計(jì)算機(jī)教育中三道題的討論

喬海寧

（烏魯木齊市58中 830019）

1 試題1

“外存既是輸入設(shè)備，又是輸出設(shè)備。（ ）”。

教材答案是“√”，搜索互聯(lián)網(wǎng)，答案多是“√”，也有質(zhì)疑的。

首先，什么是外存？

“馮.諾依曼結(jié)構(gòu)”中，計(jì)算機(jī)由CPU（運(yùn)算器、控制器）、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備組成。

大多數(shù)PC，符合這個(gè)結(jié)構(gòu)。采用Intel公司CPU構(gòu)架的PC，見（圖1）。

圖1

依上圖從邏輯上看，一些存儲(chǔ)器直接和CPU相連，CPU可以直接訪問，這種存儲(chǔ)器被稱為內(nèi)存。內(nèi)存訪問速度快，制造成本高，掉電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失。

另一些存儲(chǔ)設(shè)備沒有與CPU直接相連，CPU不能直接訪問，通過一定的接口電路才能訪問其中的數(shù)據(jù)和程序，這種存儲(chǔ)器被稱為外存。外存是輔助存儲(chǔ)器，成本低。

外存總和某個(gè)外部設(shè)備（如磁盤、磁帶機(jī)、光盤、U盤）相關(guān)，被稱為外存系統(tǒng)。CPU要使用存放在外存上的信息時(shí)，必須通過輸入輸出接口電路將信息先傳送到內(nèi)存中。 外存中的數(shù)據(jù)不會(huì)因掉電而消失，但訪問速度慢。[1]

外存系統(tǒng)有：磁帶機(jī)（已淘汰）、軟盤存儲(chǔ)器（軟盤及軟盤驅(qū)動(dòng)器，已停用）、硬盤存儲(chǔ)器、光盤存儲(chǔ)器（光盤及光盤驅(qū)動(dòng)器。有CD-ROM盤及光盤驅(qū)動(dòng)器、CD-RW盤及光盤驅(qū)動(dòng)器、DVD-ROM盤及光盤驅(qū)動(dòng)器、DVD-RW盤及光盤驅(qū)動(dòng)器，藍(lán)光DVD盤及光盤驅(qū)動(dòng)器等）、電可擦寫半導(dǎo)體存儲(chǔ)器（U盤、SD、CF卡等）等。

再說說輸入輸出設(shè)備。

輸入設(shè)備：是將外部信息（文字、聲音、圖像及各種信號(hào)）送入計(jì)算機(jī)的設(shè)備。有鍵盤、鼠標(biāo)、光筆、掃描儀、DC、觸摸屏等。[2]

輸出設(shè)備：是將計(jì)算機(jī)處理信息的結(jié)果轉(zhuǎn)換成人或其他設(shè)備可以識(shí)別和接受的形式并輸送出來的設(shè)備。如顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、電腦音箱等。[3]

從定義可看出，軟盤、硬盤、電可擦寫半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、光盤存儲(chǔ)器中CD-RW，DVD-RW可從計(jì)算機(jī)中接受數(shù)據(jù)，是輸出設(shè)備；它們中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)又可被讀出，輸入計(jì)算機(jī)，他們又是輸入設(shè)備。它們既是輸出設(shè)備，又是輸入設(shè)備。

但光盤存儲(chǔ)器中的只讀光盤存儲(chǔ)器（CD-ROM、DVD-ROM、藍(lán)光DVD），計(jì)算機(jī)只能讀取他們上的數(shù)據(jù)，是輸入設(shè)備；而他們不能接受計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)據(jù)，不能做輸出設(shè)備。

正解：“外存既是輸入設(shè)備，又是輸出設(shè)備。（×）”。

2 試題2

“清空“回收站”后，被刪除的文件仍有辦法恢復(fù)。（×）”

類似題還如：“U盤中數(shù)據(jù)被刪除后，就不能被恢復(fù)（√ ）”

題后（ ）中是教材給的答案。

這兩題其實(shí)在考一個(gè)問題：外存中的文件被刪除后，能不能恢復(fù)？

要解答這類題，就要說到文件系統(tǒng)。以MS的FAT文件系統(tǒng)說明一下，其他文件系統(tǒng)類似。

FAT文件系統(tǒng)將硬盤的邏輯盤存儲(chǔ)空間分為四部分，依次是引導(dǎo)區(qū)、文件分配表區(qū)（FAT區(qū)）、根目錄區(qū)域、數(shù)據(jù)區(qū)。其中FAT表區(qū)中有兩份文件分配表和指示簇如何存儲(chǔ)。根目錄區(qū)域存儲(chǔ)了文件與目錄的信息。如文件名，大小，屬性等。數(shù)據(jù)區(qū)中存文件或目錄具體的內(nèi)容數(shù)據(jù)。

當(dāng)系統(tǒng)刪除一個(gè)文件時(shí)，僅是在根目錄區(qū)域、數(shù)據(jù)區(qū)做了一些修改，如將根目錄區(qū)域中文件名首字節(jié)改為E5H，在FAT表中將簇存儲(chǔ)地址置零，并沒有將此文件對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)徹底刪除，僅是文件占用的空間在系統(tǒng)中被顯示為釋放。而且，當(dāng)你下次往硬盤上存儲(chǔ)文件時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)優(yōu)先考慮真正的空白區(qū)，僅這些區(qū)域被用完后，才會(huì)覆蓋上述被刪文件實(shí)際占有的空間。

