计算机导论论文.doc

一、 说明计算机为什么选用2进制，既然如此，为何又要引进8进制和16进制，以及2进制的补码表示范围为何比原码的表示范围大？有关补码，原码和移码学习过程中，遇到的最棘手最难于理解的问题，你是如何解决的，并说明一下最初理解错误的原因（可以举例说明）。（本部分不少于500字）答：计算机采用二进指示因为电子元件只能出现两种状态,即打开与闭和,电平也只有高和低的区别,二进位制的准确性比较高,容易区别，也最为稳定，并且最容易实现对电路本身的控制。引进八进制和十六进制的原因是二进制数是计算机产生的理论基础，不过当数据增大时，二进制数据只有数字0、1，容易产生错误码，为了提高其可读性，引入了八进制和十六进制。二进制的补码表示范围比原码大的原因是补码可以以10000000来表示-128，而原码无法表示-128。在学习原码、反码、补码过程中，由于刚刚接触这方面的知识，刚开始时我对这类比较抽象的知识的理解比较困难，例如为什么数值数据要使用补码。在解决这个疑惑的时候，通过在课堂上听老师的仔细讲解，后来我仔细地阅读了几遍教材，又在互联网上查找相关知识，得出了结果，原来在补码中用(-128)代替了(-0),所以补码的表示范围为: (-1280127)共256个，扩大了数值表示范围，同时补码把负数转化为了正数，使减法转化为加法，而且原码和反码的零各自都有两种表示方法：而补码则只有唯一的表示法，这使得补码的运算更方便。所以补码的设计目的是使符号位能与有效值部分一起参加运算,从而简化运算规则。同时使减法运算转换为加法运算,进一步简化计算机中运算器的线路设计。二、 谈谈你在学习完计算机导论这门课之后，你对计算机的新的认识，以及对未来计算机应用或者计算机软件发展的一些展望（可结合你最感兴趣的那一块）。（本部分不少于1000字）答：知识经济时代，社会的各个阶层，各行各业都已经对计算机的使用开始普及了。我们的生活，学习，工作都离不开计算机的帮助了。计算机的存在使我们的生活变的更加丰富多彩，能使我们了解更多以前我们所不知道的知识。通过计算机网络我们还能了解到地球上每一个互联网所覆盖的地方的新闻，消息等等。有了互联网我们能查阅到无数的正常情况下我们所不能涉及到的知识，技术，新发明，新发现等等。大一上学期，通过对计算机导论这一专业基础学科的学习也使我对计算机有了更进一步的了解，作为计算机科学与技术专业的一名学生，我可能这辈子都得从事计算机这个行业。它的学习使我对未来能在计算机行业中工作更加自豪,随着社会不断发展进步计算机的重要性越来越突出了，对计算机知识的了解也就越来越重要了。我们作为一个计算机专业的学生就更应该了解计算机，懂得计算机的一些基础知识，这样我们的未来或许能起到一定的作用。在我从书本课堂以及网上查阅的关于计算机的信息中我了解了很多，像计算机的发展，电子管，晶体管，集成电路，大规模集成电路。学习到了计算机的存储方式。最重要的一点是我了解到了计算机在中国的发展。计算机是一门实用性很强、发展极其迅速的面向广大社会的技术学科，它建立在数学、电子学 (特别是微电子学)、磁学、光学、精密机械等多门学科的基础之上。但是，它并不是简单地应用某些学科的知识，而是经过高度综合形成一整套有关信息表示、变换、存储、处理、控制和利用的理论、方法和技术。人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。远在商代，中国就创造了十进制记数方法，领先于世界千余年。到了周代，发明了当时最先进的计算工具算筹。这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。计算每一个数学问题时，通常编出一套歌诀形式的算法，一边计算，一边不断地重新布棍。中国古代数学家祖冲之，就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。这一结果比西方早一千年。珠算盘是中国的又一独创，也是计算工具发展史上的第一项重大发明。这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具，最初大约出现于汉朝，到元朝时渐趋成熟。珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用，而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区，经受了历史的考验，至今仍在使用。中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等，不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献，而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。例如，张衡制作的水运浑象仪，可以自动地与地球运转同步，后经唐、宋两代的改进，遂成为世界上最早的天文钟。记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。提花机原理刘计算机程序控制的发展有过间接的影响。中国古代用阳、阴两爻构成八卦，也对计算技术的发展有过直接的影响。莱布尼兹写过研究八卦的论文，系统地提出了二进制算术运算法则。他认为，世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。经过漫长的沉寂，新中国成立后，中国计算技术迈入了新的发展时期，先后建立了研究机构，在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业，并且着手创建中国计算机制造业。1958年和1959年，中国先后制成第一台小型和大型电子管计算机。60年代中期，中国研制成功一批晶体管计算机，并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件。60年代后期，中国开始研究集成电路计算机。70年代，中国已批量生产小型集成电路计算机。80年代以后，中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用；在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展；建立了计算机服务业，逐步健全了计算机产业结构。在计算机的研究方面，中国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。在计算机应用方面，中国在科学计算与工程设计领域取得了显著成就。在有关经营管理和过程控制等方面，计算机应用研究和实践也日益活跃。在当今社会以经济和科技为龙头的综合力的竞争下，知识犹如出水芙蓉，清新脱俗。而在社会巨变的转型时期，技术和知识结合得愈发的紧密。这样一种大气候下，计算机技术应运而生。在整体辐射效应的带动下，与之相关的行业和领域迅速萌生。处于其中核心得便是“专业人才”的质量和数量。 计算机的各门学科相结合，改进了研究工具和研究方法，促进了各门学科的发展。过去，人们主要通过实验和理论两种途径进行科学技术研究。现在，计算和模拟已成为研究工作的第三条途径。计算机与有关的实验观测仪器相结合，可对实验数据进行现场记录、整理、加工、分析和绘制图表，显著地提高实验工作的质量和效率。计算机辅助设计已成为工程设计优质化、自动化的重要手段。在理论研究方面，计算机是人类大脑的延伸，可代替人脑的若干功能并加以强化。古老的数学靠纸和笔运算，现在计算机成了新的工具，数学定理证明之类的繁重脑力劳动，已可能由计算机来完成或部分完成。现在社会之中各行各业对计算机的依赖越来越明显了，可以说少了计算机就没法正常运行了，少了计算机各个行业就瘫痪了。因此我们只有努力发展我们的计算机产业才能是我们的社会更加进步，更加繁荣昌盛，我们的国家才会更加的强大。计算机还是人们的学习工具和生活工具。借助家用计算机、个人计算机、计算机网、数据库系统和各种终端设备，人们可以学习各种课程，获取各种情报和知识，处理各种生活事务(如订票、购物、存取款等)，甚至可以居家办公。越来越多的人的工作、学习和生活中将与计算机发生直接的或间接的联系。普及计算机教育已成为一个重要的问题。总之，计算机的发展和应用已不仅是一种技术现象而且是一种政治、经济、军事和社会现象。如今随着科技的进步又出现了几种新型计算机：生物计算机、光子计算机、量子计算机等 。