PWP模型与其他实验的比较

PWP模型与其他实验的比较,第1张

有关CaCO3在纯H2O-CO2系统中溶解的第一个可靠的实验是由Erga和Terjesen(1956)所做的。他们使用了自由漂移方法,测定了钙浓度随时间的变化。所使用的方解石颗粒大小与 Plummer等(1978)的实验相当。不同的是 Erga和Terjesen 发现了速率对搅拌的依赖关系,搅拌系数为0.22,这表明存在表面控制。图6.19概括了实验结果。它表示了不同pCO2条件下速率与[Ca2+]的关系,这种表示方法与图6.17 是相同的。Plummer等(1979)计算了该实验条件下相应的速率,前提是假定表面pCO2与溶液中的pCO2相等。图6.19中的实线是计算速率的0.5倍。这表明 Erga和Terjesen 估计的表面积高1倍,或更可能反映了混合动力学,即还有传输控制的影响。同样 Buhmann&Dreybrodt(1985),在他们的实验中,也观测到实验速率比 PWP理论(第7章)预测值低1倍。

图6.18 正反应(1)、(2)和(3)及逆反应对反应速率的贡献

图6.19 Erga&Terjesen(1956)自由漂移实验中4种CO2分压条件下的速率实验值与计算值的对比

(Plummer等,1979)

图6.20 海水中Berner&Morse(1974)的实验观测值与PWP方程计算值的比较

(Plummer等,1979)

不管怎样,理论计算值与实验数据有相当好的一致性,证实了PWP模型原理的正确性。然而,需要使用比例因子(通常为2倍),说明速率常数的精度有些问题。这可能是在实验中,水动力条件相当不确定所致。如果传输仍对溶解速度施加控制的话,那么可以预见从这些实验中确定的速率常数应比实际值低。从Compton&Daly(1984)所做的实验对此可以提供一些证据。他们使用旋转盘方法测定了远离平衡([Ca2+]<1×10-4mmol·cm-3)时的速率,发现速率常数(k3=2.1×10-7mmol·cm-2·s-1)比 Plummer等(1978)给出的值(1.2×10-7)大。Plummer等(1979)也对其理论预测值与 Berner&Morse(1974)获得的海水或类海水系统中方解石溶解速率(参见图6.9)进行了比较。图6.20显示了比较的结果。位于直线上的实验点等于预测值。大多数点在2倍误差范围内与预测值是一致的。

在网络最后的输出中,对于每个grid cell产生3个bounding box,每个bounding box的输出有三类参数:一个是对象的box参数,一共是四个值,即 box的中心点坐标(x,y)和box的宽和高(w,h) 一个是 置信度 ,这是个区间在[0,1]之间的值;最后一个是 一组条件类别概率 ,都是区间在[0,1]之间的值,代表概率。

假如一个图片被分割成S∗SS*SS∗S个grid cell,我们有B个anchor box,也就是说每个grid cell有B个bounding box, 每个bounding box内有4个位置参数,1个置信度,classes个类别概率,那么最终的输出维数是:S∗S∗[B∗(4+1+classes)]S*S*[B*(4 + 1 + classes)]S∗S∗[B∗(4+1+classes)]。

下面分别具体介绍这三个参数的意义。

1. anchor box

1.1 对anchor box的理解

anchor box其实就是从训练集的所有ground truth box中统计(使用k-means)出来的在训练集中最经常出现的几个box形状和尺寸。比如,在某个训练集中最常出现的box形状有扁长的、瘦高的和宽高比例差不多的正方形这三种形状。我们可以预先将这些统计上的先验(或来自人类的)经验加入到模型中,这样模型在学习的时候,瞎找的可能性就更小了些,当然就 有助于模型快速收敛 了。以前面提到的训练数据集中的ground truth box最常出现的三个形状为例,当模型在训练的时候我们可以告诉它,你要在grid cell 1附件找出的对象的形状要么是扁长的、要么是瘦高的、要么是长高比例差不多的正方形,你就不要再瞎试其他的形状了。anchor box其实就是对预测的对象范围进行约束,并加入了尺寸先验经验,从而实现多尺度学习的目的。

量化anchor box

要在模型中使用这些形状,总不能告诉模型有个形状是瘦高的,还有一个是矮胖的,我们需要量化这些形状。YOLO的做法是想办法找出分别代表这些形状的 宽和高 ,有了宽和高,尺寸比例即形状不就有了。YOLO作者的办法是使用k-means算法在训练集中所有样本的ground truth box中聚类出具有代表性形状的宽和高,作者将这种方法称作维度聚类(dimension cluster)。细心的读者可能会提出这个问题: 到底找出几个anchor box算是最佳的具有代表性的形状 。YOLO作者方法是做实验,聚类出多个数量不同anchor box组,分别应用到模型中,最终找出最优的在模型的复杂度和高召回率(high recall)之间折中的那组anchor box。作者在COCO数据集中使用了9个anchor box,我们前面提到的例子则有3个anchor box。

怎么在实际的模型中加入anchor box的先验经验呢?

