《计算机科学导论》课后练习(翻译)

| 浏览次数:| 关键词: 课后 导论 计算机科学

 . . Chapter 1 练习 复习题

 1.定义一个基于图灵模型的计算机。

 答:Turing proposed that all kinds of computation could be performed by a special kind of a machine. He based the model on the actions that people perform when involved in computation. He abstracted these actions into a model for a computational machine that has really changed the world. 图灵模型假设各种各样的运算都能够通过一种特殊的机器来完成,图灵机的模型是基于各种运算过程的。图灵模型把运算的过程从计算机器中分离开来,这确实改变了整个世界。

 2.定义一个基于·诺伊曼模型的计算机。

 答:The von Neumann Model defines the components of a computer, which are memory, the arithmetic logic unit (ALU), the control unit and the input/output subsystems. ·诺伊曼模型定义了计算机的组成,它包括存储器、算术逻辑单元、控制单元和输入/输出系统。

 3.在基于图灵模型的计算机中,程序的作用是什么? 答:Based on the Turing model a program is a set of instruction that tells the computer what to do. 基于图灵模型的计算机中程序是一系列的指令,这些指令告诉计算机怎样进行运算。

 4.在基于·诺伊曼模型的计算机中,程序的作用是什么?

 . . 答:The von Neumann model states that the program must be stored in the memory. The memory of modern computers hosts both programs and their corresponding data. ·诺伊曼模型的计算机中,程序必须被保存在存储器中,存储程序模型的计算机包括了程序以及程序处理的数据。

 5.计算机中有哪些子系统? 答 :

 The subsystems of the von Neumann model are memory, the arithmetic/logic unit (ALU), the control unit, and the input/output. ·诺伊曼模型的计算机中子系统包括存储器、算术逻辑单元、控制单元和输入/输出单元。

 6.计算机中存储器子系统的功能是什么? 答:Memory is the storage area used for programs and data. 存储器的功能是用来保存程序和数据的。

 7.计算机中 ALU 子系统的功能是什么? 答:The arithmetic/logic unit (ALU) is where calculations and logical operations take place. 计算机中 ALU 子系统的功能是进行算术和逻辑运算的地方。

 8.计算机中控制单元子系统的功能是什么? 答:The control unit controls the operations of the memory, ALU, and the input/output subsystem. 计算机中控制单元子系统的功能是控制存储器、算术逻辑单元和输入/输出的运行。

 . . 9.计算机中输入/输出子系统的功能是什么? 答:The input subsystem accepts input data and the program from outside the computer; the output subsystem sends the result of the processing to the outside. 计算机中输入子系统的功能是接收计算机外部输出的程序和数据;输出子系统是发送处理结果到计算机外部。

 10.简述 5 个时代的计算机? 答:The first generation (roughly 1950–1959) is characterized by the emergence of commercial computers and were used only by professionals. The second-generation (roughly 1959–1965) computers used transistors instead of vacuum tubes. The third generation (roughly 1965 and 1975) started with the invention of the integrated circuit that reduced the cost and size of computers even further. The fourth generation (approximately 1975–1985) saw the appearance of microcomputers.

 The fifth generation started in 1985. It witnessed the appearance of laptop and palmtop computers, improvements in secondary storage media (CD-ROM, DVD, etc.), the use of multimedia, and the phenomenon of virtual reality. 第一代计算机(约 1950—1959)的特点是商业计算机的出现和仅由专业人士使用。第二代计算机(约 1959—1965)用晶体管替代了真空管。第三代计算机(约1965—1975)开始于集成电路的发明,这大大降低了计算机的成本和尺寸。第四代计算机(约 1975—1985)开始出现微型计算机。第五代计算机始于 1985 年,以笔记本电脑和掌上电脑的出现为依据,辅助存储媒体得到改进(CD-ROM,、DVD

