技术学科进行系统化和科学化的阐述。详细介绍了计算机体系结构与组织、程序设计语言、程序设计基础、算法与复杂性、信息管理、软件工程、操作系统、网络计算、图形学和可视化计算、人机交互、离散结构、数值计算科学、智能系统、社会和职业问题等专业知识点。每章均配有习题，以指导读者深入地学习。 本书既可作为高等学校计算机专业课程的教材，也可作为通信、电子信息、自动化等相关专业的计算机教材。

目录

• 第1章  概述 1
• 1.1  计算的起源 1
• 1.2  计算机的产生和发展阶段 2
• 1.2.1  电子计算机产生之前的
• 计算史 2
• 1.2.2  电子计算机的产生 6
• 1.2.3  电子计算机的发展阶段 8
• 1.2.4  中国计算机发展历程 9
• 1.3  计算机的应用领域和发展趋势 13
• 1.3.1  计算机的应用领域 13
• 1.3.2  计算机的发展趋势 14
• 1.4  计算学科 15
• 1.4.1  计算学科的定义 15
• 1.4.2  计算学科的本质 15
• 1.4.3  计算学科的3个过程 16
• 1.4.4  计算学科新的应用领域 17
• 1.5  计算机科学与技术学科的知识体系 19
• 1.5.1  计算机科学与技术学科的
• 形成与发展 19
• 1.5.2  计算机科学与技术学科的
• 定义 19
• 1.5.3  计算机科学与技术学科的
• 根本问题及研究范畴 20
• 1.5.4  计算机科学课程体系的核心
• 内容 20
• 1.6  计算机科学与技术学科的教育 24
• 1.6.1  教育的目的和基本要求 24
• 1.6.2  工科还是理科 25
• 1.6.3  理论与实践相结合 26
• 1.6.4  创新意识培养 26
• 1.6.5  学习方法 26
• 1.7  社会信息化的挑战 29
• 1.8  计算机产业 29
• 本章小结 30
• 习题 30
• 第2章  计算机体系结构与组织 33
• 2.1  数值数据 33
• 2.1.1  数的表示及数制转换 33
• 2.1.2  数的原码、反码和补码 37
• 2.1.3  定点数和浮点数 40
• 2.1.4  十进制数的编码 42
• 2.2  非数值数据 43
• 2.2.1  文字信息的编码 43
• 2.2.2  声音的编码 46
• 2.2.3  图形数据的编码 46
• 2.3  数据的机器编码 47
• 2.3.1  数据的机器级编码 47
• 2.3.2  数据的汇编级编码 47
• 2.4  数字逻辑与数字系统 48
• 2.4.1  基本逻辑关系及逻辑门 48
• 2.4.2  逻辑代数与逻辑函数 51
• 2.5  微型计算机系统的组成 54
• 2.5.1  图灵模型 54
• 2.5.2  冯·诺依曼模型 54
• 2.5.3  微型计算机系统组成 55
• 2.5.4  微型计算机的硬件系统 56
• 2.5.5  微型计算机的软件系统 59
• 2.5.6  计算机的特点 61
• 2.5.7  计算机系统主要技术指标 61
• 2.5.8  计算机的分类 62
• 2.5.9  计算机的基本工作方式 64
• 2.6  存储系统的结构 64
• 2.6.1  存储器与存储系统概述 64
• 2.6.2  存储系统的组织结构 66
• 2.6.3  高速缓冲存储器 67
• 2.6.4  虚拟存储器 68
• 2.7  输入/输出系统 69
• 2.7.1  输入/输出系统概述 69
• 2.7.2  总线结构 70
• 2.7.3  输入/输出接口 71
• 2.7.4  外设数据传送控制方式 73
• 2.8  多核技术 75
• 2.8.1  多核时代到来 75
• 2.8.2  多核技术的优势 75
• 2.8.3  多核的关键技术 76
• 2.9  高性能计算机 79
• 2.10  并行计算机 80
• 2.11  分布式系统 81
• 本章小结 81
• 习题 82
• 第3章  程序设计语言 84
• 3.1  程序设计语言概述 84
• 3.1.1  程序的概念 84
• 3.1.2  计算机程序设计语言 84
• 3.1.3  高级语言程序设计的基本
• 内容 87
• 3.1.4  高级语言的数据表示手段 90
• 3.2  声明和类型 91
• 3.3  类型系统 91
• 3.4  编译原理 92
• 3.4.1  编译程序概述 92
• 3.4.2  词法分析 94
• 3.4.3  语法分析 94
• 3.4.4  语义处理 95
• 3.4.5  中间代码生成 96
• 3.4.6  中间代码优化 96
• 3.4.7  目标代码生成 97
• 3.4.8  编译技术的新发展 97