最终负责预测grid cell中对象的box的最小单元是bounding box,那我们可以让一个grid cell输出(预测)多个bounding box,然后每个bounding box负责预测不同的形状不就行了?比如前面例子中的3个不同形状的anchor box,我们的一个grid cell会输出3个参数相同的bounding box,第一个bounding box负责预测的形状与anchor box 1类似的box,其他两个bounding box依次类推。 作者在YOLOv3中取消了v2之前每个grid cell只负责预测一个对象的限制,也就是说grid cell中的三个bounding box都可以预测对象,当然他们应该对应不同的ground truth 。那么如何在 训练中 确定哪个bounding box负责某个ground truth呢?方法是求出每个grid cell中每个anchor box与ground truth box的IOU(交并比),IOU最大的anchor box对应的bounding box就负责预测该ground truth,也就是对应的对象,后面还会提到负责预测的问题。

怎么告诉模型第一个bounding box负责预测的形状与anchor box 1类似,第二个bounding box负责预测的形状与anchor box 2类似?

YOLO的做法是 不让bounding box直接预测实际box的宽和高 (w,h),而是将预测的宽和高分别与anchor box的宽和高绑定,这样不管一开始bounding box输出的(w,h)是怎样的,经过转化后都是与anchor box的宽和高相关,这样经过很多次惩罚训练后,每个bounding box就知道自己该负责怎样形状的box预测了。这个 绑定的关系 是什么?就涉及到了anchor box的计算。

1.2 anchor box的计算

前提需要知道,

cxc_{x}cx​和cyc_{y}cy​的坐标是(0,0) (0,1),(0,2),(0,3)…(0,13)

(1,0),(1,1),(1,2),(1,3)…(1,13)等等

bouding box的输出应当为:txt_{x}tx​和tyt_{y}ty​以及twt_{w}tw​和tht_{h}th​

而真实的预测box应当是:bxb_{x}bx​和byb_{y}by​(中心坐标)以及bwb_{w}bw​和bhb_{h}bh​(宽高)

还有就是cxc_{x}cx​和cyc_{y}cy​的每一个都是1,也就是说,每个格子grid cell是以1为一个范围,每个grid cell的大小实际是1∗11*11∗1

刚才说的绑定的关系是什么?就是下面这个公式:

bw=awetwb_w=a_we^{t_w}bw​=aw​etw​bh=ahethb_h=a_he^{t_h}bh​=ah​eth​

其中,awa_{w}aw​和aha_{h}ah​为anchor box的宽和高,

twt_{w}tw​和tht_{h}th​为bounding box直接预测出的宽和高,

bwb_{w}bw​和bhb_{h}bh​为转换后预测的实际宽和高,

这也就是最终预测中输出的宽和高。你可能会想,这个公式这么麻烦,为什么不能用bw=aw∗twb_{w}=a_{w}*t_{w}bw​=aw​∗tw​, bh=ah∗thb_{h}=a_{h}*t_{h}bh​=ah​∗th​这样的公式,我的理解是上面的公式虽然计算起来比较麻烦,但是在误差函数求导后还带有twt_{w}tw​和tht_{h}th​参数,而且也好求导(此观点只是个人推测,需要进一步查证)。

既然提到了最终预测的宽和高公式,那我们也就 直接带出最终预测输出的box中心坐标(bx,by)(b_{x},b_{y})(bx​,by​)的计算公式 :

前面提到过box中心坐标总是落在相应的grid cell中的,所以bounding box直接预测出的txt_{x}tx​和tyt_{y}ty​也是相对grid cell来说的, 要想转换成最终输出的绝对坐标 ,需要下面的转换公式:

bx=σ(tx)+cxb_{x} = \sigma(t_{x}) + c_{x}bx​=σ(tx​)+cx​by=σ(ty)+cyb_{y} = \sigma(t_{y}) + c_{y}by​=σ(ty​)+cy​

其中,σ(tx)\sigma(t_{x})σ(tx​)为sigmoid函数,

cxc_{x}cx​和cyc_{y}cy​分别为grid cell方格左上角点相对整张图片的坐标。

这个公式tx,ty为何要sigmoid一下啊?

作者使用这样的转换公式主要是因为在训练时如果没有将txt_{x}tx​和tyt_{y}ty​压缩到(0,1)区间内的话,模型在训练前期很难收敛。

另外: 用sigmoid将txt_{x}tx​和tyt_{y}ty​压缩到[0,1]区间内,可以有效的确保目标中心处于执行预测的网格单元中,防止偏移过多 。

举个例子,我们刚刚都知道了网络不会预测边界框中心的确切坐标而是预测与预测目标的grid cell左上角相关的偏移txt_{x}tx​和tyt_{y}ty​。如13∗1313*1313∗13的feature map中,某个目标的中心点预测为(0.4,0.7)【 都小于1 】,它的cxc_{x}cx​和cyc_{y}cy​即中心落入的grid cell坐标是(6,6),则该物体的在feature map中的中心实际坐标显然是(6.4,6.7).这种情况没毛病, 但若txt_{x}tx​和tyt_{y}ty​大于1 ,比如(1.2,0.7)则该物体在feature map的的中心实际坐标是(7.2,6.7),注意这时候该物体中心在这个物体所属grid cell外面了,但(6,6)这个grid cell却检测出我们这个单元格内含有目标的中心(yolo是采取物体中心归哪个grid cell整个物体就归哪个grid celll了),这样就矛盾了,因为左上角为(6,6)的grid cell负责预测这个物体,这个物体中心必须出现在这个grid cell中而不能出现在它旁边网格中, 一旦txt_{x}tx​和tyt_{y}ty​算出来大于1就会引起矛盾,因而必须归一化。

