计算机科学计算答案 第一章 绪论
第一章 绪论
1.1.2 人工智能的起源与发展
孕 育 期 （ 1956年前） 形 成 期 （ 1956－1970年） 暗 淡 期 （ 1966－1974年） 知识应用期 （ 1970－1988年） 集成发展期 （ 1986年至今）
1.1.2 人工智能的起源与发展
孕 育 期 （ 1956年前）
亚里斯多德（公元前384—322）：古希腊伟大的哲学家和思 想家，创立了演绎法。他提出的三段论至今仍然是演绎推理的 最基本出发点。
AI的严格定义依赖于对智能的定义，即要定义人工智能，首先应该定义智能；但 智能本身也还无严格定义。
一般解释：人工智能就是用人工的方法在机器（计算机）上实现的智能，或称机 器智能、计算机智能。
1.1.1 人工智能的定义
知识与智能 知识 人们通过体验、学习或联想而知晓的对客观世界规律性的认识，包括事实、
能理论框架，使人工智能进入一个新的发展时期 。
1.1.2 人工智能的起源与发展
中国的AI研究
1981年中国人工智能学会在长沙艰难成立，其后长期得不到国内科技界的认同，只能 挂靠中国社会科学院哲学研究所，直到2004年，才得以“返祖归宗”，挂靠到中国科 学技术协会。
1985年前，人工智能在西方国家得到重视和发展，而在苏联却受到批判；我国人工智 能也与“特异功能”一起受到质疑，人工智能学科群专著不能公开出版。
（表处理语言）。 1961年，明斯基发表了“走向人工智能的步骤”的论文，推动了人工智能的发展。 1965年，鲁宾逊提出了归结（消解）原理。费根鲍姆开发第一个专家系统DENDRAL，
用于质谱仪分析有机化合物的分子结构
1.1.2 人工智能的起源与发展
暗 淡 期 （ 1966－1974年）
由于一些人工智能研究者被“胜利冲昏了头脑”，盲目乐观，对人工智能的未来发展 和成果做出了过高的预言，而这些语言的失败，给人工智能的声誉造成重大伤害。 当时的人工智能主要存在下列三个局限性：
计算机导论第一章绪论
1.22 我国计算机的发展
ü 1993年10月中科院计算所研制成功曙光一号计算机 ü 1995年以后，研制成功曙光1000/2000/3000/4000A ü 2008年6月，超级计算机曙光5000A研制成功，使用了 6600颗AMD巴塞罗那型4核处理器，峰
值运算速度达到每秒230万亿次，世界高性能计算机排名第十
分组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置 。 ü 至今绝大部分的计算机还是采用冯•诺依曼计算机模式。
John von Neumann 冯•诺依曼
1.21 计算机的发展简史 1.第一代计算机（1946年～1958年） ü 逻辑器件使用电子管 ü 运算速度为每秒几千次 ü 没有计算机软件，使用机器语言编制程序 ü 主要用于军事和科学计算 ü 体积大、耗能高、速度慢
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
1.1 计算机的产生
美籍华裔科学家朱传榘1919年生于天津，1939年 赴美留学，1946年在美国宾夕法尼亚大学与其他5人 共同发明了世界上第一台计算机ENIAC，获得电子和 电 气 工 程 师 协 会 （ IEEE ） 的 “ 计 算 机 先 驱 奖 ” （Computer Pioneer Award）。
1.1 计算机的产生 发展历程 Ø 算筹：以纵横两种排列方式来表示单位数目。表示多位数时，个位用纵式，十位用横式
，百位用纵式，千位用横式，以此类推，遇零则置空。
数字 1 2 3 4 5 6 7 8 9
纵式 横式
1998
1.1 计算机的产生 发展历程 Ø 算盘：通过手动完成从低位到高位的数字传送，数字由算珠的数量表示，数位则由算珠
1.22 我国计算机的发展
计算机数据结构习题1附答案
文档来源为:从网络收集整理.word 版本可编辑.欢迎下载支持.第1章 绪论1.1 简述下列术语：数据，数据元素、数据对象、数据结构、存储结构、数据类型和抽象数据类型。
解：数据是对客观事物的符号表示。
在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。
数据元素是数据的基本单位，在计算机程序中通常作为一个整体进行考虑和处理。
数据对象是性质相同的数据元素的集合，是数据的一个子集。
数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。
存储结构是数据结构在计算机中的表示。
数据类型是一个值的集合和定义在这个值集上的一组操作的总称。
抽象数据类型是指一个数学模型以及定义在该模型上的一组操作。
是对一般数据类型的扩展。
1.2 填空题：1.常见的数据结构有__结构，_____结构，____结构等三种。
2.常见的存储结构有_________结构，______结构等两种。
3.数据的基本单位是____，它在计算机中是作为一个整体来处理的。
4.数据结构中的结构是指数据间的逻辑关系，常见的结构可分为两大类，______和_____。
5.《数据结构》课程讨论的主要内容是数据的逻辑结构、存储结构和________。
1.2设有数据结构(D,R)，其中{}4,3,2,1d d d d D =，{}r R =，()()(){}4,3,3,2,2,1d d d d d d r =试按图论中图的画法惯例画出其逻辑结构图。