• 3.5  程序设计语言的设计 98
• 本章小结 99
• 习题 99
• 第4章  程序设计基础 101
• 4.1  程序设计基础 101
• 4.2  程序设计方法 101
• 4.2.1  结构化程序设计方法 102
• 4.2.2  面向对象的程序设计方法 104
• 4.2.3  函数程序设计 107
• 4.2.4  程序设计风格 108
• 4.2.5  程序设计举例 109
• 4.3  基本数据结构 110
• 4.3.1  基本概念 110
• 4.3.2  几种典型的数据结构 111
• 4.3.3  查找 117
• 4.3.4  排序 118
• 4.4  事件驱动程序设计 119
• 本章小结 119
• 习题 120
• 第5章  算法与复杂性 122
• 5.1  算法分析基础 122
• 5.1.1  算法的概念 122
• 5.1.2  算法的特性 122
• 5.2  常用算法介绍 123
• 5.3  算法描述工具 125
• 5.4  算法的评价 126
• 5.5  算法设计策略 127
• 5.6  分布式算法 128
• 5.7  可计算性理论基础 128
• 5.8  NP问题 129
• 5.9  自动机理论 129
• 5.10  加密算法 130
• 5.11  几何算法 131
• 5.12  并行算法 131
• 本章小结 132
• 习题 132
• 第6章  信息管理 134
• 6.1  模型与信息系统 134
• 6.1.1  信息 134
• 6.1.2  信息模型 134
• 6.1.3  信息系统 135
• 6.2  数据库系统概述 135
• 6.2.1  数据库的基本概念 135
• 6.2.2  数据管理技术的发展 136
• 6.2.3  数据模型 138
• 6.3  关系数据库 141
• 6.3.1  关系数据库的基本概念 141
• 6.3.2  关系模型与关系模式 142
• 6.4  数据库查询语言SQL 144
• 6.4.1  SQL的特点 145
• 6.4.2  SQL的功能 145
• 6.4.3  SQL基本概念 145
• 6.4.4  SQL的简单实例 146
• 6.5  关系数据库设计 149
• 6.5.1  关系数据库的设计原则 149
• 6.5.2  关系数据库的设计步骤 149
• 6.6  数据库管理 150
• 6.6.1  DBA的职责与管理工具 150
• 6.6.2  数据库的安全性控制 150
• 6.6.3  事务处理技术 151
• 6.6.4  数据库的完整性控制 152
• 6.7  常用数据库管理系统 152
• 6.8  数据库新发展 154
• 6.8.1  分布式数据库 154
• 6.8.2  空间数据库 154
• 6.8.3  多媒体数据库 154
• 6.8.4  数据仓库 155
• 6.8.5  信息存储与检索 155
• 6.8.6  超文本和超媒体 155
• 6.8.7  多媒体信息与多媒体系统 156
• 6.8.8  数字图书馆 157
• 本章小结 158
• 习题 158
• 第7章  软件工程 161
• 7.1  软件工程概述 161
• 7.1.1  软件危机 161
• 7.1.2  软件工程的基本概念 162
• 7.1.3  软件工程过程 164
• 7.1.4  软件生命周期 165
• 7.2  软件开发模型 166
• 7.2.1  瀑布模型 166
• 7.2.2  快速原型法模型 167
• 7.2.3  螺旋模型 169
• 7.2.4  喷泉模型 170
• 7.2.5  转换模型 171
• 7.2.6  智能模型 171
• 7.3  软件开发方法 172
• 7.3.1  面向数据结构方法 172
• 7.3.2  统一建模语言 172
• 7.3.3  软件复用和构件技术 173
• 7.4  软件质量评价和保证 175
• 7.4.1  软件质量的定义 175
• 7.4.2  软件质量的度量和评价 175
• 7.4.3  软件质量保证 177
• 7.5  质量度量模型 178
• 7.5.1  McCall 质量度量模型 178
• 7.5.2  ISO的软件质量评价模型 179
• 7.6  软件复杂性 180
• 7.6.1  软件复杂性的基本概念 180
• 7.6.2  软件复杂性的度量方法 181
• 7.7  软件项目管理 182
• 7.7.1  软件项目计划 182
• 7.7.2  软件项目计划内容 182
• 7.7.3  软件工程规范 182
• 7.7.4  软件开发成本估算 183
• 7.7.5  风险分析 184
