2015年《计科导论》考纲知识点整理

复习 计科导论

声明：本资料整理仅供参考，答案由教材收集以及网络提供，不担保准确性。
目录

第一章节

计算机如何进行信息存储？
数字技术基础
进制及转换
数据表示与存储

复习要求
计算机中为什么采用二进制？

计算机为什么使用二进制？

• 二进制的状态简单，容易实现；
• 逻辑操作简单，二进制的“0”和“1”正好与逻辑命题中的'true'和'false'对应，微计算机的逻辑线路设计提供了便利；
• 二进制的运算规则简单。

掌握不同进制之间的相互转换？

十进制转化为二进制

十进制整数部分按2取余法，小数部分按2进位法。

二进制数、八进制、十六进制数之间的转换

三位、四位二进制数转化为八进制和十六进制数。
不足的位数用0补足。整数部分0补左边，小数部分0补右边。

其他进制转化为十进制

加权法。

小练习

1.将$（1101.101）_2$转化为十进制
2.将$（9B.F）_16$转化为十进制

二进制的算术和逻辑运算

参考十进制

原码和补码的计算

整数部分

原码转换成补码，整数不变，变的是负数，负数符号位1不变。变换如图。

小数部分

若小数部分为正数，原码转化成补码，不发生变化。
小数部分为负数，变换同整数部分，符号位为1，其他位按位取反之后，末位加1
X = 01001
X的补码是 01001

小练习

3.将原码11001转换为补码
4.将补码1.0111转换为原码

存储容量的单位：B、KB、MB、GB 及其之间的换算

各单位相差1024倍。
硬盘厂商中的存储计量单位
1KB = 1000B
1MB = 1000KB
以此类推

数据传输基本单位：bps,Kbps,Gbps 及其之间的换算

各单位相差1024倍。

ASCII码及其特点

• 美国信息交换标准代码是基于拉丁字母的一套电脑编码系统。
• 分为控制字符和显示字符
• 可控制字符33个，从0开始，到31，以及127删除字符
• 字母A的ASCII为41
• 字母a的ASCII为97
• 数字0 为 30

汉字的几种常用编码

分为机内码（原理类似ASCII码）和机外码（为方便键盘输入而设计的编码，比如拼音编码（ヾ(｡｀Д´｡)就你打字用的那个拼音输入法的原理就是一种拼音编码）），还有汉字字形点阵码，

• GB2312 通行于大陆，新加坡等地
• GBK
  
  • 向下与 GB2312 完全兼容
  • 双字节表示
  • Windows系统支持
• GB18030 最新的汉字编码字符集国家标准, 向下兼容 GBK 和 GB2312 标准 Linux在系统层上支持
• BIG5 盛行于台湾 繁体字编码方案 双字节 稍有缺陷

图像及声音编码的一般过程

声音编码

简而言之，就是把声音转化为数字信息储存。

图像编码

图形编码方式分为位图和矢量，矢量放大不失真，就是小照片放大观看之后高清无码（好像有什么奇怪的东西混进来了。╮(╯▽╰)╭）
图像的储存方式最直接的就是点阵方式

常见的声音文件格式和图像文件格式

声音WAV，MP3，APE，FLAV、AU、VOC、AMR
图像GIF、EPS、PSD、JPG、PNG、BMP

第二章节

计算机各部件如何协调一致地工作？
1. 计算机系统组成
2. 计算机体系结构
3. 计算机基本工作原理

冯.诺依曼计算机的逻辑结构及其基本原理；
计算机系统的组成、硬件系统组成、软件系统组成
常用输入设备、输出设备及主要参数；
内存和外存的特点及相互关系；
计算机存储器的层次结构；
计算机常用的 I/O 接口及主要性能

