CS專業導論總結

文章目錄

• ​​分值介紹​​
• ​​計算機科學研究什麼？​​
• ​​計算機的發展史​​
• ​​馮諾依曼體系​​
• ​​什麼是計算機系統​​
• ​​軟體​​
• ​​ASCII​​
• ​​聲音編碼​​
• ​​資料壓縮​​
• ​​霍夫曼編碼​​
• ​​布爾邏輯​​
• ​​CPU​​
• ​​門電路​​
• ​​組合電路與時序電路​​
• ​​檔案​​
• ​​資料庫​​
• ​​存儲​​

分值介紹

• 選擇題：15*2=30分
• 填空題：5*2=10分
• 判斷題：5*2=10分
• 問答題：4*5 = 20分
• 解答題：2*10 = 20分

計算機科學研究什麼？

計算機科學是研究算法的學科，包括：

• 他們的形式和數學性質
• 他們硬體實作
• 他們的語言實作
• 他們的應用程式

計算機的發展史

• PASCALINE最早的機械計算機之一
• THE PASCALINE, ONE OF THE EARLIEST MECHANICAL CALCULATORS
• ENIAC第一台電子存儲計算機
• EDSAC (first electronic stored program computer)
• ENIAC第一台公開的全電子計算機
• First publicly known fully electronic computer
• EDVAC第一批存儲程式計算機
• one of the first stored program computers, called EDVAC
• UNIVAC Ⅰ，EDVAC的一個版本，第一台商業銷售的計算機
• UNIVAC I, a version of EDVAC, the first commercially sold computer

馮諾依曼體系

在馮諾依曼結構體系下，計算機分為五個部分：

• 輸入裝置(input device)
• 運算器(arithmetic device)
• 控制器(controller)
• 存儲器(memorizer)
• 輸出裝置(output device)

什麼是計算機系統

• 專注于計算機的硬體端，以及我們如何使他們可用
• A focus on the hardware end of computers and how we can make them usable.
• 處理器，記憶體，儲存設備(硬體)
• So processors, memory, storage devices
• 還有作業系統，彙編器，編譯器，安全和網絡(軟體)
• but also operating systems, assemblers, compilers, security and networking

An operating system is an interface between the hardware of a computer and the user (program or human) that facilitates the execution of the other programs and the access to hardware and software resources.

作業系統是計算機硬體和使用者(程式或人)之間的接口，它促進了其他程式的執行以及對硬體和軟體資源的通路。

軟體

軟體分為

• 應用軟體(internet applications)
• 系統軟體(system software)

ASCII

A從65開始編碼

a從97開始編碼

聲音編碼

聲音和圖像需要将自然模拟轉化為數字表示

Sounds and images require converting naturally analogue representations to digital representations

這個過程叫做采樣(sampling)

聲音的品質取決于

• 采樣率(Sampling rate)
• 位深(Bit depth)

資料壓縮

資料壓縮：以縮小的形式存儲資料，以節省空間/時間

• 無損：資料可以完美恢複
• 有損：資料不能完全恢複

霍夫曼編碼

布爾邏輯

布爾邏輯用于操作true/false表達式

Boolean logic is used for manipulating true/false expressions

符号規則：

• ​

  ​與​

  ​​

  ​AND​

  ​​

  ​·​

  ​ 三種表達結果等效
• ​

  ​或​

  ​​

  ​OR​

  ​​

  ​+​

  ​ 三種表達結果等效
• ​

  ​非​

  ​​

  ​NOT​

  ​​

  ​~​

  ​ 三種表達結果等效

CPU

CPU中有成千上萬個半導體

Microprocessors contain millions of transistors

• 從邏輯上講，為個半導體充當一個開關
• 他們組合實作邏輯功能
• 組建起來建構更高層次的結構：加法器，多路複用器，解碼器，寄存器。。。

門電路

NOR 或非門

NAND 與非門總結：

組合電路與時序電路

組合電路(Combinational Logic Circuit)：

• 輸出僅依賴于目前的輸入
• 無狀态

時序電路(Sequential Logic Circuit)：

• 輸出依賴于輸入序列(過去和現在)
• 存儲過去輸入的資訊(狀态)

檔案

資料庫

資料庫五大操作：

• 插入(insert)
• 删除(delete)
• 更新(update)
• 選擇(select)
• 投影(project)

資料庫類型：

• 關系型資料庫(relational database)
• 非關系型資料庫(non relational database)

表中：

• 行：屬性(attributes)
• 列：元組(tuples)

存儲