 . . 等),多媒体得到应用,虚拟现实得以实现。

 选择题

 11.现在的计算机是基于(

 )模型。

 A.莱布尼茨

  B.·诺伊曼 C.帕斯卡

  D.查尔斯·巴比奇 12.在计算机中,(

 )子系统存储数据和程序。

 A.算术逻辑单元

  B.输入/输出 C.存储器

  D.控制单元 13.在计算机中,(

 )子系统执行算术和逻辑运算。

 A.算术逻辑单元

  B.输入/输出 C.存储器

  D.控制单元 14.在计算机中,(

 )子系统接收数据和程序并将运算结果传给输出设备 A.算术逻辑单元

  B.输入/输出 C.存储器

  D.控制单元 15.在计算机中,(

 )子系统是其他子系统的管理者。

 A.算术逻辑单元

  B.输入/输出 C.存储器

  D.控制单元 16.根据·诺伊曼模型,(

 )被存在存储器中。

 A.只有数据

  B.只有程序 C.数据和程序

  D.以上都不是 17.问题的分步骤解决被称为(

 )。

 A.硬件

  B.操作系统

 . . C.计算机语言

  D.算法 18.FORTRAN 和 COBOL 是(

 )的例子。

 A.硬件

  B.操作系统 C.计算机语言

  D.算法 19.在 17 世纪能执行加法和减法运算的计算机器是(

 )。

 A.Pascaline

  B.Jacquard loom C.Analytical Engine

 D.Babbage machine 20.在计算机语言中,(

 )是告诉计算机如何处理数据的一系列指令。

 A.操作系统

 B.算法 C.数据处理器

 D.程序 21.(

 )是以结构化的形式来设计和编写程序。

 A.软件工程

 B.硬件工程 C.算法开发

 C.教育体系 22.第一台特殊用途的电子计算机被称为(

 )。

 A.Pascal

  B.Pascaline C.ABC

 D.EDVAC 23.第一代基于·诺伊曼模型的计算机中有一个被称为(

 )。

 A.Pascal

  B.Pascaline C.ABC

 D.EDVAC 24.第一台使用存储和编程的计算机器被称为(

 )。

 A.the Madeline

  B.EDVAC C.the Babbage machine

 D.the Jacquard loom

 . . 25.(

 )将程序设计任务从计算机运算任务中分离出来。

 A.算法

  B.数据处理器 D.高级程序设计语言

  D.操作系统 11. b

  12. c

  13. a

  14. b

  15. d

  16. c 17. d

  18. c

  19. a

  20. d

  21. a

  22. c 23. d

  24. d

  25. c 课后练习题

 27.如果一台小的便宜的计算机可以做大型昂贵的计算机同样能做的事情,为什么人们需要大的呢? 答:According to Turing, any problem that can be solved by a big computer can also be solve by a small computer but a big computer can probably solve the problem faster. 根据图灵机的原理,任何问题都能在大型计算机中解决,同时也能在小型机中解决,但是大型机解决问题的速度更快。

 33.研究并找出键盘起源于哪一代计算机。

 答:The first keyboard appear with time sharing, multi-user system by 1964 which is end of the second generation and the beginning of the third generation. 第一个键盘与多用户系统均在 1964 出现,也就是在第二代计算机末期和第三代计算机初期出现。

 34.研究并找出打印机起源于哪一代计算机。

 答:In 1953, the first high-speed printer was developed by Remington-Rand

 . . for use on the UNIVAC computer. This means that printers belong to the first generation of computers. 1953 年,第一台高速打印机由 Remington-Rand 发明,并用于 UNIVAC 计算机,这意味着打印机起源于第一代计算机。

 35.根据·诺伊曼模型,当今的硬盘可用于输入或输出吗?请解释。

 答:The hard disk may be used as either an input device or an output device. When data or programs are read from the disk, the disk is considered an input device. When data or programs are written to the disk, the disk is considered an output device. 硬盘既可作为输入设备,又可作为输出设备。当数据或程序从硬盘中读出时,硬盘被认为是输入设备;当数据或程序被写入硬盘时,硬盘被认为是输出设备。

 37.如今,硬件、软件或数据哪一个对组织机构比较有价值? 答:The set of data is the most valuable asset of most organizations. An organization can replace its hardware and software if they are lost (due to theft, fire, etc.) and usually they replace them every few years as hardware or software become obsolete, but the set of data is indispensable. 数据对组织机构来说是最有价值的。硬件和软件如果丢失(被盗、火灾等)组织机构可以替代他们。而且,通常情况下,几年时间硬件和软件就会被淘汰,但是数据却是独一无二的。

 Chapter 2

 . . 复习题

 1.定义一个数字系统。

 答:A number system shows how a number can be represented using distinct symbols. 数字系统定义了如何用独特的符号来表示一个数字。

 2.辨析位置化和非位置化数字系统。

 答:In a positional number system, the position of a symbol determines the value it represents. In a nonpositional number system each symbol has a value but the position of a symbol normally has no relation to its value; the value of each symbol is fixed. 位置化数字系统中,在数字中符号所占据的位置决定了其表示的值。非位置化数字系统仍然使用有限的数字符号,每个符号有一个值。但是符号所占用的位置通常与其值无关——每个符号的值是固定的。

 3.定义位置化数字系统中的底或基数。位置化数字化系统中底与符号的数量有关系? 答:The base (or radix) is the total number of symbols used in a positional number system. 位置化数字化系统的底或基数,它是符号集中的符号总数。

 4.简述十进制系统。为什么称作 decimal?该系统的底是多少? 答:The decimal system is a positional number system that uses ten symbols to represent a number. The word decimal is derived from the Latin root decem (ten) or decimalis (related to ten). In the decimal system, the base

 . . is 10. 十进制系统来源于拉丁词根 decem(十)。在该系统中,底 b=10 并且用 10 个符号来表示一个数。符号集是 S={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}。十进制系统中的符号被称为十进制数码或仅称为数码。

