1.计算机主要应用在哪些方面？

1.【参考答案】

计算机主要应用在科学计算、数据处理、过程控制、计算机辅助系统和人工智能等方面。

（1）科学计算：即数值计算，指用于科学研究和工程技术中提出的数值问题的计算。科学计算是最早的应用领域。如天气预报、天文研究、高能物理等。

（2）数据处理：数据处理是指对数据（信息）记录、整理、加工、统计、检索、传送等一系列活动的总称，数据处理的目的是从大量数据中，抽出有价值的信息，为决策作依据。数据处理是最广泛的应用领域。如办公自动化、电子商务、信息检索等。

（3）过程控制（实时控制、自动控制）：指用计算机快速、及时采集数据，处理后在规定的时间内对受控对象进行最佳自动控制和自动调节。如自动化流水线、无人车间等。

（4）计算机辅助系统：计算机辅助系统是利用计算机辅助完成不同类任务的系统的总称。如CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAI（计算机辅助教学）、CAT（计算机辅助测试）等。

（5）人工智能（AI）：人工智能计算机模拟人类的感知、推理、学习和理解等智能行为，实现自然语言理解与生成、定理证明、自动程序设计、自动翻译、图像和声音识别、疾病诊断等的技术科学。

2.请简要描述计算机硬件系统和软件系统的关系。

2.【参考答案】

计算软件和硬件二者相辅相成，缺一不可。

硬件是所有软件运行的基础，计算机硬件系统依照冯•诺依曼所设计的体系结构，即由运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备5大部件组成。

软件是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。一般软件被划分为系统软件、应用软件。

操作系统是最基础、最重要、最底层的系统软件，是对硬件系统的首次扩充，其他系统软件和应用软件都是构建在操作系统平台之上的。

操作系统是计算机所有软、硬件资源的组织者和管理者在操作系统之外的各层分别是各种语言处理程序、数据库管理系统、各种支撑软件，最外层才是最终用户使用的应用软件。

3.假设有如下实体：学生：学号、性别、年龄、班级、选修课程号 课程：课程号、课程名、先行课、学分，据此请回答以下问题。

（1）分别设计出学生的课程的E-R图。

（2）一个学生可以选修多门课程，一门课程可供多个学生选修，设计出学生选课的E-R图。

3.【参考答案】

（1）

（2）

4.请引出至少三种网络的基本拓扑结构。

4.【参考答案】

（1）总线型拓扑结构

总线型拓扑结构是指网络中的各个节点设备均挂接在一根总线上，实现计算机网络的功能。

特点：网络结构容易，易于扩展；可靠性较高等。

（2）环型拓扑结构

环型拓扑结构是指网络中的各节点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环型通信线路中，环路中各节点地位相同，环路上任何节点均可请求发送信息，请求一旦被批准，便可以向环路发送信息，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点。

特点：消除了节点用户通信时对中央节点的依赖性；网络的响应时间延长；不便于扩展；可靠性低等。

（3）星型拓扑结构

星型拓扑结构是指网络中的各节点以星型方式连接成网，网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连，这种结构叫做星型拓扑结构。

特点：中央节点集中控制；网络延迟时间较小；易于维护；要求中心系统具有极高的可靠性，否则中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。

（4）树型拓扑结构

树型拓扑结构形状像一棵倒置的树，顶端是树根，树根以下带分支，每个分支还可再带子分支，树根接收各站点发送的数据，然后再广播发送到全网。

特点：易于扩展；若根节点出现故障，则全网不能正常工作。

（5）网状拓扑结构

网状拓扑结构是指网络中各节点通过传输线连接起来，并且每一个节点至少与其他两个节点相连。

特点：容错性能好；拓扑结构复杂。

5.二层交换机与路由器有什么区别？为什么交换机一般用于局域网内主机的互联，不能实现不同IP网络的主机互相访问？路由器为什么可以实现不同网段主机之间的访问？为什么不使用路由器来连接局域网主机呢？

5.【参考答案】

从OSI的角度分析交换机和路由器的区别：交换机属于数据链路层设备，识别数据帧的MAC地址信息进行转发；路由器属于网络层设备，通过识别网络层的IP地址信息进行数据转发；

数据处理方式的区别：交换机对于数据帧进行转发，交换机不隔离广播，交换机对于未知数据帧进行扩散；路由器对IP包进行转发，路由器不转发广播包，路由器对于未知数据包进行丢弃；

数据转发性能方面：交换机是基于硬件的二层数据转发，转发性能强；路由器是基于软件的三层数据转发，转发性能相对较差；

接口类型：交换机一般只具备以太网接口，类型单一，接口密度大；路由器能够提供各种类型的广域网接口，能够连接不同类型的网络链路，接口数较少。

应用环境：交换机一般应用于局域网内部，大量用户的网络接入设备。路由器一般用于网络间的互联。

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