最终可以得出实际输出的box参数公式如下,这个也是在推理时将输出转换为最终推理结果的公式:

bx=σ(tx)+cxb_{x}=\sigma(t_{x}) + c_{x}bx​=σ(tx​)+cx​by=σ(ty)+cyb_{y}=\sigma(t_{y}) + c_{y}by​=σ(ty​)+cy​bw=awetwb_{w}= a_{w}e^{t_{w}}bw​=aw​etw​bh=ahethb_{h}= a_{h}e^{t_{h}}bh​=ah​eth​

其中,

cxc_{x}cx​和cyc_{y}cy​是网格grid cell的左上角坐标是:(0,0) (0,1),(0,2),(0,3)…(0,13)

(1,0),(1,1),(1,2),(1,3)…(1,13)等等

bouding box的输出应当为:txt_{x}tx​和tyt_{y}ty​以及twt_{w}tw​和tht_{h}th​

而真实的预测box应当是:bxb_{x}bx​和byb_{y}by​以及bwb_{w}bw​和bhb_{h}bh​

bxb_{x}bx​和byb_{y}by​以及bwb_{w}bw​和bhb_{h}bh​:预测出来的box的中心坐标和宽高

下图中的pwp_wpw​实际上就是上面的awa_waw​,php_hph​实际上就是上面的aha_hah​

训练

关于box参数的转换还有一点值得一提,作者在训练中并不是将tx、ty、tw和tht_{x}、t_{y}、t_{w}和t_{h}tx​、ty​、tw​和th​转换为bx、by、bwb_{x}、b_{y}、b_{w}bx​、by​、bw​和bhb_{h}bh​后与ground truth box的对应参数 求误差 , 而是使用上述公式的逆运算将ground truth box的参数转换为 与tx、ty、twt_{x}、t_{y}、t_{w}tx​、ty​、tw​和th对应的gx、gy、gwt_{h}对应的g_{x}、g_{y}、g_{w}th​对应的gx​、gy​、gw​和ghg_{h}gh​,然后再计算误差。

也就是说,我们 训练 的输出是:tx、ty、twt_{x}、t_{y}、t_{w}tx​、ty​、tw​和tht_{h}th​,那么在计算误差时,也是利用真实框的tˆx、tˆy、tˆw\hat t_{x}、\hat t_{y}、\hat t_{w}t^x​、t^y​、t^w​和tˆh\hat t_{h}t^h​这几个值计算误差。

所以需要求解tˆx、tˆy、tˆw\hat t_{x}、\hat t_{y}、\hat t_{w}t^x​、t^y​、t^w​和tˆh\hat t_{h}t^h​:

对于上面的公式:

bx=σ(tx)+cxb_{x}=\sigma(t_{x}) + c_{x}bx​=σ(tx​)+cx​by=σ(ty)+cyb_{y}=\sigma(t_{y}) + c_{y}by​=σ(ty​)+cy​bw=awetwb_{w}= a_{w}e^{t_{w}}bw​=aw​etw​bh=ahethb_{h}= a_{h}e^{t_{h}}bh​=ah​eth​

我们可以知道其中,bx、by、bwb_{x}、b_{y}、b_{w}bx​、by​、bw​和bhb_{h}bh​实际上就是预测出来的框box的中心坐标和宽高,那么如果预测的非常准确,需要真实框的gx、gy、gwg_{x}、g_{y}、g_{w}gx​、gy​、gw​和ghg_{h}gh​坐标应当为:(gx、gy、gwg_{x}、g_{y}、g_{w}gx​、gy​、gw​和ghg_{h}gh​实际上是实际框的中心坐标和宽高)

gx=σ(tx)+cxg_{x}=\sigma(t_{x}) + c_{x}gx​=σ(tx​)+cx​gy=σ(ty)+cyg_{y}=\sigma(t_{y}) + c_{y}gy​=σ(ty​)+cy​gw=awetwg_{w}= a_{w}e^{t_{w}}gw​=aw​etw​gh=ahethg_{h}= a_{h}e^{t_{h}}gh​=ah​eth​

由此可以得到,真实框的tˆx、tˆy、tˆw\hat t_{x}、\hat t_{y}、\hat t_{w}t^x​、t^y​、t^w​和tˆh\hat t_{h}t^h​

计算中由于sigmoid函数的反函数那计算,所以并没有计算sigmoid的反函数,而是计算输出对应的sigmoid函数值。

σ(tˆx)=gx−cx\sigma(\hat t_{x}) = g_x - c_{x}σ(t^x​)=gx​−cx​σ(tˆy)=gy−cy\sigma(\hat t_{y}) = g_y - c_{y}σ(t^y​)=gy​−cy​tˆw=log(gw/aw)\hat t_{w} = \log(g_{w} / a_{w})t^w​=log(gw​/aw​)tˆh=log(gh/ah)\hat t_{h} = \log(g_{h} / a_{h})t^h​=log(gh​/ah​)