冯.诺依曼计算机的逻辑结构及其基本原理

计算机系统的组成、硬件系统组成、软件系统组成

计算机系统的组成

硬件系统组成

软件系统组成

分为系统软件和应用软件。

常用输入设备、输出设备及主要参数

见上图

内存和外存的特点及相互关系

互相依存，内存比外存速度高，但造价昂贵且数据易丢失，外存虽然速度慢，但成本相对较低，而且能够永久储存数据。

计算机存储器的层次结构

计算机常用I/O接口及主要性能

按照数据宽度分类，串行和并行接口。
按控制方式分类：直接控制的、查询控制、中断I/O接口以及DMA接口
按操作节拍分类，同步和异步

第三章节

计算机如何解决问题？

软件系统和硬件系统之间的关系；
常用的系统软件和应用软件名称；
程序、软件、算法的基本概念；
软件的知识产权；
商品软件、共享软件、自由软件、免费软件；
常用的程序设计语言名称； 什么是算法；算法的特征；算法性能如何评价；

软件系统和硬件系统之间的关系

就是身体和灵魂喵
灵魂是软件，没有灵魂，就是僵尸，若是把正常的计算机系统比作正常人的话，
硬件是身体，没有身体，女鬼，你懂得。此处应有图。

常用的系统软件和应用软件名称

系统软件包括操作系统（Windows/Linux/Mac）、计算机的监控管理程序、高级程序设计语言的编译和解释程序以及系统服务程序

应用软件，就是常说的APP啦，application。

程序、软件、算法的基本概念

自己看书啦，这个窝就不贴概念了 ╮(╯▽╰)╭

软件的知识产权

辛辛苦苦写的程序，当然要有产权喵
软件著作权和软件使用权

商品软件、共享软件、自由软件、免费软件

• 商品软件什么鬼，真是醉了，商业软件。
  是在计算机软件中被作为商品进行交易的软件
• 共享软件（shareware）是不开放原始程式码的电脑软件。商业用途（commercial use）的共享软件采用先试后买（try before you buy）的模式，为软件使用者提供有限期的（或者部分功能受限的）免费试用，用以评测是否符合自己的使用需求，继而决定是否购买授权而继续使用该软件。
  而非商业用途（non-commercial use）的共享软件，多半是免付费软件（freeware），业余程式设计爱好者“展示”其设计才华，或者提供其他软件玩家免费的服务。
• 自由软件 是一类可以不受限制地自由使用、复制、研究、修改和分发的，尊重用户自由的软件。Linux操作系统是世界上最为著名的自由软件之一。
• 免费软件 是指不需以金钱购买使用授权的电脑软件，但使用上会有一种以上的限制，例如禁止反组译软件以研究软件写法、禁止修改软件源码、禁止再次散布出去给其他人使用等。与商业软件 (Commercial Software) 相反的概念；

常用的程序设计语言名称

让本喵来默写一下现在知道的设计语言名称
python/cpp/c/prolog/Java/php/c#/F#/lisp/scheme/smarktalk/ruby/rust/objectective-c/basic/javascript/.net/perl/matlab/pascal/delphi

什么是算法；算法的特征；算法性能如何评价

算法，怎么算的呗，反正考试也不会BT到让你区别下面这几种破定义

在数学和计算机科学/算学之中，算法/算则法（Algorithm）为一个计算的具体步骤，常用于计算、数据处理和自动推理。精确而言，算法是一个表示为有限长[1]列表的有效方法。算法应包含清晰定义的指令[2]用于计算函数[3]。
算法中的指令描述的是一个计算，当其运行时能从一个初始状态和初始输入（可能为空）开始，[4]经过一系列有限[5]而清晰定义的状态最终产生输出[6]并停止于一个终态。一个状态到另一个状态的转移不一定是确定的。随机化算法在内的一些算法，包含了一些随机输入。[7][8]
形式化算法的概念部分源自尝试解决希尔伯特提出的判定问题，并在其后尝试定义有效计算性[9]或者有效方法[10]中成形。这些尝试包括库尔特·哥德尔、雅克·埃尔布朗和斯蒂芬·科尔·克莱尼分别于1930年、1934年和1935年提出的递归函数，阿隆佐·邱奇于1936年提出的λ演算，1936年Emil Leon Post的Formulation 1和艾伦·图灵1937年提出的图灵机。即使在当前，依然常有直觉想法难以定义为形式化算法的情况。[11]

