计算机科学导论教程重点

1、计算机科学导论第 1 章1、数据的定义：数据是客观事物属性的记录表示2、数据的形式： 数、 文字 、 图像 、 图形、 视频 和 音频3、常见的数据存储介质：磁盘、 光盘、 磁带、 内存储器 、 早期用过的纸质穿孔带和穿孔卡4、信息产生三要素：（信息） 源 、理解规则 、 接收者5、信息是数据的内涵，数据是信息的外在形式。6、数据处理的基本环节：收集 、 录制和输入 、加工 、输出 、 存储、传输 （图 4 页）7、计算机作为数据处理机：输入设备 、 输出设备 、 存储器 、 中央处理器（ CPU）、 总线8、计算机的应用领域： 科学计算 、（狭义的）数据处理 、自动控制 、制造业 、通信业

2、、办公自动化、 娱乐、 人工智能9、提出现代化计算机体系结构的鼻祖是冯·诺依曼。第 2 章1、从数据处理功能的角度， 可以把计算机硬件设备可分成四大部分：内存 、CPU、输入输出设备 和 总线 。2、单元地址是内存单元在硬件层次的唯一标识。3、内存储器的种类：随机存取存储器 （RAM） 只读存储器（ ROM） 高速缓冲存储器 （ cache）、4、 CPU的主要组成部件： 算术逻辑运算器（ ALU）、 控制器 、 寄存器5、输入设备： 字符输入设备 、定位设备 、扫描设备6、输出设备： 显示器 、打印机 、绘图仪7、系统总线的类型：数据总线 、 地址总线 、 控制总线8、微机的总线标

3、准：ISA 总线 、 PCI 总线 、 USB总线9、冯 ·诺依曼结构把存储器分为4 级，即 外存内存高速缓存寄存器 （图 50 页）第 3 章1、操作系统的资源管理对象主要是指CPU 内存、I/O 设备和外存数据。、2、操作系统把资源管理相应地分为4 个部分： CPU管理 、 存储器管理 、 设备管理 、 文件管理3、作业的管理调度方式： 单道作业方式 、多道作业批处理方式 、分时方式4、 I/O 设备的输入输出控制(1) 程序控制输入输出(2) 中断控制输入输出(3) 直接存储器存储（ 1） 通道处理器和外围处理机5、操作系统的常见类型(1) 多用户系统(2) 单用户系统(3)

4、多 CPU操作系统(4) 网络操作系统(5) 分布式操作系统6、有代表性的操作系统产品(1) 计算机操作系统： DOS和 Windows系列(2) 有影响的系统： UNIX和 Linux7、程序设计语言是算法和数据的一种记号表示，这种表示能够被计算机系统接受、分析、处理，并最终执行。任何程序设计语言都有两个要素：语法和语义。8、程序设计语言包含下列一些语言成分（ 1）数据的描述定义（ 2）对数据的运算操作（ 3) 流程控制9、机器指令 仍然是程序操作的最终表示单位。10、程序设计语言的发展机器语言汇编语言高级语言FORTRAN 、 ALGOL60 、 COBOL 、 BASIC 、 Pasca

5、l、 C、 ADA （属于 面向过程 的语言）第四代语言（4GL) ：SQL“ 非过程化 ”是第四代语言的基本特征。11、高级语言的类型（ 1） 面向过程 ：上面列举的高级语言（ 2） 面向对象 （ OO ）： SIMUL 、 ASMALLTALK、 C+ 、 C#、 Jave12、软件开发要完成的具体任务包括：（ 1） 可行性研究（ 2） 需求分析（ 3） 系统设计和详细设计（ 4） 编码 ，即传统意义的“写程序”（ 5） 测试和排错（ 6） 使用和维护13、把用汇编语言编写的一个源程序转变为用机器语言表示的目标程序，使用的翻译程序叫做汇编程序 。汇编的结果是可以直接在CPU 上运行的机器程

6、序。程序的翻译源程序翻译程序目标程序程序的汇编运行汇编语言汇编程序机器语言源程序目标程序高级语言的编译和连接执行源程序编译程序目标程序连接程序 运行程序 高级语言的解释执行高级语言该语言的解释执行源程序解释程序14、编译的最终目标是产生和源程序相对应的机器语言程序。15、把高级语言的源程序转变为目标程序要使用编译程序，而目标程序转变为可执行的目标程序要靠连结程序，编辑程序是用来输入、存放和修改源程序的。附：外存数据组织：文件和数据库一、文件1、对操作系统而言，文件是外存数据组织的最大单位。2、 文件应该保存在外存设备上。3、 文件的组织形式（ 1） 流式文件 （ C、 C+语言）由字符流组成的