解：1.3设有以下三个函数：()10002124++=n n n f ，()3450015n n n g+=，()n n n n h log 5005.3+=请判断以下断言正确与否：(1) f(n)是O(g(n)) (2) h(n)是O(f(n)) (3) g(n)是O(h(n)) (4) h(n)是O(n 3.5) (5) h(n)是O(nlogn)解：(1)对 (2)错 (3)错 (4)对 (5)错第二章序列2.1 描述以下三个概念的区别：头指针，头结点，首元结点（第一个元素结点）。
计算机科学计算答案 第一章 绪论
计算机科学计算答案第一章绪论矩阵与数值分析学习指导和典型例题分析目录第一章误差分析与向量与矩阵的范数 (1)1. 内容提要................................. 错误！未定义书签。
2. 典型例题分析............................. 错误！未定义书签。
3. 习题..................................... 错误！未定义书签。
4. 习题解答................................. 错误！未定义书签。
第二章矩阵变换与计算................................ 错误！未定义书签。
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8. 习题解答................................. 错误！未定义书签。
第三章矩阵分析...................................... 错误！未定义书签。
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10. 典型例题分析............................. 错误！未定义书签。
11. 习题..................................... 错误！未定义书签。
12. 习题解答................................. 错误！未定义书签。
第四章逐次逼近...................................... 错误！未定义书签。
计算机导论课后习题及参考答案
计算机导论课后习题第一章绪论一、单项选择题1.世界上第一台电子计算机ENIAC诞生于（）。
A．1941年B．1946年C．1949年D．1950年2.世界上首次提出存储程序计算机体系结构的是（）。
A．莫奇莱B．艾仑·图灵C．乔治·布尔D．冯·诺依曼3.世界上第一台电子数字计算机采用的主要逻辑部件是（）。
A．电子管B．晶体管C．继电器D．光电管4.物理器件采用晶体管的计算机被称为（）。
A．第一代计算机B．第二代计算机C．第三代计算机D．第四代计算机5.下列叙述正确的是（）。
A．世界上第一台电子计算机ENIAC,首次实现了“存储程序”方案B．按照计算机的规模，人们把计算机的发展过程分为四个时代C．微型计算机最早出现于第三代计算机中D．冯·诺依曼提出的计算机体系结构奠定了现代计算机结构的理论基础6.计算机最早的应用领域是（）。
A．科学计算B．数据处理C．过程控制D．CAD／CAM／CIMS7.计算机辅助设计的简称是( )。
A．CAD B．CAM C．CAI D．CBE8.当前的计算机一般称为第四代计算机，它所采用的逻辑元件是（）。
A.晶体管B.集成电路C.电子管D.大规模集成电路9.按照计算机用途，可将计算机分为（）。
A．通用计算机和个人计算机B．数字计算机和模拟计算机C．数字计算机和混合计算机D．通用计算机和专用计算机10.计算机中所有信息的存储都采用（）。
A．十进制B．二进制C．八进制D．十六进制11.计算机最主要的工作特点是（）。
A．存储程序与自动控制B．高速度与高精度C．可靠性与可用性D．有记忆能力12.计算机硬件的组成部分主要包括运算器、存储器、输入设备、输出设备和（）。
A．控制器B．显示器C．磁盘驱动器D．鼠标器13.客机、火车票系统属于（）方面的计算机应用。
A．科学计算B．数据处理C．过程控制D．人工智能14.个人计算机属于（）。
A．小巨型机B．小型计算机C．微型计算机D．中型计算机15.计算机之所以能实现自动连续执行，是由于计算机采用了（）工作原理。
计算理论第一章绪论
1.1 计算与计算模型
上世纪初，德国大数学家希尔伯特(Hilbert)提出： 是否存在着一个通用过程，这个过程能用来判
定任意数学命题是否成立，即，输入一个数学命题， 在有限时间内，得到一个证明，如果这个命题成立； 或是一个反例，如果这个命题不成立。
图灵证明了对于平面几何来说，存在这样的过程。 但是，对于一般的数学命题，不存在这样的过程。
图灵机和可计算函数
英国 数学家
1936年，图灵24岁时发表一篇 论文《论数字计算在判决难题 中的应用》，提出著名的“图 灵机”的设想。这一思想奠定 了现代计算机的基础。
美国计算机协会在图灵去世12 年后以他的名字命名了计算机 领域的最高奖“图灵奖”。
艾伦·图灵（1912－1954）
1.1 计算与计算模型
判定。
1.3图灵机
NP完全问题：
NP类中某些问题的复杂性与整个类的复杂 性相关联，这些问题称为NP完全问题。
可计算性与计算复杂性