这样,我们就可以根据训练的输出σ(tx)、σ(ty)、tw\sigma(t_{x})、\sigma(t_{y})、t_{w}σ(tx​)、σ(ty​)、tw​和tht_{h}th​以及真实框的值σ(tˆx)、σ(tˆy)、tˆw\sigma(\hat t_{x})、\sigma(\hat t_{y})、\hat t_{w}σ(t^x​)、σ(t^y​)、t^w​和tˆh\hat t_{h}t^h​求出误差了。

2. 置信度(confidence)

还存在一个很关键的问题:在训练中我们挑选哪个bounding box的准则是选择预测的box与ground truth box的IOU最大的bounding box做为最优的box,但是在预测中并没有ground truth box,怎么才能挑选最优的bounding box呢?这就需要另外的参数了,那就是下面要说到的置信度。

置信度是每个bounding box输出的其中一个重要参数,作者对他的 作用定义有两重 :

一重是 :代表当前box是否有对象的概率Pr(Object)P_{r}(Object)Pr​(Object),注意,是对象,不是某个类别的对象,也就是说它用来说明当前box内只是个背景(backgroud)还是有某个物体(对象);

另一重 :表示当前的box有对象时,它自己预测的box与物体真实的box可能的IOUtruthpredIOU_{pred}^{truth}IOUpredtruth​的值,注意,这里所说的物体真实的box实际是不存在的,这只是模型表达自己框出了物体的自信程度。

以上所述,也就不难理解作者为什么将其称之为置信度了,因为不管哪重含义,都表示一种自信程度:框出的box内确实有物体的自信程度和框出的box将整个物体的所有特征都包括进来的自信程度。经过以上的解释,其实我们也就可以用数学形式表示置信度的定义了:

Cji=Pr(Object)∗IOUtruthpredC_{i}^{j} = P_{r}(Object) * IOU_{pred}^{truth}Cij​=Pr​(Object)∗IOUpredtruth​

其中,CjiC_{i}^{j}Cij​表示第i个grid cell的第j个bounding box的置信度。

那么如何训练CjiC_{i}^{j}Cij​?

训练中,Cˆji\hat C_{i}^{j}C^ij​表示真实值,Cˆji\hat C_{i}^{j}C^ij​的取值是由grid cell的bounding box有没有负责预测某个对象决定的。如果负责,那么Cˆji=1\hat C_{i}^{j}=1C^ij​=1,否则,Cˆji=0\hat C_{i}^{j}=0C^ij​=0。

下面我们来说明如何确定某个grid cell的bounding box是否负责预测该grid cell中的对象:前面在说明anchor box的时候提到每个bounding box负责预测的形状是依据与其对应的anchor box(bounding box prior)相关的,那这个anchor box与该对象的ground truth box的IOU在所有的anchor box(与一个grid cell中所有bounding box对应,COCO数据集中是9个)与ground truth box的IOU中最大,那它就负责预测这个对象,因为这个形状、尺寸最符合当前这个对象,这时Cˆji=1\hat C_{i}^{j}=1C^ij​=1,其他情况下Cˆji=0\hat C_{i}^{j}=0C^ij​=0。注意,你没有看错,就是所有anchor box与某个ground truth box的IOU最大的那个anchor box对应的bounding box负责预测该对象,与该bounding box预测的box没有关系。

3. 对象条件类别概率(conditional class probabilities)

对象条件类别概率是一组概率的数组,数组的长度为当前模型检测的类别种类数量, 它的意义是当bounding box认为当前box中有对象时,要检测的所有类别中每种类别的概率 .

其实这个和分类模型最后使用softmax函数输出的一组类别概率是类似的,只是二者存在两点不同:

YOLO的对象类别概率中没有background一项,也不需要,因为对background的预测已经交给置信度了,所以它的输出是有条件的,那就是在置信度表示当前box有对象的前提下,所以条件概率的数学形式为Pr(classi∣Object)P_{r}(class_{i}|Object)Pr​(classi​∣Object)

分类模型中最后输出之前使用softmax求出每个类别的概率,也就是说各个类别之间是互斥的,而YOLOv3算法的每个类别概率是单独用逻辑回归函数(sigmoid函数)计算得出了,所以每个类别不必是互斥的,也就是说一个对象可以被预测出多个类别。这个想法其实是有一些YOLO9000的意思的,因为YOLOv3已经有9000类似的功能,不同只是不能像9000一样,同时使用分类数据集和对象检测数据集,且类别之间的词性是有从属关系的。