7、一种特殊流式文件叫做（ 2） 记录式文件 （大多数高级语言text文件，可以翻译成文本文件。, 如： COBOL）一个文件由若干个记录组成，记录是文件访问的基本单位；记录又由若干个数据项组成，可以再加分割的最小结构单位。数据项 是不4、文件物理结构方式：邻接、链接、索引、 散列5、高级语言的（记录式）文件机构（ 1） 组织模式 ： 顺序文件 、 索引文件 、 相对文件 、 散列文件（ 2） 存取模式 ： 顺序方式 、 随机方式（ 3）使用方式（ 4）存储设备6、文件的结构特点：是一种“孤立式 ”的外存数据结构。7、文件的操作特点：在操作系统一级，通常以整个文件 为单位来进行操作。而程序设计语言

8、所提供的记录式文件操作主要以一个记录 为操作的逻辑单位，最基本的操作包括读、写、重写和删除。二、数据库1、数据库组织的特点（ 1） 面向企业（ 2） 整体的数据结构体系（ 3） 数据高度共享（ 4) 数据独立性高2、数据库系统平台：数据库管理系统（ DBMS）、 数据库管理员（ DBA）和 数据库3、现代最流行的数据库模型是关系模型 。知识点：知识点一 ：数制表示及相互转换六进制数。例 1、把下面各进制数转换成十进制数解： 35D=32+2+1=25+21+201001011.011B ， 134O,7CBH=100011B解： 1001011=26+23+21+200.625D=0.5+0.

9、125=2(-1)+2(-3)=64+8+2+1=75D=0.101B0.011B=2(-2)+2(-3)所以 35.635D=100011.101B=0.25+0.125=0.375D100,011.101B=43.5O所以 1001011.011B=75.375D10,0011.1010B=23.AH例 2：把十进制数 35.625D 转换成二、八、十机器数的真值、原码、反码和补码表示例 2：已知补码为 1100110, 求真值。例 1：求 -83 的原码、反码和补码解：将（补码 -1）取反，得到原码。解： -83=-(64+16+2+1)减 1： 1100101原取反： 1011010反

10、即为原码。补真值为 -11010B=-(16+8+2)D=-26D知识点二计算机、网络计算机、分布式系统、?计算机体系结构多媒体计算机? 输入输出系统：作用是连通计算机的?目标：仅了解类 输入输出系统、计各个功能部件和设备。由四部分构算机系统分类、高性能计算机、并行成：外部设备、设备控制器、IO接口、中央处理器? 网络计算机 ：专用于高速网络环境下的计算机终端设备，是一种新的桌面计算机。优点：易管理，维护简单，使用方便；没硬软盘和光盘；安全性强；静音、节能、可靠? 并行计算机系统结构、计算机网络、分布式操作系统是三种联系紧密并相互渗透的系统? 多媒体是指计算机处理信息媒体的多样化，它以 交互

11、方式进行? 高性能计算机 ：一般认为运算速度非常快的计算机；严格说是，拥有先进的硬件、软件、网络和算法的综合概念。（ 80 页）1、冯 -诺依曼计算机的特点i. 采用存储程序的思想。ii. 把计算机从逻辑上划分为5 大部分，即运算器、控制器、存储器、输入 / 输出设备。iii.1 byte = 8 bitKBiv. 1G=1024MB=220KB=210MBv. 1KB=1024B=1024 字节vi. 计算机中数据的常用单位有位（ bit ）、 字节 （ byte ）和字长 除用字节（简称 B ）为单位表示存储容量外，还可以用千字节（KB ）、兆字节（ MB ）以及十亿字节（ GB ）等表示

12、存储空间容量vii. 留意 CPU 、存储器 :寄存器、内存、磁盘、辅助存储2、 CPU 的组成和功能3、存储系统的组织结构I. 计算机的存储层次体系主要由：高速缓冲存储器、内存储器、外存储器II.三级存储体系分层结构：CPU 高速缓冲存储器（ Cache） 主存储器 辅助存储器III. 存储器的基本功能：存放以二进制形式表示的程序和数据IV.存储器的主要性能指标：存储容量、存储周期、存储访问时间、性能价格比、功耗、可靠性等4、总线的分类、结构，输入输出控制方式I.总线分类方法：按所输的信息内容 （数据总线、地址总线、控制总线） 、在计算机所处的位置、二进制数码的传送方式分类 .II.结构类型

13、：单总线结构、双-、三 III. 控制方式： 1.程序直接控制方式2.程序查询方式 3.程序中断方式 4.DMA 输入 / 输出方式 5.通道控制方式 6.I/O 处理机方式IV.接口的分类：并行接口 （每次可传送一个字或一个字节的全部代码，是对一个字或字节各位同时进行处理的方式信息传递工作，也叫并行信息传递）、串行接口V. 什么叫接口？（ 75 页）接口的功能：实现数据缓冲、实现数据格式转换、提供外设和接口的状态、实现主机与外设之间的通信联络控制（ P75）知识点三? 操作系统1、了解操作系统的历史2、掌握操作系统的概念3、进程的状态，并行、并发、死锁的概念知识点四? 程序设计和算法1、程序、数据结构、算法的概念2、常用的程序设计方法3、结构化程序设计的思想。4、结构化程序设计的结构、数据流程图的绘制。5、线性表、栈、队列、树、图的定义和特点6、源程序、编译程序、解释程序的概念知识点五? 信息