hw2計(jì)算機(jī)科學(xué)與導(dǎo)論思想與方法

1、2.1 為什么說(shuō)科學(xué)研究是從問(wèn)題開(kāi)始的？答：科學(xué)研究從問(wèn)題開(kāi)始，或者說(shuō)科學(xué)始于問(wèn)題而非觀察；盡管通過(guò)觀察可以引出問(wèn)題，但在觀察時(shí)必定帶有問(wèn)題，帶有預(yù)期的設(shè)想，漫無(wú)目的的觀察是不存在的。2.2 歐拉是如何對(duì)“哥尼斯堡七橋問(wèn)題”進(jìn)行抽象的？答：為了解決哥德斯堡七橋問(wèn)題，歐拉用4個(gè)點(diǎn)代表4個(gè)城區(qū)，用關(guān)于這4個(gè)點(diǎn)的7條線表示4個(gè)城區(qū)之間的7座橋，從而得到一個(gè)含有4個(gè)點(diǎn)和7條線的無(wú)向圖。這樣做是基于該問(wèn)題本質(zhì)考慮的，它抽象出問(wèn)題最本質(zhì)的東西，忽視問(wèn)題非本質(zhì)的東西（如橋的長(zhǎng)度、寬度等）。最終將哥尼斯堡七橋問(wèn)題抽象為一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題，即經(jīng)過(guò)圖中每邊一次且僅一次的回路問(wèn)題。歐拉在論文中論證了這樣的回路是不存在的，

2、后來(lái)，人們把有這樣回路的圖稱為歐拉圖。2.3 簡(jiǎn)述“歐拉回路”與“哈密爾頓回路”的區(qū)別。答：“哈密爾頓回路問(wèn)題”是訪問(wèn)除原出發(fā)結(jié)點(diǎn)以外的每個(gè)結(jié)點(diǎn)一次且僅一次并回到出發(fā)點(diǎn)，而“歐拉回路問(wèn)題”是訪問(wèn)每條邊一次且僅一次并回到出發(fā)點(diǎn)。對(duì)任一給定的圖是否存在“歐拉回路”前面已給出充分必要條件，而對(duì)任一給定的圖是否存在“哈密爾頓回路”至今仍未找到滿足該問(wèn)題的充分必要條件。2.4 判斷下列圖中，哪個(gè)存在歐拉路徑，哪個(gè)存在歐拉回路。 答：a、b、c、d都存在歐拉路徑，a存在歐拉回路。2.5 判斷下列圖中，哪個(gè)存在哈密爾頓回路答：b存在哈密爾頓回路。2.6賽納河流經(jīng)巴黎的這一段河中有兩個(gè)島，河岸與島間架設(shè)了15

3、座橋。如下圖所示。問(wèn)：（l）能否從某地出發(fā)，經(jīng)過(guò)這15座橋各一次后再回到出發(fā)點(diǎn)？（2）若不要求回到出發(fā)點(diǎn)，能否在一次散步中，穿過(guò)所有的橋各一次？若可以，請(qǐng)把路徑寫(xiě)出。答：（1）不能 （2）可以，從C或D出發(fā)都能找到這樣的路徑。例如：CACACBCBADADADBD2.7 以“梵天塔問(wèn)題”為例，說(shuō)明理論上可行的計(jì)算問(wèn)題實(shí)際上并不一定能行。答：對(duì)于許多問(wèn)題，我們可以找到相應(yīng)的算法，從而證明該問(wèn)題在理論上是可計(jì)算的。例如，對(duì)于“梵天塔問(wèn)題”，可以基于遞歸方法給出相應(yīng)的求解算法。但是，由于該問(wèn)題的復(fù)雜度過(guò)高，又使得實(shí)際上是不可行的。例如，對(duì)于“梵天塔問(wèn)題”， 當(dāng)盤(pán)子個(gè)數(shù)為64時(shí)，需要移動(dòng)盤(pán)子的次數(shù)為2