• 7.7.6  软件项目进度安排 184
• 7.7.7  软件质量保证 185
• 7.8  软件可靠性 186
• 7.8.1  软件可靠性定义 186
• 7.8.2  软件可靠性指标 186
• 7.8.3  软件可靠性模型 186
• 7.9  软件评审 187
• 7.9.1  设计质量的评审内容 187
• 7.9.2  程序质量的评审内容 188
• 7.10  容错软件技术 189
• 7.10.1  容错软件定义 189
• 7.10.2  容错的一般方法 189
• 7.10.3  容错软件的设计过程 190
• 7.11  软件工程环境 191
• 7.11.1  软件开发环境概述 191
• 7.11.2  软件开发环境的分类 191
• 7.11.3  软件工具的基本概念 193
• 7.11.4  计算机辅助软件工程 193
• 本章小结 195
• 习题 196
• 第8章  操作系统 199
• 8.1  操作系统概念 199
• 8.1.1  操作系统的一些基本概念 199
• 8.1.2  操作系统的基本组成 203
• 8.1.3  操作系统在计算机系统中的
• 地位 210
• 8.1.4  操作系统的启动 211
• 8.2  操作系统的发展 211
• 8.2.1  手工操作阶段 211
• 8.2.2  批处理系统阶段 212
• 8.2.3  多道程序系统阶段 212
• 8.2.4  现代操作系统阶段 213
• 8.3  操作系统原理 214
• 8.4  操作系统的分类 216
• 8.5  操作系统的功能 217
• 8.5.1  资源管理功能 217
• 8.5.2  扩展的虚拟机功能 219
• 8.5.3  网络操作系统的功能 219
• 8.6  操作系统的体系结构 220
• 8.7  并发性 221
• 8.8  调度与分派 221
• 8.9  安全与保护 222
• 8.10  文件系统 224
• 8.11  容错 224
• 8.12  系统性能评价 225
• 8.13  脚本 226
• 8.14  主流操作系统简介 226
• 8.14.1  Windows操作系统 226
• 8.14.2  UNIX操作系统 228
• 8.14.3  Linux操作系统 229
• 8.15  操作系统的新发展 231
• 本章小结 232
• 习题 232
• 第9章  网络计算 234
• 9.1  通信与组网 234
• 9.1.1  数据通信的基本概念 234
• 9.1.2  数据通信方式 235
• 9.1.3  数据传输方式 237
• 9.2  计算机网络 238
• 9.2.1  计算机网络的起源 238
• 9.2.2  计算机网络的定义 240
• 9.2.3  计算机网络的主要部件 240
• 9.2.4  计算机网络的传输媒体 241
• 9.2.5  计算机网络的分类 243
• 9.2.6  计算机网络拓扑结构 245
• 9.2.7  计算机网络的体系结构 248
• 9.2.8  计算机网络间的互联 250
• 9.3  Internet和TCP/IP协议 251
• 9.3.1  Internet的起源 251
• 9.3.2  TCP/IP协议 251
• 9.3.3  IP地址 252
• 9.3.4  Internet提供的主要服务 254
• 9.3.5  Intranet 256
• 9.4  网络管理 256
• 9.4.1  网络管理基础 257
• 9.4.2  网络管理功能 258
• 9.4.3  Internet的管理信息库 260
• 9.4.4  网络管理协议 261
• 9.4.5  网络管理发展方向 262
• 9.5  移动通信与无线上网 263
• 9.6  网络安全机制 265
• 9.6.1  网络安全的基本问题 265
• 9.6.2  网络安全的内容 266
• 9.6.3  数据加密技术 267
• 9.6.4  防病毒技术 267
• 9.6.5  防火墙技术 269
• 9.7  网格计算 270
• 本章小结 271
• 习题 271
• 第10章  图形学和可视化计算 274
• 10.1  图形学基本概念 274
• 10.1.1  计算机图形信息的处理 274
• 10.1.2  计算机图形学的起源 275
• 10.1.3  计算机图形学主要研究的
• 内容 275
• 10.1.4  计算机图形学的应用 275
• 10.1.5  计算机图形的标准化 276
• 10.1.6  常见的图形图像格式 277
• 10.2  图形系统 279
• 10.3  计算机视觉和可视化 280
• 10.3.1  人的视觉 280
