计算机导论第五次课后总结

计算机导论第五次课后总结

计算机导论的第五堂课，我们学习完了第四章程序设计语言和第五章计算机中的数据的内容。

第4章 程序设计语言

4.4 并行程序设计

4.4.1 并行程序设计语言

并行程序设计语言是一种用于并行程序设计的语言。并行程序设计语言可分为显式并行语言和具有并行编译功能的串行语言。

4.4.2 并行程序语言的编译过程

源程序——词法，语法分析——程序优化——并行代码生成——进入处理机（超标量处理机、多处理机、多计算机）。
在编译过程中，首先要确定源程序中数据和控制的相关性。在进行相关分析时，要把程序流的模式分析出来。在编译过程中，还要进行程序优化。

4.4.3 OpenMP

OpenMP是一个编译器指令和库函数的集合，主要用于共享式存储计算机上的并行程序设计。

第五章计算机中的数据

5.1 数据

5.1.1 数据的定义

数据就是用文字、数字、图形、图像声音等方式对人、事件事物等进行的描述。在计算机科学中，数据是指所有能输入计算机并能被计算机程序处理的符号的总称，数字、文本、音频、图形、图像和视频等统称为数据。

5.1.2 数据与信息的区别

通常来说，输入计算机的字母，数字等符号为数据。如果字母，数字等符号具有一定含义且能帮助人们完成某个动作或做出决策，那么就称它们为信息。数据是供计算机处理的，信息是供用户使用的。

5.1.3 计算机常用的编码方式

1. ASCⅡ
2. 扩展ASCⅡ
3. Unicode
4. UTF-8
5. GB-2312
6. 音频编码
7. 图像编码

5.2 数据结构

5.2.1 数据结构的定义

数据结构是程序中数据的一种组织方式， 其目的是配合相应的算法编写出好的程序。
数据结构有逻辑上的数据结构和物理上的数据结构之分。逻辑上的数据结构反映了数据元素之间的逻辑关系，而物理上的数据结构则反映了数据元素在计算机内部的存储方式。
数据结构的主要研究对象是数据表示、数据逻辑结构与数据存储方式，以及对数据的操作方法。

5.2.2 数据的逻辑结构

数据元素之间的关联方式常被称为逻辑关系；数据元素之间的逻辑关系反映了数据的逻辑结构。数据的基本逻辑结构有集合、线性结构、树形结构、图状结构。

5.2.3 数据的物理结构

数据元素以及数据元素之间的关系在内存中的表示，称为物理结构或存储映像。数据的物理结构主要有顺序存储、链式存储、索引存储三种。

5.2.4 常见的数据结构

1. 线性表
2. 栈
3. 队列
4. 树
5. 图

5.3 算法

5.3.1 算法的定义

算法是指由基本的运算及规定的运算顺序所构成的完整的解题步骤。给定初始状态或输入数据，通过这些解题步骤能够得到所要求的终止状态或输出数据。
算法特性：输入，输出，有穷性，确定性，可行性。

5.4 数据库

5.4.1 数据库的结构和特点

数据库是一个组织内被应用程序使用的逻辑相一致的相关数据集合。数据库特点：数据结构化；数据共享性高，冗余度低，易扩充；数据独立性高；数据由数据库管理系统统一管理和控制。

5.4.2 数据库的体系结构

数据模式是数据库系统中数据结构的一种表示形式，它具有不同的层次与结构方式。

1. 三级模式
2. 二级映射
   2.1 外模式/概念模式映射
   2.2 概念模式/内模式映射

5.4.3 数据库模型

数据库模型定义了数据的逻辑设计，也描述了不同数据之间的联系。在数据库设计发展过程中，曾使用三种数据库模型：层次模型、网状模型和关系模型。

5.4.4 关系的操作及结构化查询语言

在关系数据库中，可以定义一些操作来通过已知的关系创建新的关系。最基本的4种操作：插入，删除，更新和选择。

5.4.5 数据库管理系统

数据库管理系统是定义，创建，维护数据库的一种工具，DBMS也允许用户来控制数据库中数据的存取。数据库管理系统由硬件，软件，数据，用户和规程这五部分构成。

5.4.6 主流数据库

当前数据库市场上主流的数据库包括Oracle数据库，SQL Server数据库，MySQL数据库，Sybase数据库，DB2数据库。

5.5 数据中心

5.5.1 数据中心的定义

数据中心是在一个物理空间内实现数据集中处理、存储、传输、交换、管理的一整套复杂的设施。
一个数据中心的主要目的是通过运行应用系统来处理组织的数据。数据中心也常常用于非工作站点的备份。

5.5.2 数据中心的组成

数据中心从功能上可以分为核心计算机机房和其他支持空间。
计算机机房是指用于电子信息处理、存储、交换，以及传输设备的安装、运行和维护的建筑空间，包括服务器机房、网络机房、存储机房等功能区域。
支持空间是计算机机房外部专用于支持数据中心运行的设施和工作空间，包括进线间、内部电信间、行政管理区、辅助区和支持区。

5.5.3 新一代数据中心

1. 传统数据中心与新一代数据中心示例
2. 传统数据中心的困惑
   （1）数据量急速膨胀
   （2）能耗压力
   （3）管理压力
   （4）高可用性压力
   （5）合规压力
   （6）业务连续性压力
3. 新一代数据中心简介
   （1）绿色环保
   （2）虚拟化和云计算
   （3）整合
   （4）模块化
   （5）灵活性