 5. 简述二进制系统。为什么称作 binary?该系统的底是多少? 答:The binary system is a positional number system that uses two symbols (0 and 1) to represent a number. The word binary is derived from the Latin root bini (two by two) or binarius (related to two). In the binary system, the base is 2. Binary(二进制)来源于拉丁词根 bini(二)。在该系统中,底 b=2 并且用两个符号来表示一个数,即 S={0,1}。该系统中的符号常被称为二进制数码或位(位数码)。

 6. 简述八进制系统。为什么称作 octal?该系统的底是多少? 答:The octal system is a positional number system that uses eight symbols to represent a number. The word octal is derived from the Latin root octo (eight) or octalis (related to eight). In the octal system, the base is 8. Octal(八进制)来源于拉丁词根 octo(八)。在该系统中,底 b=8 并且用 8 个符号来表示一个数。字符集是 S={0,1,2,3,4,5,6,7}。该系统中的符号常被称为八进制数码。

 7. 简述十六进制系统。为什么称作 hexadecimal?该系统的底是多少? 答:The hexadecimal system is a positional number system with sixteen

 . . symbols. The word hexadecimal is derived from the Greek root hex (six) and the Latin root decem (ten). To be consistent with decimal and binary, it should have been called sexadecimal, from Latin roots sex and decem. In the hexadecimal system, the base is 16. Hexadecimal(十六进制)来源于希腊词根 hex(六)和拉丁词根 decem(十)。在该系统中,底 b=16 并且用 16 个符号来表示一个数。字符集是 S={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F}。该系统中的符号常被称为十六进制数码。

 8.为什么二进制与十六进制互换很容易? 答:Conversion is easy because there is a direct relationship between the two systems (see the answer to question 9). 二进制中的 4 位恰好是十六进制中的 1 位。

 9.十六进制系统中 1 个数码表示二进制系统中的几位? 答:Four bits in binary is one hexadecimal digit. 十六进制系统中 1 个数码表示二进制系统中的 4 位。

 10.八进制系统中 1 个数码表示二进制系统中的几位? 答:Three bits in binary is one octal digit. 八进制系统中 1 个数码表示二进制系统中的 3 位。

 选择题

 11.十进制数字系统中的底是(

 )。

 A.2

  B.8

 C.10

  D.16 12.二进制数字系统中的底是(

 )。

 . . A.2

  B.8

 C.10

  D.16 13.八进制数字系统中的底是(

 )。

 A.2

  B.8

 C.10

  D.16 14.十六进制系统中的底是(

 )。

 A.2

  B.8

 C.10

  D.16 15.转换十进制整数为底 b 时,我们需要连续(

 )b。

 A.除

  B.乘 C.a、b 选项都不行

  D. a、b 选项都使用 16.转换十进制小数为底 b 时,我们需要连续(

 )b。

 A.除

  B.乘 C.a、b 选项都不行

  D. a、b 选项都使用 17.以下哪种表示法是错误的?(

 )

 A.(10111) 2

 B.(349) 8

 C.( 3AB) 16

 D.256 18. 以下哪种表示法是错误的?(

 )

 A.(10121) 2

 B.(367) 8

 C.( EEE) 16

 D.158 19. 以下哪种表示法是错误的?(

 )

 A.(111) 2

 B.(346) 8

 C.( EEG) 16

 D.2216 20. 以下哪种表示法是错误的?(

 )

 A.(101011) 2

  B.(3418) 8

 . . C.( 15096) 16

  D.258A 21.以下哪个与十进制数 12 等值?(

 )

 A.(1110) 2

  B.(C) 16

 C.(15) 8

  D.以上都不对 22.以下哪个与十进制数 24 等值?(

 )

 A.(11000) 2

  B.(1A) 16

 C.(31) 8

 D.以上都不对 11. c

  12. a

  13. b

  14. d

  15. a

  16. b 17. b

  18. a

  19. c

  20. d

  21. b

  22. a 练习题

 23.将下列二进制数转换为十进制数,不用计算机器并写出计算过程:

 A.(01101) 2

 B.(1011000) 2

 C.(011110.01) 2

  D.(111111.111) 2

 解:

 24.将下列十六进制数转换为十进制数,不用计算机器并写出计算过程:

 A.(AB2) 16

 B.(123) 16

 C.(ABB) 16

 D.(35E.E1) 16

 . . 解:

 25. 将下列八进制数转换为十进制数,不用计算机器并写出计算过程:

 A.(237) 8

 B.(2731) 8

 C.(617.7) 8

  D.(21.11) 8

 解:

 26. 将下列十进制数转换为二进制数,不用计算机器并写出计算过程:

 A.1234

 B.88 C.124.02

 D.14.56 解:

 . .

