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计算机导论复习要点说明.doc
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计算机导论复习要点
一、 复习要点
1、 计算机科学的基本思路 P(11) L5
从理论研究、到模型抽象与工程设计是计算机科学的基本思路。
理论研究是基础,是连接学科科学研究与工程应用开发研究的重要环节;
模型抽象是对客观现象和规律的描述和刻划;
工程设计是对科学理论的工程化实现。
2、 计算机理论研究的四个步骤 P(11) L8
理论研究,基于计算机科学的数学基础和计算机科学理论,广泛采用数学的研究方法,包含以下四个步骤:
对研究对象的概念抽象(定义);
假设对象的基本性质和对象之间可能存在的关系(定理);
确定这些性质和关系是否正确(证明);
解释结果。
3、 模型抽象的四个步骤 P(11) L12
模型抽象,基于计算机科学的实验科学方法,广泛采用实验物理研究方法。按照对客观现象和规律的实验研究
过程,包括以下四个步骤:
确定可能世界(环境)并形成假设;
构造模型并做出预言;
设计实验并收集数据;
分析结果。
4、 工程设计的四个步骤 P(11) L16
工程设计,广泛采用工程科学的研究方法。按照为解决某一问题而构造系统或装置的过程,包括以下四个步骤:
表达要求;
给定技术条件;
设计并实现该系统或装置;
测试和分析该系统。
5、 计算机科学的学科容 P(13) L2
计算机科学的学科容是以的理工科基础科目,包括物理学(主要是电子技术科学)、基础数学(含离散数学、
线性代数等)为基础理论支撑发展起来的,理论与实践相结合的学科。按照基础理论、基本开发技术、应
用以与它们与硬件设备联系的紧密程度分成三个层次即理论基础层、专业基础层和应用层。
6、 决策系统 P(20) L1
20 世纪 60 年代初,计算机处理突破了数值计算的框框,广泛用于非数值计算。需要解决的问题:数据的存
储、加工和访问,导致了数据库理论和技术的出现。应用方向:信息管理系统(MIS)、决策系统(DDS)等。
决策系统是针对各种各样的决策问题,以决策科学理论为指导,以信息系统为基础,开发的一类能进行某
一方面自动或半自动决策,并进行相应的简单处理的系统
7、 实时系统 P(20) L9
实时系统的开发是一个重要的方向。系统在运行过程中需要对数据进行实时响应和处理。实时系统由于存
在数据通信的时间延迟引起系统的不确定性、系统调试的困难等多种因素,因此如何保证系统开发的正确
性是一个大问题。
实时系统是指这样一些系统,它们的运行与系统行为与时间有关,系统在运行过程中需要对数据进行实时
响应和处理。
8、 虚拟现实 P(21) L30
数据库技术、多媒体技术、图形学技术等的发展产生了两个新方向,即计算可视化技术与虚拟现实技术。
所谓虚拟现实(VR)是用计算机生成逼真的三维视觉、听觉、触觉等真实感觉形成的虚拟世界,集多媒体的
表现技术于一体,使用户可以在这样一种虚拟环境过与计算机的交互感受真实的世界和活动过程。
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9、 计算机的发展历史 1.1 节
MARK-1:人们一直认为艾肯制造的 MARK-1 是世界上第一台通用程序控制计算机。然而不幸的是,由于它的
运算速度很慢,而且也不能进一步提高,因此,机电计算机一诞生就注定要很快地被电子计算机所取代。
EDVAC:从 1944 年 8 月到 1945 年 6 月在·诺伊曼的带领下,计算机的设计工作获得了巨大的进展。存储程
序通用电子计算机方案——EDVAC 方案就这样问世了。EDVAC 方案规定新型计算机有 5 个组成部分: ①
计算器 CA;② 逻辑控制装置 CC;③ 存储器 M;④ 输入 I;⑤ 输出 O。同 ENIAC 相比,EDVAC 方案有两个
重大改进:①为充分发挥电子元件的高速度而采用了二进制;②提出了“存储程序”,可以自动地从一个程
序指令进到下一个程序指令,其作业顺序可以通过一种称为“条件转移”的指令而自动完成。
UNIVACI:第一台用于商业数据处理的电子计算机。
ENIAC:1946 年 2 月 15 日是人类历史上第一台现代电子计算机揭幕典礼的日子。埃尼阿克是世界上第一台
真正能运转的大型电子计算机。它同几年后研制的·诺伊曼机一起,奠定了现代计算机原型。
10、存储程序式计算机 P(33) L7
计算机中,要实现机器的自动计算,必须先根据题目的要求,编制出求解该问题的计算程序(Computational
Program),并通过输入设备将该程序存入计算机的存储器中,称为“程序存储”。