侵删

《大学计算机基础》试题题库及答案一、单选题练习

1.完整的计算机系统由( C )组成。

A.运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备

B.主机和外部设备

C.硬件系统和软件系统

D.主机箱、显示器、键盘、鼠标、打印机

2.以下软件中,( D )不是 *** 作系统软件。

A.Windows xp B.unix C.linuxD.microsoft office

3.用一个字节最多能编出( D )不同的码。

A. 8个 B. 16个 C. 128个D. 256个

4.任何程序都必须加载到( C )中才能被CPU执行。

A. 磁盘 B. 硬盘C. 内存D. 外存

5.下列设备中,属于输出设备的是( A )。

A.显示器  B.键盘  C.鼠标  D.手字板

6.计算机信息计量单位中的K代表( B )。

A. 102 B. 210 C. 103 D. 28

7.RAM代表的是( C )。

A. 只读存储器 B. 高速缓存器 C. 随机存储器 D. 软盘存储器

8.组成计算机的CPU的两大部件是( A )。

A.运算器和控制器B. 控制器和寄存器 C.运算器和内存D. 控制器和内存

9.在描述信息传输中bps表示的是( D )。

A.每秒传输的字节数 B.每秒传输的指令数

C.每秒传输的字数 D.每秒传输的位数

10.微型计算机的内存容量主要指( A )的容量。

A. RAM B. ROMC. CMOS D. Cache

11.十进制数27对应的二进制数为( D )。

A.1011 B. 1100 C. 10111D. 11011

12.Windows的目录结构采用的是( A )。

A.树形结构 B.线形结构 C.层次结构D.网状结构

13.将回收站中的文件还原时,被还原的文件将回到( D )。

A.桌面上 B.“我的文档”中   C.内存中 D.被删除的位置

14.在Windows 的窗口菜单中,若某命令项后面有向右的黑三角,则表示该命令项( A )。

A.有下级子菜单 B.单击鼠标可直接执行

C.双击鼠标可直接执行 D.右击鼠标可直接执行

15.计算机的三类总线中,不包括( C )。

A.控制总线B.地址总线C.传输总线D.数据总线

16. *** 作系统按其功能关系分为系统层、管理层和( D )三个层次。

A.数据层 B.逻辑层 C.用户层 D.应用层

17.汉字的拼音输入码属于汉字的( A )。

A.外码B.内码C.ASCII码 D.标准码

18.Windows的剪贴板是用于临时存放信息的( C )。

A.一个窗口B.一个文件夹 C.一块内存区间 D.一块磁盘区间

19.对处于还原状态的Windows应用程序窗口,不能实现的 *** 作是( D )。

A.最小化   B.最大化 C.移动   D.旋转

20.在计算机上插U盘的接口通常是( D )标准接口。

A.UPS B.USPC.UBS D.USB

21.新建文档时,Word默认的字体和字号分别是( C )。

A.黑体、3号 B.楷体、4号 C.宋体、5号D.仿宋、6号

22.第一次保存Word文档时,系统将打开( B )对话框。

A.保存 B.另存为 C.新建 D.关闭

23.在Word表格中,位于第三行第四列的单元格名称是( C )。

A.3∶4 B.4∶3 C.D3 D.C4

24.Word编辑文档时,所见即所得的视图是( B )。

A.普通视图 B.页面视图 C.大纲视图 D.Web视图

25.新建的Excel工作簿中默认有( B )张工作表。

A.2B.3 C.4D.5

26.在Excel工作表的单元格中计算一组数据后出现########,这是由于( A )所致。

A.单元格显示宽度不够 B.计算数据出错 C.计算机公式出错 D.数据格式出错

27.若在Excel的同一单元格中输入的文本有两个段落,则在第一段落输完后应使用( C )键。

A.EnterB.Ctrl+Enter C.Alt+Enter D.Shift+Enter

28.用PowerPoint制作的演示文稿默认的扩展名是( B )。

A..pwp B..ppt C..ppn D..pop

29.算法的基本结构中不包括( A )。

A.逻辑结构 B.选择结构C.循环结构D.顺序结构

30.用C语言编写的程序需要用( B )程序翻译后计算机才能识别。

A.汇编 B.编译C.解释D.连接

31.可被计算机直接执行的程序由( A )语言编写的程序。

A.机器 B.汇编C.高级D.网络

32.关系数据库中的数据逻辑结构是( D )。

A.层次结构 B.树形结构C.网状结构  D.二维表格

33.用以太网形式构成的局域网,其拓扑结构为( B )。

A.环型   B.总线型 C.星型  D.树型

34.在Internet中的IP地址由( C )位二进制数组成。

A.8  B.16 C.32 D.64

35.在IE地址栏输入的“ http://www.cqu.edu.cn/”中,http代表的是( A )。

A.协议 B.主机C.地址  D.资源

36.在Internet上用于收发电子邮件的协议是( C )。

A.TCP/IP  B.IPX/SPXC.POP3/SMTP D.NetBEUI

37.在Internet上广泛使用的WWW是一种( A )。

A.浏览服务模式 B.网络主机  C.网络服务器 D.网络模式

38.对同一幅照片采用以下格式存储时,占用存储空间最大的格式是( C )。

A..JPG B..TIF  C..BMP D..GIF

39.扩展名为.MOV的文件通常是一个( B )。

A.音频文件 B.视频文件C.图片文件D.文本文件

40.从本质上讲,计算机病毒是一种( C )。

A.细菌  B.文本C.程序  D.微生物

二、选择题(答案回复可见)