 27. 将下列十进制数转换为八进制数,不用计算机器并写出计算过程:

 A.1156

 B.99 C.11.4

 D.72.8

 . . 解:

 28. 将下列十进制数转换为十六进制数,不用计算机器并写出计算过程:

 A.567

  B.1411 C.12.13

 D.16.5

 . . 解:

 29. 将下列八进制数转换为十六进制数,不用计算机器并写出计算过程:

 A.(514) 8

 B.(411) 8

 C.(13.7) 8

 D.(1256) 8

 解:

 30. 将下列十六进制数转换为八进制数,不用计算机器并写出计算过程:

 A.(51A) 16

  B.(4E1) 16

 C.(BBC) 16

 D.(ABC.D) 16

 . . 解:

 31. 将下列二进制数转换为八进制数,不用计算机器并写出计算过程:

 A.(01101) 2

 B.(1011000) 2

 C.(011110.01) 2

  D.(111111.111) 2

 解:

 32. 将下列二进制数转换为十六进制数,不用计算机器并写出计算过程:

 A.(01101) 2

 B.(1011000) 2

 C.(011110.01) 2

  D.(111111.111) 2

 解:

 35.在底为 b 的位置化数字系统中,可用 k 个数码表示的最大整数数字是 bk -1。分别找出以下系统中使用 6 个数码的最大数字:

 A.二进制

 B.十进制 C.十六进制

 D.八进制

 . . 解:

 38.下表显示如何重写小数,使其分母是 2 的幂次(1,2,4,8,16 等等)。

 原来的写法 新的写法 原来的写法 新的写法 0.5 1/2 0.25 1/4 0.125 1/8 0.0625 1/16 0.03125 1/32 0.015625 1/64 但是,我们有时需要组合它们以得到合适的小数。例如:0.625 是 0.5+0.125。这意味着 0.625 可以写成 1/2+1/8 或 5/8。

 A. 0.1875

 B. 0.640625 C. 0.40625

  D. 0.375 解:

 39.使用前面的解题方法,把下列数转换为二进制数:

 A. 7.1875

 B. 12.640625 C. 11.40624

 D. 0.375 解:

 . .

  Chapter 3

 复习题 1.说出 5 种计算机可以处理的数据。

 答:We discussed five data types: numbers, text, audio, images, and video. 5 种计算机可以处理的数据类型为:数字、广西、音频、图像和视频。

 2.位模式的长度如何与其能表示的符号数量相关? 答:If the length of the bit pattern is L bits, the number of symbols that can be represented by the bit pattern is 2L . 如果位模式的长度是 L 位,那么数字符号能表示的位模式为 2L 。

 3.位图的方法是如何以位模式来表示一个图像的? 答:In the bitmap graphic method each pixel is represented by a bit pattern. 在位图方法中每一像素代表一个位模式。

 4.矢量图方法优于位图方法的优点是什么?其缺点又是什么? 答:In vector graphic method, the size of the file is smaller and the image can be easily rescaled. However, vector graphic can not be used to represent the details of colors in a photo. 在矢量图方法中,图文件的大小更小,图更容易重构。然而,矢量图不适合存储照片图像的细微精妙。

 5.将音频数据转换为位模式需要哪些步骤? 答:The three steps are sampling, quantization, and encoding.

 . . 将音频数据转换为位模式需要进行采样、量化和编码三个步骤。

 6.比较和对照在无符号、符号加绝对值以及二进制补码格式中的正整数的表示法。

 答:Representations are the same except that the representable range of positive integers in unsigned method is twice the other methods. 除了无符号正整数所能表示的围是其他表示法的两倍外,符号加绝对值以及二进制补码格式中的正整数的表示法相同。

 7. 比较和对照在无符号 、符号加绝对值以及二进制补码格式中的负整数的表示法。

 答:In both representations, the upper half of the range represents the negative numbers. However, the wrapping is different as shown in Figure S3.7. In addition, there are two zeros in sign-and-magnitude but only one in two’s complement.

 在无符号表示法中,它的围介于 0 到无穷大之间,所以不能表示负数。在符号加绝对值表示法的负整数出现在正数的右边,有正 0 和负 0 之分。在二进制补码格式中的负整数在正整数的左边,没有正 0 和负 0 之分,负数不包括 0,0 属于正数。

 . . 8. 比较和对照在无符号 、符号加绝对值以及二进制补码格式中的 0 的表示法。

 答:In the signed-and-magnitude representation, there are two zeros. In two’s complement representation there is only one zero. In the excess representation, zero is represented by a positive number (bias) such as +127 and +1023. 在符号加绝对值表示法中有两个 0,即正 0 和负 0。在另外两种表示法中,只有一个 0,0 只能表示正数。

 9.讨论在符号加绝对值和二进制补码格式中最左位扮演的角色。

 答:In both systems, the leftmost bit represents the sign. If the leftmost bit is 0, the number is positive; if it is 1, the number is negative. 在符号加绝对值格式表示法中,最左位用于定义整数的符号。0 表示正整数,1表示负整数。在二进制补码表示法中,最左位决定符号。如果它是 0,该整数为正;如果是 1,该整数为负。

 10.回答以下关于实数浮点表示法的问题:

 A.为什么需要规化? B.什么是尾数? C.数字在规化以后,何种信息被计算机存储在存中? 答:A. Normalization is necessary to make calculations easier. B. Mantissa is the bit sequence to the right of the decimal point after normalization. C. The computer stores the sign of the number, the exponent, and the mantissa.