4、64，如果每秒移動(dòng)一次，也需要花費(fèi)大約5849億年的時(shí)間；假定計(jì)算機(jī)以每秒1000萬(wàn)個(gè)盤(pán)子的速度進(jìn)行搬遷，則需要花費(fèi)大約58490年的時(shí)間。2.8什么是順序程序？什么是并行程序？答：略。2.9 什么是NP類問(wèn)題？請(qǐng)舉例說(shuō)明。答：在計(jì)算復(fù)雜性理論中，將所有可以在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)求解的問(wèn)題稱為P類問(wèn)題，而將所有在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)可以驗(yàn)證的問(wèn)題稱為NP類問(wèn)題。例如“證比求易算法”。2.10 簡(jiǎn)述阿姆達(dá)爾定律。答：設(shè)f為求解某個(gè)問(wèn)題的計(jì)算存在的必須串行執(zhí)行的操作占整個(gè)計(jì)算的百分比，p為處理器的數(shù)目，Sp為并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最大的加速能力（單位：倍），則設(shè)f=1%，p¥，則Sp=100。這說(shuō)明在并行計(jì)算機(jī)

5、系統(tǒng)中即使有無(wú)窮多個(gè)處理器，若串行執(zhí)行操作占全部操作的1%，則其解題速度與單處理器的計(jì)算機(jī)相比最多也只能提高100倍。因此，對(duì)難解性問(wèn)題而言，單純地提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的速度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，而降低算法復(fù)雜度的數(shù)量級(jí)才是最關(guān)鍵的問(wèn)題。2.11* 對(duì)于本質(zhì)上可以進(jìn)行并行計(jì)算的特定問(wèn)題（如Google的搜索引擎，其計(jì)算本質(zhì)上是并行的，該引擎可以在不同的處理器上運(yùn)行不同的查詢），阿姆達(dá)爾定律對(duì)這類問(wèn)題適用嗎？答：適用。2.12 簡(jiǎn)述停機(jī)問(wèn)題。答：停機(jī)問(wèn)題是指：針對(duì)任意給定的圖靈機(jī)和輸入，尋找一個(gè)一般的算法（或圖靈機(jī)），用于判定給定的圖靈機(jī)在接收了初始輸入后，能否到達(dá)終止?fàn)顟B(tài)，即停機(jī)狀態(tài)。若能找到這樣的算法，我

6、們說(shuō)停機(jī)問(wèn)題可解，否則，不可解。換句話講說(shuō)，就是我們能不能找到這樣一個(gè)測(cè)試程序，它能判斷出任意的程序在接收了某個(gè)輸入并執(zhí)行后，能不能終止。若能，則停機(jī)問(wèn)題可解，否則，不可解。2.13 簡(jiǎn)述找零問(wèn)題、背包問(wèn)題與貪婪算法。答：設(shè)有不同面值的鈔票，要求用最小數(shù)量的鈔票給顧客找某數(shù)額的零錢，這就是通常說(shuō)的找零問(wèn)題。給定n種物品和一個(gè)背包，設(shè)Wi為物品i的重量，Vi為其價(jià)值，C為背包的重量容量，要求在重量容量的限制下，盡可能使裝入的物品總價(jià)最大，這就是背包問(wèn)題。貪婪算法是一種傳統(tǒng)的啟發(fā)式算法，它采用逐步構(gòu)造最優(yōu)解的方法，即在算法的每個(gè)階段，都作出在當(dāng)時(shí)看上去最好的決策，以獲得最大的“好處”，換言之，就是

7、在每一個(gè)決策過(guò)程中都要盡可能的“貪”， 直到算法中的某一步不能繼續(xù)前進(jìn)時(shí)，算法才停止。在算法的過(guò)程中，“貪”的決策一旦作出，就不可再更改，作出“貪”的決策的依據(jù)稱為貪婪準(zhǔn)則。貪婪算法是從局部的最優(yōu)考慮問(wèn)題的解決方案，具有簡(jiǎn)單快捷的優(yōu)點(diǎn)。但是，這種從局部，而不是從整體最優(yōu)上考慮問(wèn)題的算法，并不能保證求得的最后解為最優(yōu)解。2.14 簡(jiǎn)述“兩軍問(wèn)題”。答：兩軍問(wèn)題可以這樣描述：一支白軍被圍困在一個(gè)山谷中，山谷的兩側(cè)是藍(lán)軍。困在山谷中的白軍人數(shù)多于山谷兩側(cè)的任一支藍(lán)軍，而少于兩支藍(lán)軍的總和。若一支藍(lán)軍對(duì)白軍單獨(dú)發(fā)起進(jìn)攻，則必?cái)o(wú)疑；但若兩支藍(lán)軍同時(shí)發(fā)起進(jìn)攻，則可取勝。兩支藍(lán)軍希望同時(shí)發(fā)起進(jìn)攻，這樣他們