算法的特征

• 有穷性
• 确定性
• 有效性
• 输入与输出的要求

算法性能如何评价

大O记号
分为指数级、k次方级、立方级、平方级、线性对数级、对数级、常数级。

或者用复杂度评价，时间或者空间复杂度。

第四章节

计算机如何管理资源
操作系统概述
主流操作系统介绍与应用

什么是操作系统（OS）
操作系统的主要功能
什么是多任务操作系统
什么是“虚拟存储”？
常用操作系统名称

什么是操作系统

怎么说喵，就说是大脑吧，操作整个计算机硬件和软件资源的计算机程序。既然是程序，所以记住一点，他喵的还是软件，，是计算机系统的内核与基石，所以一台计算机没有操作系统是无法运行的。
不要把软件和硬件看得太绝对，俩者并没有实质的区别。

操作系统的主要功能

• 进程管理
• 内存管理
• 硬盘与文件系统
• 网络
• 安全
• 用户界面
• 驱动程序

多任务操作系统

直观上来说，就是能够运行多个软件（任务）的系统。与单任务系统（典型:MS-DOS）相区别

虚拟存储

使用交换技术，通过交换内存与外存（比如硬盘）的空间，在理论上实现总内存大于物理内存的技术。

常用操作系统

Windows/Linux/Mac/Unix

第五部分

如何进行信息共享和分布计算：
1.计算机网络与信息共享
2.分布式计算的广泛应用
3.局域网基础
4.INTERNET基础
5.如何组建家庭局域网？
6.如何共享网络资源

通信的三要素：信源、信道、信宿及其中主要通信系统中的体现；

信源：发送端
信道：传输介质
信宿：接收端

模拟信号与数字信号、调制解调器的功能；

信号可分为模拟信号和数字信号两种类型。主要区别是离散的（不连续）还是连续的。
比如下面这图，左边是模拟信号的话（连续的曲线），右边就是数字信号（不连续的散点）。

调制解调的功能就是上图中将模拟信号转化为数字信号的过程。
调制解调器的是实现调制解调的机器。

有线通信和无线通信

有线和无线，这个不用讲了喵，传输介质的不同。
双方各有优点。
有线 传输速率快 成本低
无线的话，适用于洗鞋有线传输介质难以通过或施工困难的场所。

计算机网络的主要传输介质

有线传输介质

• 双绞线
• 同轴电缆
• 光缆

无线传输介质

• 短波
• 微波
• 卫星通信
• 红外线和激光

什么是计算机网络？计算机网络的主要功能是什么？计算机网络的组成；

这个定义嘛，计算机网络，就是计算机网络就好了，没必要给他一个具体的定义。

功能

• 资源共享
• 信息传递

组成

• 主机（一般指服务器）
• 终端（自己的手机、PC、IPAD、Andorid、Mac）
• 通行控制处理机
• 集中器
• 多路复用器
• 调制解调器
• 线路控制器
• 前端处理机
• 通行线路

计算机网络传输速率与带宽

双绞线 长距离 Mb/s 短距离 1Gb/s
同轴电缆 1-2Gb/s
光缆 10Gb/s

计算机网络的工作模式：C/S 和 P2P;

C/S 结构，即大家熟知的客户机和服务器结构。总之，有一个是老大，大家的地位不均等。

P2P，peer to peer 大家都是爷。

局域网 LAN，广域网 WAN

这里的局域网和广域网一般是按距离划分上的意思。
局域网，指覆盖局部区域（如办公室或楼层）的计算机网络。以太网（IEEE 802.3标准）是最常用的局域网组网方式。