可计算性computability 是否可解
复杂性 complexity 解的难易程度
1.4 语言与文法
乔姆斯基最初从产生语言的角度研究语言， L*。
问题：考察一个字符串是否是某个语言的句 子。
计算的图灵机定义：
1936年由Turing给出，定义计算为： 输入—执行过程（有限步内结束）—输出
1946年，冯·诺依曼与宾夕法尼亚大学的工程师 采用电子器件物理实现了图灵的计算模型，建成 了世界的第一台计算机。
现在称计算机的体系结构为冯·诺依曼体系结构。
1.1 计算与计算模型
图灵给出了过程的科学定义，区分了可计算 的问题和不可计算的问题。
1.6 计算逻辑与描述逻辑
第1、2章习题参考答案
第1、2章习题参考答案《⼤学计算机基础——计算机科学概论》课后习题参考解答第⼀章⼀、选择题（⼀）1.（b ）2.（m ）3.（g ）4.（l ）5.（k ）6.（f ）7.（j ）8.（h ）9.（c ）10.（a ）11.（i ）12.（e ）（⼆）13.（h ）14.（g ）15.（f ）16.（c ）17.（e ）18.（d ）19.（a ）20.（b ）⼆、填空题1．逻辑代数（或布尔代数）2．克劳德·⾹农3．美，匈⽛利，存储程序和程序控制4. 计算机设计五原则5. 图灵机，图灵测试6. 姚期智7. 电⼦管，机器语⾔、符号语⾔，ENIAC8. 晶体管9. 集成电路，IBM36010.运算器，控制器三、简答题1. 冯·诺依曼思想的关键：（1）冯·诺依曼结构：计算机采⽤⼆进制，不但数据采⽤⼆进制，指令也采⽤⼆进制；计算机由五部分构成：运算器、控制器、存储器、输⼊和输出装置。
（2）存储程序和程序控制⼯作原理：程序由指令组成并与数据⼀起存放在存储器中，所谓“存储程序”；机器按程序指定的逻辑顺序，把指令从存储器中读出并逐条执⾏，从⽽⾃动完成程序描述的⼯作，看上去机器是在程序的指挥控制下⼯作的，即所谓“程序控制”。
2. 现代电⼦计算机以ENIAC的问世为标志，⾄今已经历了四代，⽬前正向第五代发展，以逻辑元件的更迭为划分依据。
下表列出了各代的时间段及特点：3. 此题没有完全标准的答案，所谓仁者见仁、智者见智，以下只是参考答案。
笔者认为分析机的失败主要有两点原因：（1）巴贝奇的奇思妙想太过超前，超越了时代。
当时是19世纪30年代，蒸汽机时代（第⼆⼦⼯业⾰命）⼤约在30年以后才到来，所以当时⼈们制造机器都是使⽤齿轮、砝码、链条等纯机械零件，⽽不是电器设备甚⾄不是机电式的。
⽤如此原始古⽼的零件制造如此超前构想的机器必定“⼒不从⼼”。
（2）使⽤⼗进制，⽽⾮⼆进制显然，⼗进制运算规则⽐⼆进制复杂得多，导致运算器（巴贝奇称之为“作坊”）的设计和实现异常复杂。
计算机导论(第2版)课后习题答案
计算机导论(第2版)【清华大学出版社】课后习题答案第一章绪论一、简答题1．什么是计算机？（P1）计算机是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速的对数据进行输入、处理、输出和存储的系统。
一个计算机系统包括硬件和软件两大部分。
2．解释冯•诺依曼所提出的“存储程序”概念。
（P6）把计算机程序与数据都以二进制的形式统一存放在存储器中，由机器自动执行。
不同的程序解决不同的问题，实现了计算机通用计算的功能。
3．计算机有哪些主要的特点？（P3-P4）○1运算速度快○2运算精度高○3具有记忆能力○4具有逻辑判断能力○5存储程序4．计算机有哪些主要的用途？（P4-P5）○1科学计算○2数据处理○3实时控制○5人工智能○5计算机辅助工程和辅助教育○6娱乐与游戏5．计算机发展中各个阶段的主要特点是什么？（P6-P8）第一代计算机（1946年—1957年）○1逻辑器件使用电子管○2用穿孔卡片机作为数据和指令的输入设备○3用磁鼓或磁带作为外存储器○4使用机器语言编译第二代计算机（1958年—1964年）○1用晶体管代替了电子管○2内存储器采用了磁心体○3引入了寄存器和浮点运算硬件○4利用I/O处理机提高了输入输出能力○5在软件方面配置了子程序库和批处理管理程序，并且推出了FORTRAN、COBOL、ALGOL等高级程序设计语言及相应的编译程序第三代计算机（1965年—1971年）○1用小规模或中小规模的集成电路来代替晶体管等分立元件○2用半导体存储器代替磁心存储器○3使用微程序设计技术简化处理机的结构○4在软件方面则广泛引入多道程序、并行处理、虚拟存储系统以及功能完备的操作系统，同时还提供了大量的面向用户的应用程序第四代计算机（1972年至今）○1使用了大规模和超大规模集成电路○2使用了大容量的半导体存储器作为内存储器○3在体系结构方面进一步发展了并行处理、多机系统、分布式计算机系统和计算机网络系统○4在软件方面则推出了数据库系统、分布式操作系统以及软件工程标准等第五代计算机主要特征是人工智能，具有一些人类智能的属性。
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矩阵与数值分析学习指导和典型例题分析目录第一章误差分析与向量与矩阵的范数 (1)1. 1.1内容提要 ................................. 错误！未定义书签。
2. 1.2典型例题分析 ............................. 错误！未定义书签。
3. 1.3习题 ..................................... 错误！未定义书签。
