計算機教育中三道題的討論

喬海寧

（烏魯木齊市58中 830019）

1 試題1

“外存既是輸入設備，又是輸出設備。（ ）”。

教材答案是“√”，搜索互聯網，答案多是“√”，也有質疑的。

首先，什么是外存？

“馮.諾依曼結構”中，計算機由CPU（運算器、控制器）、存儲器、輸入和輸出設備組成。

大多數PC，符合這個結構。采用Intel公司CPU構架的PC，見（圖1）。

圖1

依上圖從邏輯上看，一些存儲器直接和CPU相連，CPU可以直接訪問，這種存儲器被稱為內存。內存訪問速度快，制造成本高，掉電后數據會丟失。

另一些存儲設備沒有與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據和程序，這種存儲器被稱為外存。外存是輔助存儲器，成本低。

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

外存系統有：磁帶機（已淘汰）、軟盤存儲器（軟盤及軟盤驅動器，已停用）、硬盤存儲器、光盤存儲器（光盤及光盤驅動器。有CD-ROM盤及光盤驅動器、CD-RW盤及光盤驅動器、DVD-ROM盤及光盤驅動器、DVD-RW盤及光盤驅動器，藍光DVD盤及光盤驅動器等）、電可擦寫半導體存儲器（U盤、SD、CF卡等）等。

再說說輸入輸出設備。

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

輸出設備：是將計算機處理信息的結果轉換成人或其他設備可以識別和接受的形式并輸送出來的設備。如顯示器、打印機、繪圖儀、電腦音箱等。[3]

從定義可看出，軟盤、硬盤、電可擦寫半導體存儲器、光盤存儲器中CD-RW，DVD-RW可從計算機中接受數據，是輸出設備；它們中存儲的數據又可被讀出，輸入計算機，他們又是輸入設備。它們既是輸出設備，又是輸入設備。

但光盤存儲器中的只讀光盤存儲器（CD-ROM、DVD-ROM、藍光DVD），計算機只能讀取他們上的數據，是輸入設備；而他們不能接受計算機輸出的數據，不能做輸出設備。

正解：“外存既是輸入設備，又是輸出設備。（×）”。

2 試題2

“清空“回收站”后，被刪除的文件仍有辦法恢復。（×）”

類似題還如：“U盤中數據被刪除后，就不能被恢復（√ ）”

題后（ ）中是教材給的答案。

這兩題其實在考一個問題：外存中的文件被刪除后，能不能恢復？

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

FAT文件系統將硬盤的邏輯盤存儲空間分為四部分，依次是引導區、文件分配表區（FAT區）、根目錄區域、數據區。其中FAT表區中有兩份文件分配表和指示簇如何存儲。根目錄區域存儲了文件與目錄的信息。如文件名，大小，屬性等。數據區中存文件或目錄具體的內容數據。

當系統刪除一個文件時，僅是在根目錄區域、數據區做了一些修改，如將根目錄區域中文件名首字節改為E5H，在FAT表中將簇存儲地址置零，并沒有將此文件對應數據區的數據徹底刪除，僅是文件占用的空間在系統中被顯示為釋放。而且，當你下次往硬盤上存儲文件時，系統將會優先考慮真正的空白區，僅這些區域被用完后，才會覆蓋上述被刪文件實際占有的空間。

系統分區時，也只是重建了分區表；而格式化時，是重建了FAT表，數據區的數據依然存在。

所以文件刪除，甚至硬盤格式化、分區后，只要及時搶救，原數據沒有被覆蓋掉，是完全可能被恢復的。EasyRecovery或FinalData等軟件就是利用以上原理恢復被刪除的文件。

正解是：

1.“清空“回收站”后，被刪除的文件仍有辦法恢復。（√）”

2.“U盤中數據被刪除后，就不能被恢復（×）”

3 試題3

多選題：計算機采用二進制是因為（ ）。

A.容易實現 B.節省存儲空間 C.抗干擾性強 D.便于運算、處理

有判斷題:二進制可以節省存儲空間（ ）。

這類題很多人都答錯。

二進制就是逢二進一的數制，數用0和1兩個符號描述。還有八、十、十六進制等。

計算機為何要使用二進制？

1.技術容易實現。

2.便于簡化運算規則。

3.適合邏輯運算，易于數據處理。

4.易于轉換。

5.抗干擾性強，可靠性高，易于糾錯。

用二進制是否可省存儲空間呢？

為了研究此問題，先做個假設：某存儲單元M，既可存儲二進制的一個位（0或1），也可存儲十進制的一個位（0，1至9中的一個）。

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

其中，N是數制值。dk是0至N-1之間的某個數，dk是N進制數的某一位，共有y+1位。

由于dyNy是這些項中值最大的、決定性的，y+1又是數X表示N制后占用的位數。為了估算數X與最高權y次冪之間的關系，數X約等于dyNy，可簡化設為X=dyNy，推導出y=logN（X / dy）=logNX- logNdy。

logNdy較小忽略，再簡化估算為 y=logNX。

y=logNX中，數X表示為N進制的數，有y+1位，所以占用y+1個存儲單元M。依此，數X，表示為二進制的數，有y+1位，占用y+1個存儲單元M，y= log2X= lb X，即y= lbX ①。數X，表示為十進制的數，占用y+1個存儲單元M，y=log10X= lg X，即y= lg X ②。

根據①、②這兩個函數，我繪圖（見圖2）。

圖2

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

但表示為二進制比表示為十進制的曲線要增長的快的多，即表示為二進制需要更多的存儲空間。

這就是數字化后，數據量產生“爆炸”、海量膨脹的原因之一。也是多媒體數據一般要壓縮的原因，如mp3、jpg、mepg2/4、rar、zip等文件就是為了便于存儲、傳輸而創制出的數據壓縮格式。

畢竟是假設，實際中沒有某個存儲器M，一個單元既可以存儲一個二進制一位，也可以存儲十進制的一位，此假設不存在。實際上，十進制多用來表示模擬數據，二進制是數字數據。

綜上所述，正解：

1.計算機采用二進制是因為（A、 C、 D ）

A.容易實現 B.節省存儲空間 C.抗干擾性強 D.便于運算

2.二進制可以節省存儲空間（×）。本題在更高層次討論，沒有意義。

［1]圖1引用自泡泡網（www.pcpop.com）

［2][1],[2],[3]段摘自 ：ISBN 7-110-03872-6/TP-76 《個人電腦的接口技術與外圍設備》科學普及出版社 王克義等編著1994.11。