1、世界上第一台电子计算机诞生于

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、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的结构理论基础

5、一个完整的计算机系统应包括

A 系统硬件和系统软件

B 硬件系统和软件系统

C 主机和外部设备

D 主机、键盘、显示器和辅助存储器

6、微型计算机硬件系统的性能主要取决于

A 微处理器 B 内存储器 C 显示适配卡 D 硬磁盘存储器

7、微处理器处理的数据基本单位为字。一个字的长度通常是

A 16个二进制位 B 32个二进制位 C 64个二进制位 D 与微处理器芯片的型号有关

8、计算机字长取决于哪种总线的宽度

A 控制总线 B 数据总线 C 地址总线 D 通信总线

9、“Pentium Ⅱ350”和“Pentium Ⅲ450”中的“350”和“450”的含义是

A 最大内存容量 B 最大运算速度 C 最大运算精度 D CPU的时钟频率

10、微型计算机中,运算器的主要功能是进行

A 逻辑运算 B 算术运算 C 算术运算和逻辑运算 D 复杂方程的求解

11、下列存储器中,存取速度最快的是

A 软磁盘存储器 B 硬磁盘存储器 C 光盘存储器 D 内存储器

12、下列打印机中,打印效果最佳的一种是

A 点阵打印机 B 激光打印机 C 热敏打印机 D 喷墨打印机

13、下列因素中,对微型计算机工作影响最小的是

A 温度 B 湿度 C 磁场 D 噪声

14、CPU不能直接访问的存储器是

A ROM B RAM C Cache D CD-ROM

15、微型计算机中,控制器的基本功能是

A 存储各种控制信息

B 传输各种控制信号

C 产生各种控制信息

D 控制系统各部件正确地执行程序

16、下列四条叙述中,属RAM特点的是

A 可随机读写数据,且断电后数据不会丢失

B 可随机读写数据,断电后数据将全部丢失

C 只能顺序读写数据,断电后数据将部分丢失

D 只能顺序读写数据,且断电后数据将全部丢失

17、在微型计算机中,运算器和控制器合称为

A 逻辑部件 B 算术运算部件 C 微处理器 D 算术和逻辑部件

18、在微型计算机中,ROM是

A 顺序读写存储器 B 随机读写存储器 C 只读存储器 D 高速缓冲存储器

19、计算机网络最突出的优势是

A 信息流通 B 数据传送 C 资源共享 D 降低费用

20、E-mail是指

A 利用计算机网络及时地向特定对象传送文字、声音、图像或图形的一种通信方式

B 电报、电话、电传等通信方式

C 无线和有线的总称

D 报文的传送

21、你认为最能准确反映计算机主要功能的是

A 计算机可以代替人的脑力劳动

B 计算机可以存储大量信息

C 计算机是一种信息处理机

D 计算机可以实现高速度的运算

22、计算机内部信息的表示及存储往往采用二进制形式,采用这种形式的最主要原因是

A 计算方式简单 B 表示形式单一 C 避免与十进制相混淆 D 与逻辑电路硬件相适应

23、目前计算机的应用领域可大致分为三个方面,指出下列答案中正确的是

A 计算机辅助教学 专家系统 人工智能

B 工程计算 数据结构 文字处理

C 实时控制 科学计算 数据处理

D 数值处理 人工智能 *** 作系统

24、下列设备中,属于输出设备的是

A 扫描仪 B 显示器 C 触摸屏 D 光笔

25、下列设备中,属于输人设备的是

A 声音合成器 B 激光打印机 C 光笔 D 显示器

答案

1-5 BDADB 6-10 ADBDC 11-15 DBDDD

16-2 0BCCCA 21-25 CDCBC26-30 DBCAC

31-35 CBDDA 36-40 BABCC41-45 DDCAD

46-47 BD

三、正误判断题

1.计算机软件系统分为系统软件和应用软件两大部分( √ )。

2.三位二进制数对应一位八进制数( √ )。

3.一个正数的反码与其原码相同( √ )。

4.USB接口只能连接U盘( × )。

5.Windows 中,文件夹的命名不能带扩展名( × )。

6.将Windows应用程序窗口最小化后,该程序将立即关闭( × )。

7.用Word 2003编辑文档时,插入的图片默认为嵌入版式( √ )。

8.WPS是一种办公自动化软件( √ )。

9.PowerPoint中的一张幻灯片必须对应一个演示文件( × )。

10.Excel工作表的顺序可以人为改变( √ )。

11.汇编程序就是用多种语言混合编写的程序( × )。

12.将一组表格数据填入一张Excel工作表就构成了一个数据库( × )。

13.Windows的任务栏只能放在桌面的下部( × )。

14.FrontPage是制作网页的软件( √ )。

15.Internet中的FTP是用于文件传输的协议( √ )。