4. 1.4习题解答 ................................. 错误！未定义书签。
第二章矩阵变换与计算................................ 错误！未定义书签。
5. 2.1内容提要 ................................. 错误！未定义书签。
6. 2.2典型例题分析 ............................. 错误！未定义书签。
7. 2.3习题 ..................................... 错误！未定义书签。
8. 2.4习题解答 ................................. 错误！未定义书签。
第三章矩阵分析...................................... 错误！未定义书签。
9. 3.1内容提要 ................................. 错误！未定义书签。
10.3.2典型例题分析 ............................. 错误！未定义书签。
11.3.3习题 ..................................... 错误！未定义书签。
12.3.4习题解答 ................................. 错误！未定义书签。
第四章逐次逼近...................................... 错误！未定义书签。
13.4.1内容提要 ................................. 错误！未定义书签。
14.4.2典型例题分析 ............................. 错误！未定义书签。
15.4.3习题 ..................................... 错误！未定义书签。
4.4习题解答..................................... 错误！未定义书签。
第五章插值与逼近.................................... 错误！未定义书签。
16.5.1内容提要 ................................. 错误！未定义书签。
17.5.2典型例题分析 ............................. 错误！未定义书签。
18.5.3习题 ..................................... 错误！未定义书签。
5.4习题解答..................................... 错误！未定义书签。
第六章插值函数的应用................................ 错误！未定义书签。
19.6.1内容提要 ................................. 错误！未定义书签。
20.6.2典型例题分析 ............................. 错误！未定义书签。
21.6.3习题 ..................................... 错误！未定义书签。
6.4习题解答..................................... 错误！未定义书签。
第七章常微分方程数值解.............................. 错误！未定义书签。
22.7.1内容提要 ................................. 错误！未定义书签。
23.7.2典型例题分析 ............................. 错误！未定义书签。
24.7.3习题 ..................................... 错误！未定义书签。
7.4习题解答..................................... 错误！未定义书签。
第八章矩阵特征对的数值解法.......................... 错误！未定义书签。
25.8.1内容提要 ................................. 错误！未定义书签。
26.8.2典型例题分析 ............................. 错误！未定义书签。
27.8.3习题 ..................................... 错误！未定义书签。
8.4习题解答..................................... 错误！未定义书签。
自测试卷Ⅰ........................................... 错误！未定义书签。
自测试卷Ⅰ参考答案................................... 错误！未定义书签。
自测试卷Ⅱ........................................... 错误！未定义书签。
自测试卷Ⅱ参考答案................................... 错误！未定义书签。
自测试卷Ⅲ........................................... 错误！未定义书签。