 . . A.规化是为了使表示法的固定部分统一,科学记数法和浮点表示法都在小数点左边使用了唯一的非零数码。同时,规化使得计算更加容易。

 B.尾数是指小数点右边的二进制数。

 C.数字规化后,符号、指数和尾数(小数点右边的数)被计算机存储在存中。

 选择题

 11.一个字节包含(

 )位。

 A.2

  B.4

 C.8

 D.16 12.在一个 64 种符号的集合中,每个符号需要的位模式长度为(

 )位。

 A.4

  B.5

 C.6

 D.7 13.10 位可以用位模式表示多少种符号? A.128

  B.256

 C.512

 D.1024 14.假如 E 的 ASCII 码是 1000101,那么 e 的 ASCII 码是(

 )。不查 ASCII 码表回答问题。

 A.1000110

  B.1000111 C.0000110

  D.1100101 15.在所有语言中使用的 32 位码表示系统称为(

 )。

 A.ANSI

  B.Unicode C.EBCDIC

 D.扩展 ASCII 码 16.使用(

 )方法,图像可以在计算机中表示。

 A.位图

 B.矢量图 C.余码系统

 D.答案 A 或 B 17.在计算机中表示图像的(

 )图像方法中,每个像素分配一个位模式。

 . . A.位图

 B.矢量图 C.量化

 D.二进制 18.在计算机中表示图像的(

 )图像方法中,图像分解成几何图形的组合。

 A.位图

 B.矢量图 C.量化

 D.二进制 19.在计算机中表示图像的(

 )图像方法中,重新调整图像尺寸导致图像粗糙。

 A.位图

 B.矢量图 C.量化

 D.二进制 20.当我们存储音乐到计算机中时,音频信号必须要(

 )。

 A.取样

 B.量化 C.编码

 D.以上全部答案 21.在(

 )数字表示法中,如果最左边一位为 0,其表示的十进制数是非负的。

 A.二进制补码

  B.浮点 C.余码系统

  D.答案 A 和 B 22.在(

 )数字表示法中,如果最左边一位为 1,其表示的十进制数是负的。

 A.二进制补码

  B.浮点 C.余码系统

  D.答案 A 和 B 23.哪一种数字表示方法常用于存储小数部分的指数值? A.无符号整数

  B.二进制补码 C.余码系统

  D.以上都不是 24.在余码转换中,对要转换的数字(

 )偏移量。

 A.加

  B.减

 C.乘

 D.除

 . . 25.当小数部分被规化,计算机存储(

 )。

 A.符号

  B.指数 C.尾数

  D.以上全部 26.存储于计算机中数字的小数部分的精度由(

 )来定义。

 A.符号

  B.指数 C.尾数

  D.以上全部 27.在 IEEE 标准浮点格式中,一个实数的符号与尾数的组合,用(

 )表示法作为整数的存储。

 A.无符号整数

  B.符号加绝对值 C.二进制补码

  D.以上都不是 11. c

  12. c

  13. d

  14. d

  15. b

  16. d d

 17. a

  18. b

  19. a

  20. d

  21. d

  22. d d

 23. c

  24. a

  25. d

  26. c

  27. b b 练习题

 28.有多少不同的 5 位模式? 答:25

 = 32 patterns. 29.一些国家的车牌有 2 个十进制数码(0~9),我们可以有多少种不同的车牌?如果不允许使用数码 0,又会有多少种不同的车牌? 答:102

 = 100 if zero is allowed. 9 2

 = 81 if zero is not allowed. 30.用 2 个数码跟 3 个大字字母(A~Z)的车牌来重做第 29 题。

 答:a. If zero is allowed, (102

 for numbers) × (263 for letters) = 1757600. b. If zero is not allowed, (92

 for numbers) × (263 for letters) = 1423656.

 . . 31.一种机器有 8 个不同的圈。要表示每个圈需要多少位? 答:2n

 = 8→n =3 or log2 8 = 3. 32.学生在一门课程中的成绩可用 A、B、C、D、F、W(退学)或 I(未完成)表示等级。表示这些等级需要多少位? 答:2n

 = 7 → n ≈3 or log2 7 = 2.81 → 3. 33.一个公司决定给每个员工分配唯一的位模式。如果该公司有 900 名雇员,构建该表示法的系统最少需要多少位?可分配多少位模式?如果再雇佣另外 300名员工,系统需要增加倍数吗?说明答案。