16.Windows中的文件夹实际代表的是外存储介质上的一个存储区域( √ )。

17.多媒体计算机中的扫描仪属于感觉媒体( × )。

18.路由器是网络中专门用来寻找路径的一种网络服务器( × )。

19.计算机中安装防火墙软件后就可以防止计算机着火( × )。

20.只要是网上提供的音乐,都可以随便下载使用( × )。

四、填空题

1.计算机的指令由( *** 作码 )和 *** 作数或地址码组成。

2.十六进制数3D8用十进制数表示为( 984 )。

3.微型计算机的主机由控制器、运算器和( 内存 )构成。

4.Windows XP桌面上的( 回收站 )图标不能删除。

5.在Word中编辑页眉和页脚的命令在( 视图 )菜单中。

6.Excel工具栏上的Σ按钮功能是( 求和 )。

7.PowerPoint普通试图中的三个工作区域是:大纲区、幻灯片区和( 备注区 )。

8.LAN、MAN和WAN分别代表的是局域网、城域网和( 广域网 )。

9.( 触摸屏 )是安装在计算机显示器或任何监视器表面的一种输入设备。

10.通常人们把计算机信息系统的非法入侵者称为( 黑客 )。

五 简答题

1. 计算机发展史中计算机诞生时间的三个第一

世界上发明的第一台电子计算机ENIAC,1946.2 美国

世界上第一台按存储程序控制功能设计的计算机EDVAC,1946~1950,美国

世界上第一台投入运行的实现存储程序控制功能的计算机EDSAC,1947~1949.5,英国

2. 计算机发展的四个阶段和计算机时代的开始

⑴计算机发展的分代按照不同的标准有不同的分法。

通常是按计算机中硬件所采用的电子逻辑器件划分成电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模超大规模集成电路四个阶段;

也有一种观点把计算机的发展大致分为四个时期,即大型机时期、小型机时期、PC时期(或客户/服务器、PC/服务器)时期和Internet(或以网络为中心)时期。

⑵通常 所说的“计算机时代”从何时开始?

认为1951年,世界上第一台商品化批量生产的计算机UNIVAC-I的投产,计算机从此从实验室走向社会,由单纯为军事服务进入为社会公众服务,被认为是计算机时代的真正开始。

3. 计算机的特点

从计算机的特点理解计算机的定义,要清楚计算机的实质是一种信息处理机 。

计算机是一种能够输入信息,存储信息,并按照人们的意志(这些意志就是程序)对信息进行加工处理,最后输出人们所需要信息的自动执行的电子装置。

计算机的特点:处理速度快、处理精度高、可存储、可进行逻辑判断、可靠性高、通用性强。

4. 计算机的主要性能指标

主频、字长、存储容量、存取周期、运行速度。

运算速度是个综合性的指标,MIPS的含义。

影响运算速度的因素,主要是主频和存取周期,字长和存储容量也有影响。

正确理解 “字长 ”的概念。

5. 计算机的主要应用领域

科学计算

信息处理

过程控制

辅助系统

通信

6. 计算机中为什么要采用二进制及二进制的基本运算规则

计算机中采用二进制是由计算机所使用的逻辑器件所决定。这种逻辑器件是具有两种状态的电路(触发器)。好处是:

运算简单

实现方便

成本低

要清楚逻辑运算和算术运算规则的不同。

7. 二进制数据与十进制、八进制、十六进制数据之间的转换

要求:这几种进位计数制的数据,一定要会互相转换。

清楚各种数制的表示。如:1010BH是什么进制的数?是十六进制数,不要答成二进制数。

8. 计算机中字符数据的表示方式

字符数据主要指西文的ASCII码和汉字,在计算机内是用什么代码表示的。

ASCII码:是用7位二进制数表示的(或用一个字节表示,最高位为 “0 ”),这是事实上的国际标准。

汉字编码:用连续的两个字节表示,且规定最高位为 “1 ”,这是中国国家标准。

9. 存储容量和地址

存储容量是存储部件存储单元的总和;

地址是存储单元的编号。

要求:

知道地址线,会求寻址空间

知道存储容量和起始地址,会求末地址

难点:

地址总线,地址信号

寻址、寻址空间

存储容量和地址信号的关系

10. 存储程序和程序控制原理

1945年,冯·诺依曼提出的,是现代计算机的理论基础。现代计算机已经发展到第四代,但仍遵循着这个原理。

存储程序和程序控制原理的要点是,程序输入到计算机中,存储在内存储器中(存储原理),在运行时,控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令(按地址顺序访问指令),然后分析指令,执行指令的功能,遇到转移指令时,则转移到转移地址,再按地址顺序访问指令(程序控制)。

11.指令和程序

指令是包含有 *** 作码和地址码的一串二进制代码。其中 *** 作码规定了 *** 作的性质(什么样的 *** 作),地址码表示了 *** 作数和 *** 作结果的存放地址。

