1.計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用在哪些方面？

1.【參考答案】

計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用在科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、過(guò)程控制、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)和人工智能等方面。

（1）科學(xué)計(jì)算：即數(shù)值計(jì)算，指用于科學(xué)研究和工程技術(shù)中提出的數(shù)值問(wèn)題的計(jì)算?？茖W(xué)計(jì)算是最早的應(yīng)用領(lǐng)域。如天氣預(yù)報(bào)、天文研究、高能物理等。

（2）數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理是指對(duì)數(shù)據(jù)（信息）記錄、整理、加工、統(tǒng)計(jì)、檢索、傳送等一系列活動(dòng)的總稱(chēng)，數(shù)據(jù)處理的目的是從大量數(shù)據(jù)中，抽出有價(jià)值的信息，為決策作依據(jù)。數(shù)據(jù)處理是最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。如辦公自動(dòng)化、電子商務(wù)、信息檢索等。

（3）過(guò)程控制（實(shí)時(shí)控制、自動(dòng)控制）：指用計(jì)算機(jī)快速、及時(shí)采集數(shù)據(jù)，處理后在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行最佳自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)。如自動(dòng)化流水線、無(wú)人車(chē)間等。

（4）計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)是利用計(jì)算機(jī)輔助完成不同類(lèi)任務(wù)的系統(tǒng)的總稱(chēng)。如CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、CAI（計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）、CAT（計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試）等。

（5）人工智能（AI）：人工智能計(jì)算機(jī)模擬人類(lèi)的感知、推理、學(xué)習(xí)和理解等智能行為，實(shí)現(xiàn)自然語(yǔ)言理解與生成、定理證明、自動(dòng)程序設(shè)計(jì)、自動(dòng)翻譯、圖像和聲音識(shí)別、疾病診斷等的技術(shù)科學(xué)。

2.請(qǐng)簡(jiǎn)要描述計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的關(guān)系。

2.【參考答案】

計(jì)算軟件和硬件二者相輔相成，缺一不可。

硬件是所有軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)依照馮?諾依曼所設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)，即由運(yùn)算器，控制器，存儲(chǔ)器，輸入設(shè)備，輸出設(shè)備5大部件組成。

軟件是一系列按照特定順序組織的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)和指令的集合。一般軟件被劃分為系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件。

操作系統(tǒng)是最基礎(chǔ)、最重要、最底層的系統(tǒng)軟件，是對(duì)硬件系統(tǒng)的首次擴(kuò)充，其他系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件都是構(gòu)建在操作系統(tǒng)平臺(tái)之上的。

操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)所有軟、硬件資源的組織者和管理者在操作系統(tǒng)之外的各層分別是各種語(yǔ)言處理程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、各種支撐軟件，最外層才是最終用戶使用的應(yīng)用軟件。

3.假設(shè)有如下實(shí)體：學(xué)生：學(xué)號(hào)、性別、年齡、班級(jí)、選修課程號(hào) 課程：課程號(hào)、課程名、先行課、學(xué)分，據(jù)此請(qǐng)回答以下問(wèn)題。

（1）分別設(shè)計(jì)出學(xué)生的課程的E-R圖。

（2）一個(gè)學(xué)生可以選修多門(mén)課程，一門(mén)課程可供多個(gè)學(xué)生選修，設(shè)計(jì)出學(xué)生選課的E-R圖。

3.【參考答案】

（1）

（2）

4.請(qǐng)引出至少三種網(wǎng)絡(luò)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

4.【參考答案】

（1）總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備均掛接在一根總線上，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能。

特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)容易，易于擴(kuò)展；可靠性較高等。

（2）環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)通過(guò)環(huán)路接口連在一條首尾相連的閉合環(huán)型通信線路中，環(huán)路中各節(jié)點(diǎn)地位相同，環(huán)路上任何節(jié)點(diǎn)均可請(qǐng)求發(fā)送信息，請(qǐng)求一旦被批準(zhǔn)，便可以向環(huán)路發(fā)送信息，數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個(gè)方向在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳輸，信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

特點(diǎn)：消除了節(jié)點(diǎn)用戶通信時(shí)對(duì)中央節(jié)點(diǎn)的依賴性；網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)；不便于擴(kuò)展；可靠性低等。

（3）星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)以星型方式連接成網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)有中央節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)（工作站、服務(wù)器）都與中央節(jié)點(diǎn)直接相連，這種結(jié)構(gòu)叫做星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

特點(diǎn)：中央節(jié)點(diǎn)集中控制；網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間較??；易于維護(hù)；要求中心系統(tǒng)具有極高的可靠性，否則中心系統(tǒng)一旦損壞，整個(gè)系統(tǒng)便趨于癱瘓。

（4）樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形狀像一棵倒置的樹(shù)，頂端是樹(shù)根，樹(shù)根以下帶分支，每個(gè)分支還可再帶子分支，樹(shù)根接收各站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后再?gòu)V播發(fā)送到全網(wǎng)。

特點(diǎn)：易于擴(kuò)展；若根節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，則全網(wǎng)不能正常工作。

（5）網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)通過(guò)傳輸線連接起來(lái)，并且每一個(gè)節(jié)點(diǎn)至少與其他兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連。

特點(diǎn)：容錯(cuò)性能好；拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜。

5.二層交換機(jī)與路由器有什么區(qū)別？為什么交換機(jī)一般用于局域網(wǎng)內(nèi)主機(jī)的互聯(lián)，不能實(shí)現(xiàn)不同IP網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)互相訪問(wèn)？路由器為什么可以實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)段主機(jī)之間的訪問(wèn)？為什么不使用路由器來(lái)連接局域網(wǎng)主機(jī)呢？

5.【參考答案】

從OSI的角度分析交換機(jī)和路由器的區(qū)別：交換機(jī)屬于數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，識(shí)別數(shù)據(jù)幀的MAC地址信息進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；路由器屬于網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備，通過(guò)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)層的IP地址信息進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)；

數(shù)據(jù)處理方式的區(qū)別：交換機(jī)對(duì)于數(shù)據(jù)幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，交換機(jī)不隔離廣播，交換機(jī)對(duì)于未知數(shù)據(jù)幀進(jìn)行擴(kuò)散；路由器對(duì)IP包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，路由器不轉(zhuǎn)發(fā)廣播包，路由器對(duì)于未知數(shù)據(jù)包進(jìn)行丟棄；

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能方面：交換機(jī)是基于硬件的二層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)性能強(qiáng)；路由器是基于軟件的三層數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)性能相對(duì)較差；

接口類(lèi)型：交換機(jī)一般只具備以太網(wǎng)接口，類(lèi)型單一，接口密度大；路由器能夠提供各種類(lèi)型的廣域網(wǎng)接口，能夠連接不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)鏈路，接口數(shù)較少。

應(yīng)用環(huán)境：交換機(jī)一般應(yīng)用于局域網(wǎng)內(nèi)部，大量用戶的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備。路由器一般用于網(wǎng)絡(luò)間的互聯(lián)。

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