它们的出现无疑又使我们的日常生活，工业生产和科学研究更为进步，更为方便。作为一个大学生，对自己所选专业的一些事情当然更为关心些了。特别是未来几年本专业的发展趋势和就业情况，我也不会例外啦。企业计算领域对人才的需求显然永远是数量最大的,因为这是计算机应用最多的领域. 搞这方面的好处是: (1)人才需求量极大,从事企业计算的公司在IT企业中占了大多数。除非在专业上一无特长,一般在这一领域总能找到工作。 (2)这方面的入门门槛相对较低(如果你的软件功底不是很深,可考虑这一领域) (3)这方面的大公司较多,大公司要赚大钱,所以多将精力花在企业计算业务上.如与正规高校软件学院同学目前实习的CitiCorp、HP、IBM、SAP、NEC等公司都属这一领域的公司。如果将来想到大公司找一份相对稳定的工作，从事这方面机会要大很多。好处有，但缺点也少不了。由于这方面的入门门槛相对较低，虽然这方面的人才需求量是最大的，但将来竞争对手会较多。您会发现，即使他原不是学IT专业的人，也许他突击几个月后，做得照样像模像样。特别是当您年纪渐大后，您可能会发现，后面的年轻人可能很容易追上你的水平。如果您将来到国外去工作，你可能会发现从事这领域的人更多且高手如云。当然，若您在这一领域经过多年企业经验，达到较高境界(如能设计软件架构)，则身价永远是高的。国内在这方面人才领域地主要问题是，有经验的高手太少，皮毛了解的人太多。在我们国内并不缺少普通的程序员，少的是具有高素质，高技术的软件人才。现在比较热门的软件人员有可视化编程 ，WEB应用程序设计 ，软件测试 ，数据库管理， 图形图像制作， 网络构建技术，网络系统管理 ，网络系统管理 ，计算机办公应用。关于未来计算机应用的展望，我想说得是像所有人一样，我希望随着时间的推移，计算机可以被更广泛地应用于各种领域，同时随着计算机生产方面工艺、成本的提高，使计算机在价格大幅度降低的同时，外观上也更方便、更实用，使计算机成为每个人的日常生活中必不可少的一件艺术品。三、 如今计算机网络就像电一样，与我们的生活息息相关但是网络给大家带来方便的同时却有很多安全隐患。谈谈有关计算机网络的不安全因素，以及一些解决安全问题的对策，并详细说明一种加密算法（本部分不少于800字）答：安全威胁的类型：非授权访问。这主要的是指对网络设备以及信息资源进行非正常使用或超越权限使用。假冒合法用户，主要指利用各种假冒或欺骗的手段非法获得合法用户的使用权，以达到占用合法用户资源的目的。数据完整性受破坏。干扰系统的正常运行，改变系统正常运行的方向，以及延时系统的响应时间。病毒。通信线路被窃听等。操作系统的脆弱性：（1） 其体系结构本身就是不安全的一种因素。（2） 另一个原因在于它可以创建进程，即使在网络的节点上同样也可以进行远程进程的创建与激活，更令人不安的是被创建的进程具有可以继续创建过程的权力。（3） 网络操作系统提供的远程过程调用（RPC）服务以及它所安排的无口令入口也是黑客的通道。计算机系统的脆弱性：（1） 计算机系统的脆弱性主要来自于操作系统的不安全性，在网络环境下，还来源于通信协议的不安全性。（2） 存在超级用户，如果入侵者得到了超级用户口令，整个系统将完全受控于入侵者。（3） 计算机可能会因硬件或软件故障而停止运转，或被入侵者利用并造成损失。 协议安全的脆弱性：当前计算机网络系统都使用的TCP/IP协议以及FTP、E-mail、NFS等都包含着许多影响网络安全的因素，存在许多漏洞。众所周知的是 Robert Morries在 VAX机上用 C编写的一个GUESS软件，它根据对用户名的搜索猜测机器密码口令的程序自在1988年11月开始在网络上传播以后，几乎每年都给Internet造成上亿美元的损失。黑客通常采用Sock、TCP预测或使用远程访问（RPC）进行直接扫描等方法对防火墙进行攻击。数据库管理安全系统的脆弱性：由于数据管理系统（DBMS）对数据库的管理是建立在分级管理的概念上的，因此，DBMS的安全也是可想而知。另外，DBMS的安全必须与操作系统的安全配套，这无疑是一个先天的不足之处。人为的因素：不管是什么样的网络系统都离不开人的管理，但又大多数缺少安全管理员，特别是高素质的网络管理员。此外，缺少网络安全管理的技术规范，缺少定期的安全测试与检查，更缺少安全监控。