• 10.3.2  计算机视觉 280
• 10.3.3  可视化 281
• 10.4  图形用户界面 281
• 10.5  图像通信 281
• 10.6  几何建模 282
• 10.7  计算机动画 282
• 10.8  虚拟现实 283
• 10.8.1  虚拟现实技术基本概念 283
• 10.8.2  虚拟现实技术的发展
• 和特征 283
• 10.8.3  虚拟现实系统的组成 285
• 10.8.4  虚拟现实系统分类 285
• 10.8.5  虚拟现实建模语言 286
• 10.8.6  虚拟现实技术的应用 287
• 本章小结 289
• 习题 289
• 第11章  人机交互 291
• 11.1  人机交互 291
• 11.1.1  人机交互技术基础 291
• 11.1.2  人机交互模型 292
• 11.1.3  人机系统交互界面的
• 构架 293
• 11.1.4  人机界面的设计 294
• 11.1.5  数据交互 297
• 11.1.6  语音交互 298
• 11.1.7  图像交互 298
• 11.1.8  行为交互 299
• 11.2  多媒体技术 299
• 11.2.1  多媒体技术概述 299
• 11.2.2  多媒体技术 300
• 11.2.3  多媒体技术的应用 301
• 本章小结 302
• 习题 303
• 第12章  离散结构 304
• 12.1  离散结构的研究对象及主要
•       内容 304
• 12.1.1  离散结构的研究对象 304
• 12.1.2  离散结构研究的主要
• 内容 304
• 12.2  数理逻辑 305
• 12.2.1  命题逻辑 305
• 12.2.2  谓词逻辑 309
• 12.3  集合论 311
• 12.3.1  集合的基本概念与运算 311
• 12.3.2  关系与函数 313
• 12.4  代数结构 317
• 12.4.1  代数结构概述 317
• 12.4.2  格与布尔代数 319
• 12.5  图论 320
• 12.5.1  图的基本概念 320
• 12.5.2  路径、回路及连通性 322
• 12.5.3  图的矩阵表示 323
• 12.6  离散概率 324
• 本章小结 325
• 习题 325
• 第13章  数值计算科学 329
• 13.1  高性能计算 329
• 13.2  数值分析 329
• 13.3  运筹学 330
• 13.4  数学建模与计算机模拟 331
• 本章小结 332
• 习题 333
• 第14章  智能系统 334
• 14.1  人工智能系统 334
• 14.1.1  人工智能的定义 334
• 14.1.2  人工智能的主要学派 334
• 14.1.3  人工智能的研究与应用
• 领域 335
• 14.2  知识表示及推理 338
• 14.2.1  知识与知识表示 338
• 14.2.2  经典推理技术 338
• 14.2.3  高级知识推理技术 340
• 14.3  搜索技术 341
• 14.3.1  一般搜索技术 342
• 14.3.2  高级搜索技术 343
• 14.4  自然语言处理 344
• 14.4.1  语言及其理解 344
• 14.4.2  句法和语义的分析 345
• 14.4.3  机器翻译 346
• 14.5  智能计算 346
• 14.5.1  智能计算概述 346
• 14.5.2  遗传算法 347
• 14.5.3  集群智能 347
• 14.5.4  人工神经网络 348
• 14.6  机器学习 350
• 14.6.1  机器学习的定义 350
• 14.6.2  机器学习的发展过程 350
• 14.6.3  机器学习的主要研究方向 351
• 14.6.4  机器学习策略 351
• 14.6.5  机器学习方法 352
• 本章小结 353
• 习题 354
• 第15章  社会和职业问题 355
• 15.1  计算的社会背景 355
• 15.2  计算机与道德 356
• 15.2.1  道德的哲学含义 356
• 15.2.2  道德选择 356
• 15.2.3  道德评价 356
• 15.2.4  计算机专业人员的职业
• 道德准则 357
• 15.2.5  计算机用户的道德 357
• 15.3  基于计算机系统的风险与责任 358
• 15.4  知识产权 359
• 15.5  隐私与公民自由 361
• 15.6  计算机犯罪 362
• 15.7  团队合作 363
• 15.8  哲学框架 365
• 本章小结 365
• 习题 366
• 参考文献 368