8、就要傳遞信息，以確定發(fā)起攻擊的具體時(shí)間。假設(shè)他們只能派譴士兵穿越白軍所在的山谷（惟一的通信信道）來(lái)傳遞信息，那么在穿越山谷時(shí)，士兵有可能被俘，從而造成消息的丟失。現(xiàn)在的問(wèn)題是：如何通信，以便藍(lán)軍必勝。2.15 簡(jiǎn)述互聯(lián)網(wǎng)軟件的分層結(jié)構(gòu)。答：Internet軟件有四個(gè)層次（圖2.11），即應(yīng)用層，傳輸層，網(wǎng)絡(luò)層和鏈路層，每層均有相應(yīng)的協(xié)議進(jìn)行支撐，每臺(tái)Internet上的機(jī)器都具有這樣的軟件及層次結(jié)構(gòu)。一條信息在應(yīng)用層產(chǎn)生，向下通過(guò)傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層的處理，然后通過(guò)鏈路層被傳遞。這個(gè)信息由目的地的鏈路層接收，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的逆操作，最后將信息送到應(yīng)用層。2.16 “生產(chǎn)者消費(fèi)者問(wèn)題”和“哲學(xué)家共

9、餐問(wèn)題”反映的是計(jì)算學(xué)科中的什么問(wèn)題？答：反映了計(jì)算學(xué)科中的進(jìn)程同步問(wèn)題。2.17 用圖表示程序的3種基本結(jié)構(gòu)。答：(a) 順序結(jié)構(gòu) (b) 選擇結(jié)構(gòu) (c) 循環(huán)結(jié)構(gòu)2.18 “GOTO語(yǔ)句問(wèn)題”的提出直接導(dǎo)致了計(jì)算學(xué)科哪一個(gè)分支領(lǐng)域的產(chǎn)生？答：關(guān)于“GOTO語(yǔ)句”問(wèn)題的爭(zhēng)論直接導(dǎo)致了一個(gè)新的學(xué)科分支領(lǐng)域，即程序設(shè)計(jì)方法學(xué)的產(chǎn)生。2.19 “圖靈測(cè)試”和“中文屋子”是如何從哲學(xué)的角度反映人工智能本質(zhì)特征的？答：“圖靈測(cè)試”不要求接受測(cè)試的思維機(jī)器在內(nèi)部構(gòu)造上與人腦一樣，它只是從功能的角度來(lái)判定機(jī)器是否能思維，也就是從行為主義這個(gè)角度來(lái)對(duì)“機(jī)器思維”進(jìn)行定義。盡管圖靈對(duì)“機(jī)器思維”的定義是不夠

10、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，但他關(guān)于“機(jī)器思維”定義的開(kāi)創(chuàng)性工作對(duì)后人的研究具有重要意義，因此，一些學(xué)者認(rèn)為，圖靈發(fā)表的關(guān)于“圖靈測(cè)試”的論文標(biāo)志著現(xiàn)代機(jī)器思維問(wèn)題討論的開(kāi)始。西爾勒借用語(yǔ)言學(xué)的術(shù)語(yǔ)非常形象地揭示了“中文屋子”的深刻寓意：形式化的計(jì)算機(jī)僅有語(yǔ)法，沒(méi)有語(yǔ)義。因此，他認(rèn)為，機(jī)器永遠(yuǎn)也不可能代替人腦。作為以研究語(yǔ)言哲學(xué)問(wèn)題而著稱的分析哲學(xué)家西爾勒來(lái)自語(yǔ)言學(xué)的思考，的確給人工智能涉及的哲學(xué)和心理學(xué)問(wèn)題提供了不少啟示。2.20 舉例說(shuō)明計(jì)算機(jī)中的博弈問(wèn)題。答：計(jì)算機(jī)中的博弈問(wèn)題是人工智能領(lǐng)域研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。其中最具代表性的是雙人完備博弈，如國(guó)際象棋、西洋跳棋、圍棋、中國(guó)象棋等。對(duì)于任何一種雙人完備博弈，

