第一章課后習(xí)題簡(jiǎn)述圖靈機(jī)模型組成與工作過(guò)程。圖靈機(jī)有一條無(wú)限長(zhǎng)的紙帶，紙帶分成了若干個(gè)的小方格，每個(gè)方格有不同的顏色，用作無(wú)限存儲(chǔ)。還有一個(gè)讀寫(xiě)頭，在紙帶上移來(lái)移去。讀寫(xiě)頭有一組內(nèi)部狀態(tài)，還有一些固定的程序。在每個(gè)時(shí)刻，讀寫(xiě)頭都要從當(dāng)前紙帶上讀入一個(gè)方格信息，然后結(jié)合自己的內(nèi)部狀態(tài)查找程序表，根據(jù)程序輸出信息到紙帶方格上，并轉(zhuǎn)換自己的內(nèi)部狀態(tài)，然后進(jìn)行移動(dòng)。圖靈機(jī)是一種抽象計(jì)算模型，其更抽象的意義為一種數(shù)學(xué)邏輯機(jī)，可以看作等價(jià)于任何有限邏輯數(shù)學(xué)過(guò)程的終極強(qiáng)大邏輯機(jī)器。它將人們使用紙筆進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算的過(guò)程進(jìn)行抽象，由一個(gè)虛擬的機(jī)器替代人類進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算。圖靈機(jī)被公認(rèn)為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的原型，雖然圖靈機(jī)只是一種理論的計(jì)算模型，但圖靈的這一創(chuàng)新思想奠定了整個(gè)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的理論基礎(chǔ)。2、簡(jiǎn)述馮·諾依曼提出的“存儲(chǔ)程序”原理。馮諾依曼起草了“存儲(chǔ)程序通用電子計(jì)算機(jī)方案”,其主要思想可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)：(1)采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)和指令。(2)“存儲(chǔ)程序”即程序和數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)在內(nèi)存中，計(jì)算機(jī)按照程序順序執(zhí)行。(3)計(jì)算機(jī)由五個(gè)部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。約翰馮諾依曼的思想也稱“存儲(chǔ)程序”原理，對(duì)后來(lái)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)有決定性的影響，一直被現(xiàn)代計(jì)算機(jī)所遵循。3、簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程的各個(gè)階段。根據(jù)計(jì)算機(jī)采用的電子元件，一般將計(jì)算機(jī)的發(fā)展分為四個(gè)階段。第一階段：電子管時(shí)代(1946—1957年)邏輯元件采用的是真空電子管。第二階段：晶體管時(shí)代(1958—1964年)邏輯元件采用晶體管。第三階段：中、小規(guī)模集成電路時(shí)代(1965—1970年)邏輯元件采用中、小規(guī)模集成電路。第四階段：大、超大規(guī)模集成電路時(shí)代(1970至今)邏輯元件采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。4、簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的過(guò)程。計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)，先通過(guò)指令寄存器從存儲(chǔ)器中逐條取出指令，通過(guò)控制器的譯碼分析，按指令的要求進(jìn)行規(guī)定的操作，完成指令的功能。這個(gè)過(guò)程是自動(dòng)且連續(xù)的，直到程序中的指令全部執(zhí)行完畢。簡(jiǎn)述CPU的性能指標(biāo)。主要性能指標(biāo)①主頻②睿頻③QPI(quickoathinterconnect,快速通道互聯(lián))總線帶寬④字長(zhǎng)和位數(shù)。⑤高速緩沖存儲(chǔ)器(cache)容量⑥多核與多線程。什么是主板?它有哪些主要部件?主板(mainboard)也稱母板(motherboard),是微型計(jì)算機(jī)中最大的一塊集成電路板，也是其他部件和設(shè)備的連接載體。主板上面安裝了組成計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開(kāi)關(guān)接口、指示燈插接件、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。CPU、內(nèi)存條、顯卡等部件通過(guò)插槽(或插座)安裝在主板上，硬盤、光驅(qū)等外部設(shè)備在主板上也有各自的接口，有些主板還集成了聲卡、顯卡、網(wǎng)卡等部件。在微型計(jì)算機(jī)中，所有的部件和設(shè)備通過(guò)主板有機(jī)連接起來(lái)，構(gòu)成完整的系統(tǒng)。簡(jiǎn)述ROM和RAM的作用與區(qū)別。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(randomaccessmemory,RAM)、只讀存儲(chǔ)器(readonlymemory,ROM)。RAM也稱內(nèi)存，特點(diǎn)是數(shù)據(jù)存取速度較快，但是掉電后數(shù)據(jù)不能保存。RAM主要有兩個(gè)性能指標(biāo)：存儲(chǔ)容量和存取速度。