 答:2n

 = 900 → n ≈ 10 or log2 900 = 9.81 → 10. With n = 10 we can uniquely assign 210

 = 1024 bit pattern. Then 1024 − 900 = 124 patterns are unassigned. These unassigned patterns are not sufficient for extra 300 employees. If the company hires 300 new employees, it is needed to increase the number of bits to 11. 34.如果使用 4 位模式表示 0 到 9 的数码,将浪费多少位模式? 答:24

 − 10 = 6 are wasted. 36.将下列十进制数转成 8 位无符号正数。

 A.23

 B.121

 C.34

  D.342 答:a. 23 = 16 + 4 + 2 +1 = (0001 0111) 2

 b. 121 = 64 + 32 + 16 + 8 +1 = (0111 1001) 2

 c. 34 = 32 +2 = (0010 0010) 2 . d. Overflow occurs because 342 > 255. 37.将下列十进制数转成 16 位无符号整数。

 . . A.41

 B.411

 C.1234

  D.342 答:a. 41 = 32 + 8 +1 = (0000 0000 0010 1001)2. b. 411 = 256 + 128 + 16 + 8 + 2 + 1 = (0000 0001 1001 1011)2. c. 1234 = 1024 + 128 + 64 + 16 + 2 = (0000 0100 1101 0010)2. d. 342 = 256 + 64 + 16 + 4 + 2 = (0000 0001 0101 0110)2. 38.将下列十进制数转成 8 位二进制补码表示法。

 A. −12

 B. −145

 C.56

  D.142 答:

 39.将下列十进制数转成 16 位二进制补码表示法。

 A. 102

 B. −179

 C.534

 D.62056

 . . 答:

 40.将下列 8 位无符号整数转换成十进制数。

 A.01101011

  B.10010100 C.00000110

  D.01010000 答:a. 0110 1011 = 64 + 32 + 8 + 2 +1 = 107. b. 1001 0100 = 128 + 16 + 4 = 148. c. 0000 0110 = 4 + 2 = 6. d. 0101 0000 = 64 + 16 = 80. 41.将下列 8 位二进制补码表示的整数转换成十进制数。

 A.01110111

  B.11111100 C.01110100

  D.11001110

 . . 答:

 42.下面是一些二进制补码表示的二进制数。请问如何改变他们的正负。

 A.01110111

  B.11111100 C.01110111

  D.11001110 答:We change the sign of the number by applying the two’s complement operation. a. 01110111 → 10001001 b. 11111100 → 00000100 c. 01110111 → 10001001 d. 11001110 → 00110010

 Chapter 4

 1.逻辑运算和算术运算有什么区别?

 . . 答:Arithmetic operations interpret bit patterns as numbers. Logical operations interpret each bit as a logical value (true or false). 算术运算把位模式理解为数据;逻辑运算的每一位当成逻辑值(真或假)。

 2.在二进制补码格式的整数相加中,最左边一列是怎样进位的? 答:The leftmost carry is discarded. 最左边一位被丢弃。

 3.n 的位分配单元可以等于 1 吗?为什么? 答:The bit allocation can be 1. In this case, the data type normally represents a logical value. n 的位分配单元可以等于 1,在这种情况下,数据类型通常表示逻辑值。

 4.解释“溢出”这个词。

 答:Overflow happens when the result of an arithmetic operation is outside the range of allocated values. “溢出”的发生是指算术运算的结果超出其所能表示的围。

 5.在浮点数的加法运算中,怎样调整指数不同的数的表示方法? 答:The decimal point of the number with the smaller exponent is shifted to the left until the exponents are equal. 在浮点数的加法运算中,增加较小的指数,移位相应的尾数,直到两个数具有相同的指数。

 6.一元运算和二元运算有何不同? 答:A unary operation takes a single operand. A binary operation takes two operands.

 . . 一元运算只有一个操作数,二元运算有两个操作数。

 7.二元逻辑运算有哪些? 答:The common logical binary operations are: AND, OR, and XOR. 8.什么是真值表? 答 :

 A truth table lists all possible input combinations with the corresponding outputs. 真值表就是列出所有可能的输入组合以及相应输出的表。

 9.非运算符的作用是什么? 答:The NOT operation inverts logical values (bits): it changes true to false and false to true. 非运算符的作用是对逻辑值(位)取反,它把真变成假,把假变成真。

 10.与运算符的结果何时为真? 答:The result of an AND operation is true when both of the operands are true. 11.或运算符的结果何时为真? 答:The result of an OR operation is true when one or both of the operands are true. 12.异或运算符的结果何时为真? 答:The result of an XOR operator is true when the operands are different. 13.说出 AND 运算符本章讨论的一个重要特性。

 答:An important property of the AND operator is that if one of the operands is false, the result is false.

