计算机科学概论重点.doc

第一章，认识计算机总线：单总线、三总线（地址、数据、控制）计算机的基本运作方式：输入、存储、处理、输出计算机室一种能按照事先存储的程序，自动地、高效地、精确地进行大量数值计算，并且具有记忆（存储）能力、逻辑判断能力、可靠性能的数字化信息处理的现代智能电子设备。1936：假象的通用计算机-图灵机。1950：计算机具有智能性-人工智能。1966：美国计算机学会ACM开始设立“图灵奖”姚期智：2000“图灵奖”得主。1941年第一台计算机ABC。1946年ENIAC。冯洛伊曼体系：运算器，存储器，控制器，I/O。第一代：电子管，主要用于科学计算。第二代：晶体管第三代：小规模集成电路IC第四代：大规模、超大规模集成电路。计算机大发展时代。促进计算机应用的几个因素：PC机，网络，多媒体，嵌入式，人工智能。计算机的运作方式：输入，处理,(存储)，输出主要技术指标：运算速度，内存容量，时钟周期（主频），字节，数据的I/O速率。节点数。计算学科：研究信息描述方法及其变换算法。包括理论研究，方法设计，效率分析，具体实现，实际应用。摩尔定律：每18个月，计算机能力增加一倍！ 第二章：信息及其编码溢出：一定长度的补码运算结果超出其表数范围产生的结果错误。补码：将真值求反定点数：小数点的位置固定或隐含。（可用补码和尾数组合成。）浮点数：小数点的位置可以浮动。BCD码：十进制数的二进制编码。8421码：用4位二进制编码表示一个十进制符号。ASCLL：美国信息交换标准代码。（包括基本ASCLL+扩展ASCL）汉字编码：GB国标码Unicode：统一编码字符集，有ISO推出。声音的编码：格式化、压缩。常见的声音编码方法：MP3，WMA，WAV。图形图像的编码：静态的JPG，BMP，TIFF.动态的AVI，WMV，MP4，VCD，DVD.半加器电路：是指对两个输入数据位进行加法,输出一个结果位和进位，不产生进位输入的加法器电路。 是实现两个一位二进制数的加法运算电路。 一位全加器：是能够计算低位进位的二进制加法电路译码器：译码器是将一种编码转换为另一种编码的逻辑电路，可以将输入二进制代码的状态翻译成输出信号，以表示其原来含义的电路。触发器Flip-Flip：计算机的记忆细胞。（用始终可以同步所有的译码器）寄存器Register：计算机的数据暂存单元。计数器：特殊的寄存器。 第三章：计算机体系结构CPU：高复杂的集成电路芯片（包括ALU、寄存器、控制器、字长、速度，目前状况）CPU的发展史：4004,8008，8086,80386，80486，奔腾，酷睿.我国CPU发展史：方舟，龙芯.CPU的发展趋势 ：字节更宽，始终更快，集成度更强！存储器的分类：半导体存储器、磁存储器、光存储器、硬磁盘、软磁盘、磁带、光盘。高速缓存：常用的指令和数据主存：所有的数据都必须进入主存才可以被运行和使用！使用cache高速缓存器提高主存速度，使用Virtual M虚拟存储器提高主存容量。 第四章：操作系统Unix：最著名的分时OS现代操作系统：网络操作系统，分布式操作系统，实时操作系统，嵌入式操作系统。（手中的os塞班.）操作系统的两大功能：资源管理，人机交互。OS的五大组成部分：人机交互（命令行交互、图形交互、UI与GUI）进程管理、存储管理、设备管理、文件（目录）管理处理器：处理器管理、任务管理。存储器：内存管理。（若程序所需内存量超过实际可用内存量，采用虚拟存储，将执行程序的一部分常驻内存，其他部分则根据需要在内外存之间切换）I/O管理：1、提供用户程序和外设之间的接口（分配设备、启动设备、回收设备）2、屏蔽I/O设备与CPU的速度差异（数据缓冲、虚拟设备技术） 第五章：网络数据的通信方式：1、串行，并行！（主要是串行）2、单工，半双工，全双工。3、同步，异步。信号的传输方式：1、基带传输（传输距离短，速率低）2、频带传输（远距离传输，支持多路复用）3、宽带传输（速率更快，距离更远，更多信道复用）传输介质的种类：有线介质（光缆，电话线.）、无限介质（激光，红外线微波，短波，wifi，蓝牙.）多台计算机之间的连接：集线器，交换机，通过以太网或者局域网LAN网络之间的连接：中继器（放大信号）、网桥（转发报文）、交换机（具有多条连接的网桥）、路由器（互联不同类型的网络）数据在互联网中的传输：电路交换（信道利用率较差）、分组交换（特点：存储转发、路由查找）网络的拓扑结构：总线型结构（特点:广播、碰撞.例子：以太网）、令牌环形结构（例子：城域网）、星型结构（通信子网的主要结构）、树形结构。