系統(tǒng)分區(qū)時(shí)，也只是重建了分區(qū)表；而格式化時(shí)，是重建了FAT表，數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)依然存在。

所以文件刪除，甚至硬盤格式化、分區(qū)后，只要及時(shí)搶救，原數(shù)據(jù)沒有被覆蓋掉，是完全可能被恢復(fù)的。EasyRecovery或FinalData等軟件就是利用以上原理恢復(fù)被刪除的文件。

正解是：

1.“清空“回收站”后，被刪除的文件仍有辦法恢復(fù)。（√）”

2.“U盤中數(shù)據(jù)被刪除后，就不能被恢復(fù)（×）”

3 試題3

多選題：計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制是因?yàn)椋?）。

A.容易實(shí)現(xiàn) B.節(jié)省存儲(chǔ)空間 C.抗干擾性強(qiáng) D.便于運(yùn)算、處理

有判斷題:二進(jìn)制可以節(jié)省存儲(chǔ)空間（ ）。

這類題很多人都答錯(cuò)。

二進(jìn)制就是逢二進(jìn)一的數(shù)制，數(shù)用0和1兩個(gè)符號(hào)描述。還有八、十、十六進(jìn)制等。

計(jì)算機(jī)為何要使用二進(jìn)制？

1.技術(shù)容易實(shí)現(xiàn)。

2.便于簡(jiǎn)化運(yùn)算規(guī)則。

3.適合邏輯運(yùn)算，易于數(shù)據(jù)處理。

4.易于轉(zhuǎn)換。

5.抗干擾性強(qiáng)，可靠性高，易于糾錯(cuò)。

用二進(jìn)制是否可省存儲(chǔ)空間呢？

為了研究此問題，先做個(gè)假設(shè)：某存儲(chǔ)單元M，既可存儲(chǔ)二進(jìn)制的一個(gè)位（0或1），也可存儲(chǔ)十進(jìn)制的一個(gè)位（0，1至9中的一個(gè)）。

非負(fù)整數(shù)X，可表示為X=dyNy+ dy-1Ny-1+ dy-2Ny-2+ ……+ dkNk+ …… + d2N2+ d1N1+ d0N0

其中，N是數(shù)制值。dk是0至N-1之間的某個(gè)數(shù)，dk是N進(jìn)制數(shù)的某一位，共有y+1位。

由于dyNy是這些項(xiàng)中值最大的、決定性的，y+1又是數(shù)X表示N制后占用的位數(shù)。為了估算數(shù)X與最高權(quán)y次冪之間的關(guān)系，數(shù)X約等于dyNy，可簡(jiǎn)化設(shè)為X=dyNy，推導(dǎo)出y=logN（X / dy）=logNX- logNdy。

logNdy較小忽略，再簡(jiǎn)化估算為 y=logNX。

y=logNX中，數(shù)X表示為N進(jìn)制的數(shù)，有y+1位，所以占用y+1個(gè)存儲(chǔ)單元M。依此，數(shù)X，表示為二進(jìn)制的數(shù)，有y+1位，占用y+1個(gè)存儲(chǔ)單元M，y= log2X= lb X，即y= lbX ①。數(shù)X，表示為十進(jìn)制的數(shù)，占用y+1個(gè)存儲(chǔ)單元M，y=log10X= lg X，即y= lg X ②。

根據(jù)①、②這兩個(gè)函數(shù)，我繪圖（見圖2）。

圖2

圖2可看出，隨數(shù)X的增大，y值也增大，y+1值也自然增大，其占用的存儲(chǔ)單元M也增大。

但表示為二進(jìn)制比表示為十進(jìn)制的曲線要增長(zhǎng)的快的多，即表示為二進(jìn)制需要更多的存儲(chǔ)空間。

這就是數(shù)字化后，數(shù)據(jù)量產(chǎn)生“爆炸”、海量膨脹的原因之一。也是多媒體數(shù)據(jù)一般要壓縮的原因，如mp3、jpg、mepg2/4、rar、zip等文件就是為了便于存儲(chǔ)、傳輸而創(chuàng)制出的數(shù)據(jù)壓縮格式。

畢竟是假設(shè)，實(shí)際中沒有某個(gè)存儲(chǔ)器M，一個(gè)單元既可以存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制一位，也可以存儲(chǔ)十進(jìn)制的一位，此假設(shè)不存在。實(shí)際上，十進(jìn)制多用來表示模擬數(shù)據(jù)，二進(jìn)制是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

綜上所述，正解：

1.計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制是因?yàn)椋ˋ、 C、 D ）

A.容易實(shí)現(xiàn) B.節(jié)省存儲(chǔ)空間 C.抗干擾性強(qiáng) D.便于運(yùn)算

2.二進(jìn)制可以節(jié)省存儲(chǔ)空間（×）。本題在更高層次討論，沒有意義。

［1]圖1引用自泡泡網(wǎng)（www.pcpop.com）

［2][1],[2],[3]段摘自 ：ISBN 7-110-03872-6/TP-76 《個(gè)人電腦的接口技術(shù)與外圍設(shè)備》科學(xué)普及出版社 王克義等編著1994.11。