存储程序式计算机由五部分组成,它们分别是:运算器(Arithmetic Unit);控制器(Control Unit);存
储器(Memory);输入设备(Input Device);输出设备(Output Device )。
11、运算器 P(34) L8
运算器(Arithmetic Unit)是计算机对各种数据和信息进行算术和逻辑运算的部件,由各种逻辑电路组成,
它们包括寄存器、加法器、移位器、多路选择器和一些控制电路。
通用寄存器组用于存放参加运算的数据。
输入端的多路选择器用于通用寄存器组中选出一路数据送入加法器中参加运算。
输出端的多路选择器对输出结果有移位输出的功能。
加法器和控制电路组成的逻辑电路能完成加、减、乘、除与逻辑运算的功能。
12、控制器 P(35) L6
控制器(Control Unit)是统一指挥和控制计算机各个部件按时序协调操作的中心部件。它主要由程序计
数器(PC)、指令寄存器(IR)、指令译码器(ID)、地址产生器(AGU)、时间发生器(TGU)和微程序控制
部件组成。
程序计数器(PC: Program Counter)由若干位触发器与逻辑门电路所组成,用来存放将执行的指令在主存
储器中的存储地址。
指令译码器(ID: Instruction Decode)由门组合线路组成,用来对指令操作码部分(θ)进行译码,产
生的译码信号识别了该指令要进行的操作,并传送给微控制部件,以产生相应的控制信号。
指令寄存器(IR: Instruction Register)是由若干位触发器所组成,用来暂时存放从主存中取出的指令。
由时间发生器(TGU)产生“时标”。而计算机执行一条指令则是按一定时间顺序执行一系列微操作实现的,
这个“时间顺序”,就是所谓的“时标”。
13、指令
指令:让计算机执行某种操作的命令。
14、指令系统
指令系统是指计算机硬件语言的系统,也叫机器语言。
15、位 P(45) L5
当代计算机把信息表示成位的模式。一个二进制数的位(bit)是两个数字“0”和“1”中的一个,这里我
们仅仅把它们看做是没有数字意义的符号。
16、位运算 P(45) L14
与(AND)、或(OR)和异或(XOR)的运算。
布尔运算 AND 语句是由逻辑乘 AND 组合两个相类似的语句而形成,其通用形式:P AND Q 表示:只有当成分
语句 P 和 Q 都为真时,该语句才是真,除此之外的任何情况下,都为假。
布尔运算 OR 语句的通用形式为:P OR Q 表示:当至少有一个成分语句为真时,该语句就为真。
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布尔运算 XOR 语句的通用形式为:P XOR Q 表示:要么 P 为真,要么 Q 为真,即 P 和 Q 不相同时,该语句就
为真。
布尔运算 NOT 是另一种形式的布尔运算。它由一个语句形成,其通用形式为:NOT P 表示:如果语句 P 为真,
该语句就为假;反 之亦然。
17、数制与转换
十进制: 八进制:
二进制: 二进制转十进制:
十进制转二进制:
18、数据压缩 P(68) L16
通用数据压缩技术:为了存储和传输数据,减小数据的规
1、 模是很有帮助的。完成这项工作的技术叫做数据压缩。该方法有以下几种:
2、 扫描宽度编码是用一个指明重复的数值以与该数值在序列中出现的次数的代码替代这个序列的过程。
3、 关联编码法是记录连续的数据块之间的差别,而不是记录整个数据块,即每个数据块是以其与前一数据块
的关系数据项的形式编码。
4、 频率相关编码法是指用不同长度的模式表示数据项。数据项的位模式的长度与数据项被使用的频率成反比。
5、 Lempel-Ziv(LZW)编码系统是自适应字典编码法的实例。术语字典指的是构成压缩信息的标准组件的集合。
在自适应字典编码系统中,在编码过程期间字典允许变化。
影像压缩
1、 GIF 系统通过把可能分配给一个像素的颜色数目减少到仅为 256 个的方法来研究问题,这意味着每个像素的
值可以用一个字节而不是用三个字节表示。
2、 另一种彩色影像的压缩技术是 JPEG,它已经成为一个表示彩色图像的有效标准。
19、并行处理 P(84) L1
并行性是指在同一时刻或在同一时间间隔完成两种或两种以上性质相同或不相同的工作,并行性是指时间
上的重叠。它可分为同时性和并发性两种。
1、 同时性是指两个或多个事件在同一时刻发生。
2、 并发性则是两个或多个事件在同一时间间隔发生。
增加处理的并行性,主要采用“时间重叠” 和“资源重复”两种途径:
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