 . . 14.说出 OR 运算符本章讨论的一个重要特性。

 答:An important property of the OR operator is that if one of the operands is true, the result is true. 15.说出 XOR 运算符本章讨论的一个重要特性。

 答:An important property of the XOR operator is that if one of the operands is true, the result will be the inverse of the other operand. 16.哪种二元运算可以用来置位?掩码应该用什么位模式? 答:The OR operator can be used to set bits. Set the desired positions in the mask to 1. 或运算可以用来置位。掩码中的 1 位对第一个输入中的相应的位进行置位,而掩码中的 0 位使第一个输入中相应的位保持不变。

 17. 哪种二元运算可以用来复位?掩码应该用什么位模式? 答:The AND operator can be used to clear bits. Set the desired positions in the mask to 0. 与运算可以用来复位,掩码中的 0 对第一个输入中相应的位进行复位。掩码中的1 位使得第一个输入中相应的位保持不变。

 18. 哪种二元运算可以用来反转?掩码应该用什么位模式? 答:The XOR operator can be used to invert bits. Set the desired positions in the mask to 1. 异或运算可以用来对指定位反转,掩码中的 1 位对第一个输入中的相应的位进行反转,而掩码中的 0 位使第一个输入中相应的位保持不变。

 19.逻辑和算术移位间的区别是什么?

 . . 答:The logical shift operation is applied to a pattern that does not represent a signed number. The arithmetic shift operation assumes that the bit pattern is a signed number in two’s complement format. 逻辑移位运算应用于不带符号位的数的模式。算术移位运算假定位模式是用二进制补码格式表示的带符号位的整数。

 选择题

 20.(

 )是算术位运算。

 A.异或

 B.一元非

 C.减法

  D.以上都是 21.(

 )是逻辑位运算。

 A.异或

 B.一元非

 C.减法

  D.以上都是 22.(

 )描述整数的方法是计算机存储中最常用的方法。

 A.用符号加绝对值

 B.二进制反码 C.二进制补码

 D.无符号整数 23.二进制补码加法中,如果是最左边一列相加后产生进位,则(

 )。

 A.加到最右边一列

 B.加到最左边一列 C.舍弃

 D.增加位长度 24.一个 8 位分配单元,用二进制补码能表示的最小十进制数是(

 )。

 A.―8

 B.―127

  C.―128

  D.―256 25.一个 8 位分配单元,用二进制补码能表示的最大十进制数是(

 )。

 A.8

 B.127

  C.128

  D.256 26.一个 4 位分配单元,用二进制补码表示,1 加 7 得到(

 )。

 A.8

 B.1

  C. ―7

 D. ―8

 . . 27.一个 4 位分配单元,用二进制补码表示,5 加 5 得到(

 )。

 A. ―5

  B. ―6

  C. ―7

 D. 10 28.如果在余 127 码中的指数表示为二进制 10000101,那么十进制中的指数是(

 )。

 A.6

  B.7

 C.8

  D.9 29.两个数相加,一个指数值为 7,另一个指数值为 9,则需要将较小数的小数点(

 )。

 A.左移一位

  B.右移一位 C.左移二位

  D.右移二位 30.二元运算符(

 )取两个输入产生一个输出。

 A.AND

  B.OR

  C.XOR

 D.前三项 31.一元运算符(

 )将一个输入取反。

 A.AND

  B.OR

  C.NOT

 D.XOR 32.二元运算符(

 )两个输入为 0,输出也为 0。

 A.AND

  B.OR

  C.XOR

 D.前三项 33.二元运算符(

 )两个输入为 1,输出为 0。

 A.AND

  B.OR

  C.XOR

 D.前三项 34.二元与运算,只有在输入(

 )情况下得到输出 1。

 A.两个 0

 B.两个 1

 C.1 和 0

  D.前三项 35.二元或运算,只有在输入(

 )情况下得到输出 0。

 A.两个 0

 B.两个 1

 C.1 和 0

  D.前三项 36.可以使用一种叫做(

 )的位模式修改另一个位模式。

 . . A.掩码

 B.进位

  C.浮点数

 D.位 37.要反转一个位模式全部的位,使用全 1 掩码,对位模式和掩码进行(

 )运算。

 A.AND

  B.OR

  C.XOR

 D.NOT 38.要复位(置 0)一个位模式全部的位,对位模式和掩码进行(

 )运算。

 A.AND

  B.OR

  C.XOR

 D.NOT 39.要置位(置 1)一个位模式全部的位,对位模式和掩码进行(

 )运算。

 A.AND

  B.OR

  C.XOR

 D.NOT 20. c

  21. d

  22. c

  23. c

  24. c

  25. b b

 26. d

  27. b

  28. a

  29. c

  30. d

  31. c c

 32. d

  33. c

  34. b

  35. a

  36. a

  37. c c

 38. a

  39. b b 练习题

 43.求下列运算结果。

 A. NOT[((99) 16 OR(99) 16 )] B. (99) 16 OR[NOT(00) 16 ] C. [(99) 16 AND(33) 16 ]OR[(00) 16 AND(FF) 16 ] D. [(99) 16 OR(33) 16 ]AND[(00) 16 OR(FF) 16 ] 解:

 . .