广域网（Wide Area Network, WAN），又称外网、公网。是连接不同地区的局域网或城域网的计算机通信的远程网。通常跨接很大的物理范围，所覆盖的范围从几十公里到几千公里，它能连接多个地区、城市和国家，或横跨几个洲并能提供远距离通信，形成国际性的远程网络。广域网并不等同于互联网。

总线式以太网和交换式以太网的区别

总线型以太网又称为共享型以太网，

交换式以太网是以一台交换机和交换式集线器为中心构成，是星型拓扑结构的网络。

总线型作为早期以太网采取的结构，所需电缆少、价格便宜、管理成本高，容易造成网络堵塞。
而交换式以太网，管理方便，容易拓展，需要专用的网络设备作为网络的核心节点，需要更多的网线、对核心的可靠性要求高。

什么是 TCP/IP 协议？TCP/IP 协议的体系结构？主要由哪四层组成？

TCP/IP协议

Internet中计算机之间通行必须遵循CP/IP通行规定

TCP/IP体系结构

主要有哪四层组成

网络接口层、网络层、传输层、应用层

常用协议：TCP/IP,HTTP, FTP, TELNET, SMTP, POP3 等

TCP/IP 是Internet传输协议
http 超文本传输协议 你看网页都得靠这个喵
ftp 文件传输协议
telnet 远程登录协议
后面俩个是邮件传输协议（email）

IP地址的编址方法

A类 0开头 1.0.0.0 - 127.255.255.255
B类 10开头 128.0.0.0 - 191.255.255.255
C类 110开头 192.0.0.0 - 223.255.255.255
D类 1110开头 224.0.0.0 - 239.255.255.255
E类 11110开头 240.0.0.0 - 247.255.255.255

异构网络互联设备：路由器

互联网可以由多个异构网络互联组成。用来连接异构网络的设备是路由器。
异构 是指两个或以上的无线通信系统采用了不同的接入技术，或者是采用相同的无线接入技术但属于不同的无线运营商。

ISP:因特网服务商的作用

为一般企业及私人互联网浏览所提供的上网服务

• 拨号连线
• 综合业务数字网（ISDN）
• DSL（ADSL）
• 缆线调制解调器
• 专线（Leased Line）
• 电力线通信（Power Line Communication，简称PLC）
• WiMAX

互联网托管服务

• 主机托管（Colocation、IDC）
• 电子邮件（E-Mail）
• 网页寄存（web hosting）
• 域名系统（DNS）
• 代理服务器（Proxy）
• 新闻组（Newsgroup）

因特网域名命名规则；DNS:域名管理系统

简而言之，就是把域名转化为ip地址。

因特网的接入方式

拨号连线、ADSL、数据专线、光纤、移动网络

第六部分

计算机如何高效组织与管理信息？
1.什么是计算机信息系统？ 有哪些主要应用？ 2.计算机信息系统的核心技术是什么？
3.最广泛使用的关系数据库有哪些特征？
4.数据库发展到一定阶段有哪些问题？ 如何解决

信息系统特点

• 有人员、活动、数据、网络和技术等要素组成的集合
• 手段是对数据进行采集、储存、处理和交换
• 目的是满足管理人员解决问题和指定决策等对信息的各种需求

数据管理技术的发展过程

• 人工管理阶段
• 文件系统管理阶段
• 数据库系统管理阶段

数据库阶段管理数据的特点

• 数据结构化
• 数据共享型高，冗余度低，易扩充
• 数据独立性强
• 专门的数据库管理系统DBMS

数据库的基本概念

数据

data，数据库中储存的基本对象。

数据库

一定的组织形式储存的相互关联的数据的集合。这IE数据能够长期储存，统一管理和控制，且能够被不同用户所共享，具有数据独立性及最小冗余度。

数据库管理系统

对数据进行管理的系统

数据库系统

数据库管理系统（DBMS）的主要功能

• 数据定义语言
• 数据操控语言
• 数据库运行控制程序
• 实用程序

主流数据库管理系统的名称

DB2/Sybase/Oracle/SQL server/Access

答案

1.13.625
2.155.9375
3.10111
4.-0.1001