11、都可以用一個(gè)博弈樹(shù)（與或樹(shù)）來(lái)描述，并通過(guò)博弈樹(shù)搜索策略尋找最佳解。1997年5月，由IBM公司研制的高性能并行計(jì)算機(jī)“深藍(lán)”與國(guó)際象棋冠軍卡斯帕羅夫交戰(zhàn)，以兩勝一負(fù)三平取得了勝利。2.21 為什么說(shuō)人要在計(jì)算能力上超過(guò)計(jì)算機(jī)是不現(xiàn)實(shí)的？2.22 簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)科學(xué)各主領(lǐng)域的內(nèi)容。答：計(jì)算機(jī)科學(xué)包括離散結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、算法與復(fù)雜性、體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、人機(jī)交互、圖形學(xué)和可視化計(jì)算、智能系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、軟件工程、社會(huì)和職業(yè)問(wèn)題、科學(xué)計(jì)算等主領(lǐng)域。對(duì)各個(gè)主領(lǐng)域的內(nèi)容簡(jiǎn)述如下。離散結(jié)構(gòu)包括集合論、數(shù)理邏輯、代數(shù)系統(tǒng)、圖論和組合數(shù)學(xué)等重要內(nèi)容。程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)領(lǐng)域的知識(shí)由程序設(shè)計(jì)實(shí)

12、踐中所需要的基本技能和概念組成，該領(lǐng)域的知識(shí)單元包括了基本程序設(shè)計(jì)概念、基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法程序等。算法是計(jì)算機(jī)科學(xué)和軟件工程的基礎(chǔ)?，F(xiàn)實(shí)世界中任何軟件系統(tǒng)的性能僅依賴于兩個(gè)方面：所選擇的算法、以及在各不同層次實(shí)現(xiàn)的效率。算法研究能夠深刻理解問(wèn)題的本質(zhì)和可能的求解技術(shù)，而不依賴于具體的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、程序設(shè)計(jì)模式、計(jì)算機(jī)硬件、或其他任何與實(shí)現(xiàn)有關(guān)的內(nèi)容。計(jì)算機(jī)在計(jì)算技術(shù)中處于核心地位。作為計(jì)算專業(yè)的學(xué)生，都應(yīng)該對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能部件、功能特點(diǎn)、性能和相互作用有一定的理解，而不應(yīng)該只將計(jì)算機(jī)看作是一個(gè)執(zhí)行程序的黑盒子。操作系統(tǒng)是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件行為的抽象，程序員用它來(lái)對(duì)硬件進(jìn)行控制。操作系統(tǒng)還負(fù)責(zé)管理計(jì)

13、算機(jī)用戶間的共享資源（如文件等）。網(wǎng)絡(luò)計(jì)算包括的子領(lǐng)域有：計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的概念和協(xié)議、多媒體系統(tǒng)、Web標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)安全、移動(dòng)計(jì)算、以及分布式系統(tǒng)等。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是程序員與計(jì)算機(jī)交流的主要工具。一個(gè)程序員不僅要掌握一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，更要了解各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的不同風(fēng)格。在工作中，程序員會(huì)將使用不同風(fēng)格的語(yǔ)言，也會(huì)遇到許多不同的語(yǔ)言。為了迅速掌握一門(mén)新語(yǔ)言，程序員必須理解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的語(yǔ)義以及在不同的程序設(shè)計(jì)范式之間設(shè)計(jì)上的折中。為了理解程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)用的一面，還要求具有程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言翻譯和諸如存儲(chǔ)分配等方面的基礎(chǔ)知識(shí)。人機(jī)交互的重點(diǎn)，在于理解作為交互式對(duì)象的人的行為，知道怎樣使用以人為中心的方