程序是为解决某一问题而设计的一系列排列有序的指令或语句(程序设计语言的语句实质包含了一系列指令)的集合。

12. 计算机硬件的组成及各组成部分的功能

要理解以存储器为中心的计算机组成原理图

运算器:对信息和数据进行运算和加工处理,运算包括算术运算和逻辑运算。

控制器:实现计算机本身处理过程的自动化,指挥计算机各部件按照指令功能的要求进行所需要的 *** 作。

存储器:存储程序和数据。

输入部件:输入程序和数据。

输出部件:输出计算机的处理结果。

13. CPU、微处理器的概念

⑴CPU:即中央处理单元,是计算机的核心部件,它包含了运算器和控制器两大部件

⑵微处理器:在微型机上使用的CPU,是利用大规模集成电路技术把运算器和控制器制作在一块集成电路中的芯片。

⑶微型计算机:以微处理器为核心,加上用大规模集成电路做成的RAM和ROM存储芯片、输入输出接口芯片等组成的计算机。

⑷计算机型号和CPU型号的关系:

Intel80286 286 微机

Intel80386 386 微机

Intel80486 486 微机

14. 构成内存储器的半导体存储部件RAM和ROM的特性

内存储器由两种半导体芯片构成。

RAM:随机存取存储器,也叫读写存储器。用来存放用户输入的程序和数据,断电后,RAM中的信息随之丢失。(为什么在输入文稿时要经常随时存盘)。

ROM:只读存储器,断电后,ROM中的信息保持不变,用来存放固定的程序和信息。

15. 内存和外存的区别

内存和外存本质的区别是能否被中央处理器(CPU)直接访问。CPU不能直接执行外存中的程序,处理外存中的数据。

两者的主要区别是:

从原理上讲位置不同,主机内还是主机外

构成材料不同,半导体还是磁介质(光介质)

存储容量不同,内存小,外存大。

价格不同:价格/每存储单元内存高,外存低

存取速度不同:内存高,外存低。

16. 显示系统的组成和性能指标

显示系统包括显示器和显示适配器(显示卡)两部分,它的性能也由这两部分的性能决定。

①像素:即光点

②点距:像素光点圆心之间的距离,单位mm。点距越小,显示质量就越好。目前,CRT显示器光点点距有0.28、0.31和0.39等。

③分辨率:

④显示存储器:也叫显示内存、显存,在显示卡上,显存容量大,显示质量高,特别是对图像。

17. 打印机的分类

⑴击打式打印机:利用机械原理由打印头通过色带把字体或图形打印在打印纸上。

点阵针式打印机(例如EPSON LQ-1600K)

⑵非击打式印字机:利用光、电、磁、喷墨等物理和化学的方法把字印出来。主要有激光打印机和喷墨打印机。

喷墨打印机

激光打印机:激光打印机是激光扫描技术和电子照相技术相结合的产物。是页式打式打印机,它具有很好的印刷质量和打印速度。

18. 微机硬件系统的基本配置

微机系统的基本结构包括系统单元主机箱、显示器、键盘和打印机。

⑴系统单元主机箱

系统主板:内含CPU、内存储器、接口电路、总线和扩展槽;

外存储器:软盘驱动器、硬盘驱动器和光盘驱动器CD-ROM

开关电源几其它附件

⑵显示系统

⑶键盘和鼠标

⑷打印机

19. 软件的含义和分类

⑴计算机软件的含义

计算机软件:是指能指挥计算机工作的程序与程序运行时所需要的数据,以及与这些程序和数据有关的文字说明和图表资料,其中文字说明和图表资料又称文档。

裸机的概念:不装备任何软件的计算机称为硬件计算机或裸机。

计算机硬件与软件的关系:计算机软件随硬件技术的迅速发展而发展,软件的不断发展与完善,又促进了硬件的新发展。实际上计算机某些硬件的功能可以由软件来实现,而某些软件的功能也可以由硬件来实现。

⑵系统软件:系统软件是计算机系统必备的软件,主要功能是管理、监控和维护计算机资源(包括硬件和软件),以及开发应用软件。包括四个方面的软件:

*** 作系统

各种语言处理程序

系统支持和服务程序

数据库管理系统

⑶应用软件

应用软件是为解决计算机各类应用问题而编制的软件系统,它具有很强的实用性。应用软件是由系统软件开发的,可分为

用户程序:用户程序是用户为了解决自己特定的具体问题而开发的软件,在系统软件和应用软件包的支持下进行开发。

应用软件包:应用软件包是为实现某种特殊功能或特殊计算,经过精心设计的独立软件系统,是一套满足同类应用的许多用户需要的软件。

20. 程序设计语言的种类

机器语言:就是二进制语言,是计算机唯一能直接识别、直接执行的计算机语言,因不同的计算机指令系统不同,所以机器语言程序没有通用性。

汇编语言:汇编语言是机器语言的进化,它和机器语言基本上是一一对应的,但在表示方法上用一种助记符表示。

汇编语言和机器语言都是面向机器的程序设计语言,一般称为低级语言。

高级语言

21. 键盘和鼠标的作用

s键盘的作用:输入程序和数据

s熟练掌握各种符号键的使用及常用控制键的功能(CapsLock、Esc、Shift、Alt、Ctrl、PrintScreen、NumLock等的作用)。

s鼠标的功能:鼠标是微机图形 *** 作环境下常用的一种计算机命令输入装置。按照一般人的右手使用习惯,左键是正常选择和拖动,右键则用于显示环境菜单和特殊拖动。

是否可以解决您的问题?


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