令人担忧的许多网络系统已使用多年，但网络管理员与用户的注册、口令等还是处于缺省状态。各种外部威胁：（1） 物理威胁（2） 网络威胁（3） 身份鉴别（4） 编程（5） 系统漏洞解决网络安全问题的对策：（1） 用备份和镜像技术提高数据完整性（2） 防毒（3） 补丁程序（4） 提高物理安全（5） 构筑因特网防火墙（6） 废品处理守则（7） 仔细阅读日志（8） 加密（9） 提防虚假的安全对称加密算法介绍：对称密码算法有时又叫传统密码算法，就是加密密钥能够从解密密钥中推算出来，反过来也成立。在大多数对称算法中，加密解密密钥是相同的。这些算法也叫秘密密钥算法或单密钥算法，它要求发送者和接收者在安全通信之前，商定一个密钥。对称算法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都能对消息进行加密解密。只要通信需要保密，密钥就必须保密。对称算法的加密和解密表示为：Ek(M)=CDk(C)=M对称算法可分为两类。一次只对明文中的单个位（有时对字节）运算的算法称为序列算法或序列密码。另一类算法是对明文的一组位进行运算，这些位组称为分组，相应的算法称为分组算法或分组密码。现代计算机密码算法的典型分组长度为64位这个长度大到足以防止分析破译，但又小到足以方便作用。这种算法具有如下的特性：Dk(Ek(M)=M常用的采用对称密码术的加密方案有5个组成部分（如图所示）l）明文：原始信息。2)加密算法：以密钥为参数，对明文进行多种置换和转换的规则和步骤，变换结果为密文。3)密钥：加密与解密算法的参数，直接影响对明文进行变换的结果。4)密文：对明文进行变换的结果。5)解密算法：加密算法的逆变换，以密文为输入、密钥为参数，变换结果为明文。对称密码术的优点在于效率高（加解密速度能达到数十兆秒或更多），算法简单，系统开销小，适合加密大量数据。尽管对称密码术有一些很好的特性，但它也存在着明显的缺陷，包括：l）进行安全通信前需要以安全方式进行密钥交换。这一步骤，在某种情况下是可行的，但在某些情况下会非常困难，甚至无法实现。2)规模复杂。举例来说，A与B两人之间的密钥必须不同于A和C两人之间的密钥，否则给B的消息的安全性就会受到威胁。在有1000个用户的团体中，A需要保持至少999个密钥（更确切的说是1000个，如果她需要留一个密钥给他自己加密数据）。对于该团体中的其它用户，此种倩况同样存在。这样，这个团体一共需要将近50万个不同的密钥！推而广之，n个用户的团体需要N2/2个不同的密钥。通过应用基于对称密码的中心服务结构，上述问题有所缓解。在这个体系中，团体中的任何一个用户与中心服务器（通常称作密钥分配中心）共享一个密钥。因而，需要存储的密钥数量基本上和团体的人数差不多，而且中心服务器也可以为以前互相不认识的用户充当“介绍人”。但是，这个与安全密切相关的中心服务器必须随时都是在线的，因为只要服务器一掉线，用户间的通信将不可能进行。这就意味着中心服务器是整个通信成败的关键和受攻击的焦点，也意味着它还是一个庞大组织通信服务的“瓶颈”。三、 为什么学习计算机理论？答：通过对计算机的基础知识、计算机体系结构、操作系统、网络计算、程序设计与算法分析、信息系统、软件工程、图形学和可视化计算、智能系统、离散结构等计算机理论知识，可以使我们对所学专业有比较深入的了解，树立专业学习的责任感和自豪感。同时，了解计算机科学与技术方法论产生的背景、定义、内容和意义；了解计算学科的历史，计算学科的定义、根本问题；了解学科中的抽象、理论和设计三个过程及其内在联系；掌握计算学科各主领域的基本内容及其相应的课程设置、计算学科中的核心概念、数学方法、系统科学方法、社会和职业问题等内容，可以为我们正确认识计算学科提供方法，为今后深入学习计算机课程作铺垫。四、 离散数学在计算机科学中的应用？答：离散数学作为有力的数学工具,对计算机的发展,计算机科学的研究起着重大的作用.计算机科学中普遍地采用离散数学中的一些基本概念,基本思想,基本方法,使得计算机科学越趋完善与成熟.简单介绍了离散数学在计算机科学的几个不同领域中的应用,指出了离散数学在从事计算机及相关科学工作中的重要性。五、 人工智能应用（不局限）例如：软件