自测试卷Ⅲ参考答案................................... 错误！未定义书签。
参考文献............................................. 错误！未定义书签。
第一章 误差分析与向量与矩阵的范数一、内容提要本章要求掌握绝对误差、相对误差、有效数字、误差限的定义及其相互关系；掌握数值稳定性的概念、设计函数计算时的一些基本原则和误差分析；熟练掌握向量和矩阵范数的定义及其性质。
1．误差的基本概念和有效数字 1）．绝对误差和相对误差的基本概念设实数x 为某个精确值，a 为它的一个近似值，则称a x -为近似值a 的绝对误差，简称为误差． 当0≠x 时，xax -称为a 的相对误差．在实际运算中，精确值x 往往是未知的，所以常把aax -作为a 的相对误差． 2）．绝对误差界和相对误差界的基本概念设实数x 为某个精确值，a 为它的一个近似值，如果有常数a e ，使得a e a x ≤-称a e 为a 的绝对误差界，或简称为误差界．称ae a 是a 的相对误差界．此例计算中不难发现，绝对误差界和相对误差界并不是唯一的，但是它们越小，说明a 近似x 的程度越好，即a 的精度越好．3）．有效数字设实数x 为某个精确值，a 为它的一个近似值，写成n k a a a a 21.010⨯±=它可以是有限或无限小数的形式，其中),2,1( =i a i 是9,,1,0 中的一个数字，k a ,01≠为整数．如果n k a x -⨯≤-1021则称a 为x 的具有n 位有效数字的近似值．如果a 有n 位有效数字，则a 的相对误差界满足：n a a a x -⨯≤-111021。
4）．函数计算的误差估计如果),,,(21n x x x f y =为n 元函数，自变量n x x x ,,,21 的近似值分别为n a a a ,,,21 ，则)(),,,(),,,(12121k k n k akn n a x x fa a a f x x x f -⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂≈-∑= 其中),,,(21n kak a a a f x x f ∂∂=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂，所以可以估计到函数值的误差界，近似地有 k a n k aka n n e x fe a a af x x x f ∑=⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂≈≤-12121),,,(),,,( 如果令2=n ，设21,x x 的近似值分别为21,a a ，其误差界为111a e a x ≤-和≤-22a x 2a e ，取),(21x x f y =为21,x x 之间的四则运算，则它们的误差估计为，1121a a a a e e e +≈±；112121a a a a e a e a e +≈⋅；22211121a e a e a e a a a a +≈，02≠a 。
数相加或减时，其运算结果的精度不会比原始数据的任何一个精度高． 对于两个数作相减运算时，由于其相对误差界：21212121a a e e a a e a a a a -+≈-±。
如果1x 和2x 是两个十分接近的数，即1a 和2a 两个数十分接近，上式表明计算的相对误差会很大，导致计算值21a a -的有效数字的位数将会很少。
对于两个数作相除运算时，由于其相对误差界：22211121a e a e a e a a a a +≈。
从关系式中可以看出，如果2x 很小，即2a 很小，计算值21a a 的误差可能很大。
5）．数值稳定性的概念、设计算法时的一些基本原则⑴ 算法的数值稳定性：一个算法在计算过程中其舍入误差不增长称为数值稳定。
反之，成为数值不稳定。
不稳定的算法是不能使用的。
⑵ 在实际计算中应尽量避免出现两个相近的数相减。
⑶ 在实际计算中应尽力避免绝对值极小数作除数。
⑷ 注意简化运算步骤，尽量减少运算次数。
⑸ 多个数相加，应把绝对值小的数相加后，再依次与绝对值大的数相加。
2．向量和矩阵范数把任何一个向量或矩阵与一个非负实数联系起来，在某种意义下，这个实数提供了向量和矩阵的大小的度量。
对于每一个范数，相应地有一类矩阵函数，其中每一个函数都可以看作矩阵大小的一种度量。
范数的主要的应用：一、研究这些矩阵和向量的误差估计。
二、研究矩阵和向量的序列以及级数的收敛准则。
1）向量范数定义 存在nR （n 维实向量空间）上的一个非负实值函数，记为x x f =)(，若该函数满足以下三个条件：即对任意向量x 和y 以及任意常数R ∈α（实数域）（1）非负性 0≥x ，并且0=x 的充分必要条件为0=x ; （2）齐次性x x αα=；（3）三角不等式y x y x +≤+． 则称函数⋅为nR 上的一个向量范数．常用三种的向量范数设任意ｎ维向量T n x x x ),,,(21 =x ，（Tx 为向量x 的转置），∑==ni i x 11x ， 向量的1-范数()21,21122x x x x x x =⋅=⎪⎭⎫⎝⎛=∑=T n i i ， 向量的2-范数i ni x x≤≤∞=1max ， 向量的∞-范数一般情况下，对给定的任意一种向量范数⋅，其加权的范数可以表为x x W W =，其中W 为对角矩阵，其对角元作为它的每一个分量的权系数。