主机的三种标识方法：MAC地址（每张网卡的全球唯一物理地址，共6个字节）、IP地址（每台主机在某个IP网络中年的标识，共4个字节）、域中名称（每台主机在所属域中的符号化名称）。网页的标识：统一资源定位符URL。B/S之间的动态交互：1、若网页中含有动画，由B执行。2、若网页中含有需提交的信息，由S执行（可实现远程控制）。Email：人们联系的现代化通信手段。网络安全：包括信息的完整性、保密性、可控性、真实性、可用性。保保障网络安全带主要手段：数字签名、防火墙、密码、关键是强化自身安全意识。数据加密：对称密钥算法（效率高，但密钥管理困难）、公开密钥算法（密钥管理简单，可用于大众服务，还可用于数字签名）。病毒的特点：寄生、传染、隐蔽、破坏、潜伏、触发。病毒产生的原因：好奇、炫耀、报复、盗窃.病毒的症状：机器变慢、屏幕异常、操作失效、文件顺坏.病毒的预防：更新防毒软件、备份重要数据、时刻小心 第七章：算法与程序设计程序设计方法：编程、编译（汇编）、连接、调试、运行程序设计的一般过程：分析问题、设计算法、编码、调试程序、整理文档。算法效率的分析：考虑它的正确性、时间复杂程度、空间复杂程度、可理解性。机器语言：最低记得语言（编写困难、代码冗长、容易出错、难以阅读和理解、可移植性差。汇编语言：与机器语言本质相同，面向硬件操作，采用助记符而较易使用（要经过汇编操作才可令计算机识别）。常见的高级语言：Ada，c语言，c+.三种常见的程序控制结构：顺序结构、分支结构（可以使多条语句的集合）、循环结构。数据结构：描述数据元素之间的相互关系及逻辑关系的物理实现。数据的逻辑组合结构：集合、线性结构、树形结构、图形结构。最基本的数据结构：数组（异构数组、同构数组）典型的数据结构：表、栈、队列、树、图。表：顺序排列的一组数据元素栈：只有一个出入口的线性序列，特点：先进后出、后进先出，典型应用：过程的调用及返回。队列：先入先出的线性序列，典型应用：网络传输中的分组排队。树：及其重要的非线性结构，典型应用：文件组织、排序、搜索。图：更为复杂的非线性结构，典型应用：网络拓扑结构指针:存储单元的地址指针变量：存放指针的存储单元。编译：将高级语言翻译为机器语言。编译程序：极为复杂的系统软件。 第八章：软件工程可行性分析：问题定义、可行性分析、制定开发计划需求分析：确定系统功能，撰写软件需求说明书。概要设计：划分功能模块、确定层次/数据/数据库详细设计：具体各功能模块的控制。编码：编程实现各功能模块。测试：模块测试、组装测试、确认测试。维护：修改隐含错误、适应环境修改、新增功能。软件开发模型：瀑布模型（特点：顺序性、依赖性、延迟性。缺陷：过于理想化，难以发现早期错误）、快速原型法模型（特点：减小开发风险。缺陷：代码质量低）、螺旋模型.软件开发中的模块化思想：结构化程序设计（自顶向下，逐步求精；自顶向上，逐步求全）、模块化（将复杂的问题分解为一个个简单的问题）、面向对象方法（尽可能模拟现实世界中人类的思维方式）。软件测试：确认测试，缺陷测试。白盒测试：帕累托法则：几种而彻底地测试容易出错的模块。基本测试路径：保证在测试时对程序中每一条语句至少执行一次黑盒测试：边界值分析：用边界点进行测试Beta版测试：发布产品试用版，由用户进行测试IEEE定义：软件质量就是满足顾客或用户指明的需求和潜在的需求的程度。度量软件的复杂性包括：代码的规模、数据难度、程序结构、算法的智能度.项目的成功失败在于管理。关于软件的容错技术：对自身错误的作用有屏蔽能力、能由自身错误状态自动恢复到正常状态、当发生错误时，仍能完成预期功能。容错的主要手段：冗余 结构冗余：三模冗余、冷热备份。 信息冗余：校验码 时间冗余：重复执行、中断处理、程序滚回保证软件的质量：利用软件工程理论指导开发实践，提高软件开发的工程能力 第九章：信息系统基于文件的数据系统：缺陷：共享性差、独立性差、冗余度大基于数据库的数据系统：优点：所有数据可以再完整、统一的系统中管理。数据库的分层实现：用户应用软件数据库管理系统数据库。数据模型：对具体数据的抽象表达E-R模型：最常用的概念表示方法（E：Entity，实体，R：Relationship，联系）SQL：最流行的数据库查询语言（功能齐全使用灵活，简单易学面向集合。)数据库设计过程：需求分析-概念结构设计（抽象形成E-R模型）-逻辑结构设计-物理结构设计-数据库实施-运行与维护常见的数据库系统：ORacle（性能高，伸缩性好，主要用于企业信息管理系统）、Sybase（可靠性高、安全性能突出，主要用于银行、证券等领域）、DB2（提供成套解决方案，主要用于企业级数据仓库应用）、SQL Server（微软产品，运行于Windows平台，主要用于中小企业应