14、法來(lái)開(kāi)發(fā)和評(píng)價(jià)交互式軟件系統(tǒng)。圖形學(xué)和可視化計(jì)算領(lǐng)域可以劃分成計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等4個(gè)相互關(guān)聯(lián)的領(lǐng)域。其中，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是一門(mén)以計(jì)算機(jī)產(chǎn)生，并在其上展示的圖像進(jìn)行信息交流的藝術(shù)和科學(xué)；計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的目標(biāo)是對(duì)人的視覺(jué)中心及其他認(rèn)知中心有進(jìn)一步深入的了解?？梢暬I(lǐng)域是為了確定并展示存在于（如計(jì)算和醫(yī)學(xué)科學(xué)）和比較抽象的數(shù)據(jù)集中基本的相互關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)與關(guān)系；展示的主要目標(biāo)應(yīng)當(dāng)是發(fā)掘在數(shù)據(jù)集中替在的信息，從而有助于用戶對(duì)它們的理解。虛擬現(xiàn)實(shí)是要讓?xiě)裟軌蚪?jīng)歷由計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及可能的其他感知通道產(chǎn)生的三維環(huán)境，提供一種能增進(jìn)用戶與計(jì)算機(jī)創(chuàng)建的“世界”交互作用的環(huán)境。計(jì)算機(jī)視覺(jué)的目標(biāo)是

15、推導(dǎo)從一幅或多幅二維圖像所表示的出三維圖像世界的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。智能系統(tǒng)依賴于一整套關(guān)于問(wèn)題求解、搜索算法以及機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的專門(mén)知識(shí)表示機(jī)制和推理機(jī)制。信息系統(tǒng)包括信息獲取、信息數(shù)字化、信息表示、組織、轉(zhuǎn)化和信息的表現(xiàn)；有效地訪問(wèn)和更新存儲(chǔ)信息的算法、數(shù)據(jù)建模和數(shù)據(jù)抽象以及物理文件的存儲(chǔ)技術(shù)、共享數(shù)據(jù)的信息安全、隱私性、完備性和保護(hù)。軟件工程是一門(mén)關(guān)于如何有效構(gòu)建滿足用戶需求的軟件系統(tǒng)所需的理論、知識(shí)和實(shí)踐的學(xué)科。軟件工程適應(yīng)各種軟件開(kāi)發(fā)，它包含需求分析和規(guī)格、設(shè)計(jì)、構(gòu)建、測(cè)試、運(yùn)行和維護(hù)等軟件系統(tǒng)生存周期的所有階段。軟件工程使用工程化的方法、過(guò)程、技術(shù)和度量標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)學(xué)習(xí)社會(huì)和職業(yè)問(wèn)題主領(lǐng)域的知

16、識(shí)，學(xué)生需要了解計(jì)算學(xué)科本身基本的文化、社會(huì)、法律和道德等問(wèn)題，知道這個(gè)學(xué)科的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)，同時(shí)也要了解在該學(xué)科的發(fā)展過(guò)程中起著重要作用的哲學(xué)問(wèn)題、技術(shù)問(wèn)題和美學(xué)價(jià)值觀。學(xué)生應(yīng)該有能力提出關(guān)于社會(huì)對(duì)信息技術(shù)的影響問(wèn)題，以及對(duì)這些問(wèn)題的可能答案進(jìn)行評(píng)價(jià)的能力。最后，學(xué)生需要認(rèn)識(shí)到軟/硬件銷售商和用戶的權(quán)利，還必須遵守相關(guān)的職業(yè)道德?？茖W(xué)計(jì)算領(lǐng)域提供了許多有價(jià)值的思想和技術(shù)，包括數(shù)值表示的精度、誤差分析、數(shù)值技術(shù)、建模和仿真。 2.23 *計(jì)算機(jī)科學(xué)各主領(lǐng)域包括哪些基本問(wèn)題？答：計(jì)算機(jī)科學(xué)包括離散結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、算法與復(fù)雜性、體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、人機(jī)交互、圖形學(xué)和可