ROM主要用于存放計(jì)算機(jī)啟動(dòng)程序的存儲(chǔ)器。與RAM相比，ROM的數(shù)據(jù)只能被讀取而不能寫(xiě)入，如果要更改，就需要用特殊手段來(lái)擦除。另外，掉電以后RAM中的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)消失，而ROM就不會(huì)。簡(jiǎn)述總線的概念及其類型。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，總線(bus)是各部件(或設(shè)備)之間傳輸數(shù)據(jù)的共用通道。從主機(jī)各個(gè)部件之間的連接，到主機(jī)與外部設(shè)備之間的連接，幾乎都采用了總線，所以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是多總線結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)。從數(shù)據(jù)傳輸方式看，總線可分為并行總線和串行總線。從傳遞數(shù)據(jù)類型看，總線可分為數(shù)據(jù)總線DB(databus)、地址總線AB(addressbus)和控制總線CB(controlbus)。簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)軟件的概念及類型。計(jì)算機(jī)軟件(computersoftware)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中與硬件相互依存的一部分，它由程序、數(shù)據(jù)和文檔組成。具有如下特點(diǎn)：不可見(jiàn)性、適用性、依附性、復(fù)雜性、易復(fù)制性、不斷演變性、有限責(zé)任、脆弱性。根據(jù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)性質(zhì)劃分，軟件可以分為商業(yè)軟件、共享軟件、自由軟件和免費(fèi)軟件。根據(jù)軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用，可以分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。簡(jiǎn)述計(jì)算思維的概念及核心。計(jì)算思維是一種以計(jì)算機(jī)科學(xué)為基礎(chǔ)的思維方式，是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)概念進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及人類行為理解等涵蓋計(jì)算機(jī)科學(xué)廣度的一系列思維活動(dòng)，具體涉及對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析、抽象、建模、算法設(shè)計(jì)、優(yōu)化等方面的思考。計(jì)算思維的核心在于抽象和自動(dòng)化。抽象是指從一個(gè)問(wèn)題或目標(biāo)出發(fā)，忽略那些與問(wèn)題無(wú)關(guān)的細(xì)節(jié)，集中關(guān)注關(guān)鍵部分。它幫助人們簡(jiǎn)化復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)世界，將注意力集中在最重要的因素上，而不受不相關(guān)信息的干擾。抽象的過(guò)程超越了物理世界的時(shí)間和空間限制，通過(guò)符號(hào)來(lái)表示，這不僅限于數(shù)字的抽象，更多的是一種對(duì)問(wèn)題本質(zhì)的提煉和簡(jiǎn)化。自動(dòng)化則是通過(guò)系統(tǒng)化、機(jī)械化的步驟自動(dòng)執(zhí)行任務(wù)，用以解決問(wèn)題、設(shè)計(jì)系統(tǒng)或理解人的行為。自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)依賴于抽象的基礎(chǔ)，它要求將具體的操作過(guò)程以一種可以重復(fù)和自動(dòng)執(zhí)行的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。11、簡(jiǎn)述計(jì)算思維的基本方法。計(jì)算思維應(yīng)用多種方法，以下介紹了七種常見(jiàn)的方法：(1)問(wèn)題轉(zhuǎn)化與簡(jiǎn)化：通過(guò)方法如約簡(jiǎn)、嵌入、轉(zhuǎn)化和仿真，將一個(gè)看似困難的問(wèn)題重新構(gòu)建為一個(gè)人們已知如何解決的問(wèn)題，從而降低復(fù)雜度。(2)遞歸與并行方法：這類方法不僅能將代碼轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)，也能將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為代碼，適用于多維分析和類型檢查等情境。(3)抽象與分解：通過(guò)抽象化和分解來(lái)處理龐大任務(wù)或設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)，借助關(guān)注點(diǎn)分離(separationofconcerns,SoC)的方法，幫助簡(jiǎn)化問(wèn)題和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。(4)問(wèn)題建模與表達(dá)：選擇合適的方式陳述問(wèn)題，針對(duì)問(wèn)題的各個(gè)方面進(jìn)行建模，從而使問(wèn)題更易于解決。(5)容錯(cuò)與恢復(fù)方法：通過(guò)預(yù)防、保護(hù)、冗余、容錯(cuò)、糾錯(cuò)