 44.要将一个位模式的最左 4 位复位(置 0),求掩码和运算。

 解:

 Mask = (00001111) 2

 Operation: Mask AND (xxxxxxxx) 2

 = (0000xxxx) 2

 45.要将一个位模式的最右 4 位置位(置 1),求掩码和运算。

 解:

  Mask = (00001111) 2

 Operation: Mask OR

 (xxxxxxxx) 2

 = (xxxx1111) 2

 46.将一个位模式的最右 3 位和最左 2 位反转,求掩码和运算。

 解:

  Mask: (11000111) 2

 Operation: Mask XOR (xxxxxxxx) 2

 = (yyxxxyyy) 2 ,where y is NOT x

 47.将一个位模式的最左 3 位和最右 2 位复位,求掩码和运算。

 解:

 Mask1= (00011111) 2

 Mask2 = (00000011) 2

 Operation: [Mask1 AND (xxxxxxxx) 2 ] OR Mask2 = (000xxx11) 2

 51.用 8 位分配单元,首先把下列数转换成二进制补码,然后运算,再把结果转成十进制。

 A.19+23

 B.19–23

 C.–19+23

 D.–19–23 解:

 . .

 52.用 16 位分配单元,先把下列数转换成二进制补码,然后运算,再结果转成十进制。

 A. 161+1023

 B.161–1023

 C.–161+1023

 D.–161–1023 解:

 . .

  53.如果数字都用 8 位二进制补码表示,下列哪些个运算会溢出? A. 11000010+00111111

 B. 00000010+00111111 C. 11000010+11111111

 D.000000010+11111111 解:Addition of two integers does not create overflow if the result is in the range (−128 to +127). A. Addition does not create overflow because (−62) + (+63) = 1 (in the

 . . range). B. Addition does not create overflow because (+2) + (+63) = 65 (in the range). C. Addition does not create overflow because (−62) + (−1) = −63 (in the range). D. Addition does not create overflow because (+2) + (−1) = 1 (in the range). 54 如果数字和结果都用 8 位二进制补码表示,不通过实际的计算,能说出下列哪个运算会溢出吗? A. 32+105

 B. 32−105

 C. −32+105

 D. −32−105 解:A. There is overflow because 32 + 105 = 137 is not in the range (−128 to +127). B. There is no overflow because 32−105 = −73 is in the range (−128 to +127). C. There is no overflow because −32 + 105 = 73 is in the range (−128 to +127). D. There is overflow because −32−105= −137 is not in the range (−128 to +127).

 Chapter 5 复习题

 1.计算机由哪三个子系统组成?

 . . 答:The three subsystems are the central processing unit (CPU), the main memory, and the input/output. 2.CPU 由哪几个部分组成? 答:The CPU has an arithmetic logic unit (ALU), a control unit, and various kinds of registers. 3.ALU 的功能是什么? 答:The ALU performs arithmetic and logical operations. 4.控制单元的功能是什么? 答:The control unit is responsible for controlling the operations of all other subsystems. 控制单元的功能是负责控制所有其他子系统的操作。

 5.主存的功能是什么? 答:The main memory stores data and programs when the program is being executed. 主存的功能是当程序被执行时存储数据和程序。

 6.定义 RAM、ROM、SRAM、DRAM、PROM、EPROM 和 EEPROM。

 答:RAM is random access memory and can be read from and written to by the user. ROM is read only memory. The contents of ROM are written by the manufacturer and cannot be overwritten by the user. SRAM is static RAM that uses flip-flop gates to hold data. DRAM is dynamic RAM that uses capacitors to hold the data. PROM is programmable read only memory and can be programmed by the user using special equipment. EPROM is erasable

 . . PROM and can be erased by the user using a special device that uses UV light. EEPROM is electronically erasable PROM that can be reprogrammed while it is still installed in the computer. RAM 是随机存取存储器,能够被用户从里边读取和写入数据;ROM 是只读存储器,ROM 里的容被厂商写入后不能被用户覆盖;SRAM 是静态 RAM,静态 RAM 是用触发器门电路来保存数据;DRAM 是动态 RAM,动态 RAM 使用电容器来保存数据;PROM是可编程只读存储器,这种存储器可被用户通过特殊设备可以将程序存储在上面;EPROM 是可擦除的 PROM,用户可以对它进行编程,但是得用一种可以发出紫外光的特殊仪器对其擦写;EEPROM 为电可擦除的 PROM,对它的编程和擦除用电子脉冲即可,无需从计算机上拆下来。

 7.高速缓冲存储器的作用是什么? 答:The cache memory provides the CPU with fast access to part of data stored in main memory. 高速缓冲存储器的作用是为 CPU 快速提供存储在主存储器中的数据。

 8.描述一下磁盘的物理组成? 答:A magnetic disk consists of one or more disks with a magnetic coating and one read/write head for each disk surface. 一个磁盘包含...

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