17、視化計(jì)算、智能系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、軟件工程、社會(huì)和職業(yè)問(wèn)題、科學(xué)計(jì)算等主領(lǐng)域。程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)主領(lǐng)域的基本問(wèn)題包括：（1）對(duì)給定的問(wèn)題，如何進(jìn)行有效的描述并給出算法？（2）如何正確選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)？（3）如何進(jìn)行設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試和調(diào)試程序？算法與復(fù)雜性主領(lǐng)域的基本問(wèn)題包括：（1）對(duì)于給定的問(wèn)題類，最好的算法是什么？要求的存儲(chǔ)空間和計(jì)算時(shí)間有多少？空間和時(shí)間如何折衷？（2）訪問(wèn)數(shù)據(jù)的最好方法是什么？（3）算法最好和最壞的情況是什么？（4）算法的平均性能如何？（5）算法的通用性如何？體系結(jié)構(gòu)主領(lǐng)域的基本問(wèn)題包括：（1）實(shí)現(xiàn)處理器、內(nèi)存和機(jī)內(nèi)通信的方法是什么？（2）如何設(shè)計(jì)和控制大型計(jì)算系統(tǒng)，而且使其令人相信，

18、盡管存在錯(cuò)誤和失敗，但它仍然是按照我們的意圖工作的？（3）哪種類型的體系結(jié)構(gòu)能有效地包含許多在一個(gè)計(jì)算中能并行工作的處理元素？（4）如何度量性能？操作系統(tǒng)主領(lǐng)域的基本問(wèn)題包括： （1）在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操作的每一個(gè)級(jí)別上，可見(jiàn)的對(duì)象和允許進(jìn)行的操作各是什么？ （2）對(duì)于每一類資源，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效利用的最小操作集是什么？ （3）如何組織接口才能使得用戶只需與抽象的資源而非硬件的物理細(xì)節(jié)打交道？ （4）作業(yè)調(diào)度、內(nèi)存管理、通信、軟件資源訪問(wèn)、并發(fā)任務(wù)間的通信以及可靠性與安全的控制策略是什么？（5）通過(guò)少數(shù)構(gòu)造規(guī)則的重復(fù)使用進(jìn)行系統(tǒng)功能擴(kuò)展的原則是什么？網(wǎng)絡(luò)計(jì)算主領(lǐng)域的基本問(wèn)題包括：（1）網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)如

19、何進(jìn)行交換？（2）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議如何驗(yàn)證？（3）如何保證網(wǎng)絡(luò)的安全？（4）分布式計(jì)算的性能如何評(píng)價(jià)？（5）分布式計(jì)算如何組織才能夠使通過(guò)通信網(wǎng)連接在一起的自主計(jì)算機(jī)參加到一項(xiàng)計(jì)算中，而網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、主機(jī)地址、帶寬和資源則具有透明性？程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言主領(lǐng)域的基本問(wèn)題包括：（1）語(yǔ)言（數(shù)據(jù)類型、操作、控制結(jié)構(gòu)、引進(jìn)新類型和操作的機(jī)制）表示的虛擬機(jī)的可能組織結(jié)構(gòu)是什么？（2）語(yǔ)言如何定義機(jī)器？機(jī)器如何定義語(yǔ)言？（3）什么樣的表示法（語(yǔ)義）可以有效地用于描述計(jì)算機(jī)應(yīng)該做什么？人機(jī)交互主領(lǐng)域的基本問(wèn)題包括：（1）表示物體和自動(dòng)產(chǎn)生供閱覽的照片的有效方法是什么？（2）接受輸入和給出輸出的有效方法是什么？（3）怎樣才能減小產(chǎn)生誤解和由此產(chǎn)生的人為錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)？（4）圖表和其他工具怎樣才能通過(guò)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)集中的信息去理解物理現(xiàn)象？圖形學(xué)和可視化計(jì)算主領(lǐng)域的基本問(wèn)題包括：（1）如何選擇支撐圖像產(chǎn)生以及信息瀏覽的更好模型？（2）如何提取科學(xué)的（計(jì)算和醫(yī)學(xué)）和更抽象的相關(guān)數(shù)據(jù)？（3）圖像形成過(guò)程的解釋和分析方法。智能系統(tǒng)主領(lǐng)域的基本問(wèn)題包括：（1）基本的行為模型是什么？如何建造模擬它們的機(jī)器？（2）規(guī)則評(píng)估、推理、演繹和模式計(jì)算在多大程度上描述了智能？（3）通過(guò)這些方法模擬行為的機(jī)器的最終性能如何？（4）傳感數(shù)據(jù)如何編碼才使得相似的模式有相似的代碼？（5）電機(jī)編碼如何與傳感編碼相關(guān)聯(lián)？（6）學(xué)習(xí)系統(tǒng)的體