《计算机科学导论(原书第3版)》学习笔记

目录:

  第一章  诸论

  第二章  数字系统

  第三章  数据存储

  第四章  数据运算

  第五章  计算机组成

  第六章  计算机网络和因特网

  第七章  操作系统

  第八章  算法

  第九章  程序设计语言

  第十章  软件工程

  第十一章  数据结构 

  第十二章  抽象数据类型

  第十三章  文件结构

  第十四章  数据库

  第十五章  数据压缩

  第十六章  安全

  第十七章  计算理论

  第十八章  人工智能

 


 

 

正文:

  

第一章  诸论


 

第二章  数字系统

罗马数字系统    

符号 L C D M
1 5 10 50 100 500 1000

为求一个数的值,我们需要遵循特定的法则将符号的值相加:

1)当一个带有较小值的符号位于一个带有同等值或较大的符号的后面,这些值相加。

2)当一个带有较小值的符号位于一个带有较大值的符号的前面,用大值减小值。

3)如果S1≤10×S2,则符号S1不能出现在符号S2之前。例如,I和V不能出现在C前面。

4)对于大数字,在6种符号(除I以外的所有符号)中的任意一个上方加横杠表示乘以1000,。例如,¯V=5000,和¯M=1 000 000。

5)尽管罗马人使用单词nulla(空)来表达零的概念,但罗马数字在其系统中缺少数字码0。

下面显示了一些罗马数字和它们的值:

 

III -> 1+1+1 = 3
IV -> 5-1 = 4
VIII -> 5+1+1+1 = 8
XVIII -> 10+5+1+1+1 = 18
XIX -> 10+(10-1) = 19
LXXII -> 50+10+10+1+1 = 72
CI -> 100+1 = 101
MMVII -> 1000+100+5+1+1 = 2007
MDC -> 1000+500+100 =

 

1600

 


 

第三章  数据存储

存储整数:

1.无符号表示法:

1)首先将整数变成二进制

2)如果二进制位数不足n位,则在二进制数的左边补0,使它的总位数为n位。

   如果位数大于n,该整数无法存储。

溢出:范围0~2^(n)-1,多的位数舍去。

 

2.符号加绝对值表示法:

将有效范围(0~2^n-1)分为两半,前半个表示正整数,后半个表示负整数。

最左位用于定义整数的符号。0表示正整数,1表示负整数。

溢出:以4位内存单元存储为例

正数溢出:

+0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111

当我们试图存储一个比+7大的正整数时,出现正溢出。保存整数5在存储单元中,想要加上6,我们期望的结果是11,但计算机响应为-3。这就是正数溢出。

负数溢出:

-0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7
1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111

当我们试图存储一个比-7小的负整数时,出现负溢出。保存整数-5在存储单元中,又试图再减去7,我们期望的结果是-12,但计算机响应为+6,这就是负数溢出。

 

有两个0,:+0、-0。

 

3.二进制补码表示法

最左位决定符号,如果它是0,该整数为正;如果是1,该整数为负。

反码:

  正数:正数的反码与原码相同。负数:负数的反码,符号位为“1”,数值部分按位取反。

补码:

  正数:正数的补码和原码相同。

  负数:负数的补码则是符号位为“1”。并且,这个“1”既是符号位,也是数值位。数值部分按位取反后再在末位(最低位)加1。也就是“反码+1”。
 
只有一个0。
 
溢出:
  
整数 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7
补码 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111

 

带有很大的整数部分或很小的小数部分的实数不应该用定点表示法存储。

4.浮点表示法:

一个数字的浮点表示法有3部分组成:符号、位移量和定点数。

类似于科学计数法(+7425 000 000 000 000 000 000.00    -> + 7.425×10^21)

        (+1 0100 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000.00   ->  1.01001×2^32)

规范化:十进制 -> ± d.xxxxxxxxxx  注意:d是1~9,每个x是0~9

    二进制 -> ± 1.yyyyyyyyyy  注意:每个y是0或1

 


 

第四章  数据运算

数据

 

 

 


 

第五章  计算机组成

第六章  计算机网络和因特网

第七章  操作系统

第八章  算法

第九章  程序设计语言

第十章  软件工程

第十一章  数据结构 

第十二章  抽象数据类型

第十三章  文件结构

第十四章  数据库

第十五章  数据压缩

第十六章  安全

第十七章  计算理论

第十八章  人工智能

 

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