第1章习题答案
1.1 什么是电子计算机？计算机的发展经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？答：
人们通常所说的计算机，是指电子数字计算机，它是一种现代化的信息处理工具，更具体地说，是一种能对数字化信息进行自动高速运算的通用处理装置。
计算机的发展经历了4个阶段：
（1）第一代计算机（1946~1958年）
第一代计算机是电子管计算机，其主要特点如下：
①物理器件使用电子管，内存储器使用汞延迟线，使用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备，用磁鼓、纸带或卡片作为外存储器。
②运算速度为每秒几千到几万次，使用机器语言和汇编语言编写程序。
③主要用于军事和科研部门进行数值运算。
（2）第二代计算机（1958~1964年）计算机的特点
第二代计算机是晶体管计算机，其主要特点如下：
①物理器件使用晶体管，内存储器采用了磁芯存储器，引入了变址寄存器和浮点运算硬件，在输入输出方面采用了I/O处理机，外存储器采用磁带。
②运算速度提高到每秒几十万次基本运算，在软件方面配置了子程序库和批处理管理程序，出现了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高级语言及其相应的编译程序。
③计算机的应用从数值计算扩大到数据处理。
（3）第三代计算机（1964~1971年）
第三代计算机是中、小规模集成电路计算机，其主要特点如下：
①物理器件使用中、小规模的集成电路，内存储器用半导体代替了磁芯体，使用微程
序设计技术简化I/O处理机，外存使用磁带、磁盘。
②在软件方面推出了结构化程序设计语言，广泛引入了多道程序、并行处理、虚拟存储系统以及功能完备的操作系统，与此同时还提供了大量面向用户的应用程序。
③计算机开始广泛应用到各个领域，特别是工业过程控制等领域。
（4）第四代计算机（1971年~至今）
第四代计算机是大规模和超大规模集成电路计算机，其主要特点如下：
①物理器件方面使用了大规模和超大规模集成电路，内存储器采用了大容量的半导体，在体系结构方面发展出并行处理、多机系统、分布式计算机系统和计算机网络系统，外存使用磁盘、光碟以及大容量外存。
②软件方面则推出了高效可靠的程序设计语言、数据库系统、分布式操作系统以及软件工程标准等。
③形成了与具有上述特点的计算机对应的软件产业。
1.2 按综合性能指标，计算机一般分为哪几类？
答：根据综合性能指标，计算机可以分为巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站、服务器等类型。
1.3 计算机主要有哪些方面的应用？
答：目前，计算机的应用已渗透到社会的各行各业，正在改变着传统的工作、学习和生活方式，推动着社会的发展。概括起来，计算机的应用领域可分为科学计算、数据处理、过程控制、计算机辅助、人工智能、网络应用、多媒体应用和嵌入式应用等几个方面。
1.4 简述计算机系统的组成。
答：一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。计算机硬件系统是计算机系
统中由电子类、机械类和光电类器件组成的各种计算机部件和设备的总称，是组成计算机的物理实体。计算机软件系统是在计算机硬件设备上运行的各种程序、以及相关文档和数据的总称。计算机硬件系统和计算机软件系统共同构造一个完整的系统，相辅相成，缺一不可。计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。计算机软件系统分为系统软件和应用软件两大类。
1.5 冯•诺依曼型计算机的基本特点是什么？
答：冯•诺依曼型计算机的基本特点包括：
（1）计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
（2）数据和程序以二进制代码形式存放在存储器中，存放的位置由地址确定。
（3）控制器根据存放在存储器中的指令序列（程序）进行工作，并由一个程序计数器控制指令的执行，控制器具有判断能力，能以计算结果为基础，选择不同的工作流程。
1.6 CPU由哪几部分构成？
答：中央处理器（Central Processing Unit，CPU）是计算机的核心部件，由运算器、控制器和寄存器三大部分构成。
1.7 根据功能存储器分为哪几类？各自的作用是什么？RAM和ROM的区别是什么？答：根据功能的不同，存储器一般分为内存储器和外存储器两种类型。内存储器用来存放正在运行的程序和数据，可直接与运算器及控制器交换信息。外存储器是用来存放大量的程序和数据，可以长期保存，其特点是存储容量大、成本低，但存取速度相对较慢。外存储器中的程序和数据不能直接被运算器、控制器处理，必须先调入内存储器。
按照存取方式，内存储器可分为随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（Read Only Memory，ROM）两种。只读存储器用来存放监控程序、系统
引导程序等专用程序，在生产制作只读存储器时，将相关的程序指令固化在存储器中，在正常工作环境下，只能读取其中的指令，而不能修改或写入信息。随机存取存储器用来存放正在运行的程序及所需要的数据，具有存取速度快、集成度高、电路简单等优点，但断电后，信息将自动丢失。
1.8 位和字节的含义分别是什么？常用的存储器容量单位有哪些？它们之间的换算关系是什么？
答：
①位（Bit）：计算机中最小的数据单位，一位二进制，也称为比特，1位二进制数取值为0或1，简写为小写字母b。
②字节（Byte）：是计算机中存储信息的基本单位，1个字节包含8位二进制，简写为大写字母B。
存储系统容量的单位及其换算如下：
1KB = 210B = 1024B；1MB = 220B = 1024KB；
1GB = 230B = 1024MB；1TB = 240B = 1024GB。
1.9 计算机软件分为哪两大类？什么是系统软件？什么是应用软件？
答：计算机软件系统分为系统软件和应用软件两大类。
（1）系统软件
系统软件是指管理、控制和维护计算机及外部设备，提供用户与计算机之间的界面，支持、开发各种应用软件的程序。系统软件主要包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、系统服务程序、标准库程序等。
（2）应用软件
应用软件是专业软件公司针对应用领域的需求，为解决某些实际问题而研制开发的软件，或由用户根据需要自行编制的各种实用程序。应用程序通常需要系统软件的支持才能在计算机硬件上运行。例如，文字处理软件、电子表格软件、制图软件、网页制作软件、财务管理软件等均属于应用软件。
1.10 系统软件主要包括哪些？
答：系统软件主要包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、系统服务程序、标准库程序等。
1.11 计算机指令由哪两部分组成？
答：计算机指令系统中的指令，有规定的编码格式。一般一条指令可分为操作码和操作数两部分，其中：操作码规定了该指令进行的操作种类，如加、减、存数、取数等；操作数部分指定参加操作的数本身或操作数所在的地址。
1.12 简述计算机的基本工作原理。
答：计算机在工作过程中，主要有两种信息流：数据信息和指令控制信息。数据信息指的是原始数据、中间结果、最终结果等，这些信息是由输入设备输入至内存储器，再从内存储器读入运算器进行运算，所得的计算结果再存入内存储器或传送到输出设备。指令控制信息是由控制器对指令进行分析、解释后向各部件发出的控制命令，指挥各部件协调地工作。
计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器进行译码，然后按指令的要求，从内存中取出数据进行指定的操作（例如算数运算和逻辑运算等），然后再把结果送到内存中去。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定的操作。依此进行下去。直至遇到停止指令。
程序与数据一样存贮在内存中，控制器按程序编排的顺序一步一步地取出指令，自动地
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