2024-2025-1 20241426《计算机基础与程序设计》第一周学习总结

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这个作业的要求在https://www.cnblogs.com/rocedu/p/9577842.html#WEEK01；
这个作业的目标是：为了让我们充分熟悉教材，充分学习并理解计算机的相关技术和理论知识以及AI应用方法；
正文：https://www.cnblogs.com/ljh-1259549057/p/18440876
教材学习内容总结：1、计算机基础知识
2、数据表示与运算
3、计算机体系结构
4、编程语言与算法
5、操作系统
6、数据库系统
7、计算机网络
8、软件工程
9、人工智能与计算机形学
课堂学习中的问题和解决：如何将2进制数转化为8进制和16进制数？
答：将二进制数从小数点开始，向左和向右每三位一组进行分组。如果最后一组不足三位，则在前面补零。
教材学习中提出的问题：
1.在计算机处理中，以2为基数的二进制运算比以2的其他幂次为基数更加简洁的原因是什么？
答：一、技术实现简单
逻辑电路状态对应：计算机是由逻辑电路组成，逻辑电路通常只有两个状态——接通与断开，这两种状态正好可以用二进制中的“1”和“0”来表示。这种直接的对应关系使得二进制在计算机中的实现变得非常简单。
二、运算规则简单
规则少且直观：二进制数的运算规则相对简单，遵循逢二进一的原则，这使得计算机运算器的结构可以大大简化，控制也相对简单。相比之下，以2的其他幂次为基数（如四进制、八进制等）虽然也能在计算机中实现，但它们的运算规则更为复杂，不利于计算机内部的快速处理和简化设计。
三、适合逻辑运算
与逻辑量对应：二进制数的“0”和“1”正好与逻辑量“真”和“假”相对应，使得二进制在计算机进行逻辑运算时显得非常自然。逻辑代数是逻辑运算的理论依据，而二进制数制系统恰好与之吻合，从而简化了逻辑运算的实现。
四、抗干扰能力强，可靠性高
数据稳定性：二进制数据只有高低两种状态，当受到一定程度的干扰时，仍能可靠地分辨出它是高还是低。这种抗干扰能力使得二进制数据在计算机处理中更加稳定可靠。
五、易于进行转换
与十进制数转换方便：二进制数与十进制数之间易于互相转换，这使得计算机在处理数据时可以在二进制和十进制之间灵活切换，满足不同的需求。虽然以2的其他幂次为基数也能进行转换，但相比之下，二进制与十进制数之间的转换更为直观和简单。
综上所述，以2为基数的二进制运算在计算机处理中比以2的其他幂次为基数更加简洁的原因主要包括技术实现简单、运算规则简单、适合逻辑运算、抗干扰能力强以及易于进行转换等方面。这些优点使得二进制成为计算机内部数据处理和传送的理想选择。
2.除了学习的2、4、8、16进制，还有更高级的进制吗？
答：除了常用的二进制、四进制、八进制、十六进制外，确实存在更高级的进制，如三进制、五进制、七进制、九进制、十二进制、二十进制、三十二进制、六十四进制等。然而，在计算机科学中，二进制、八进制和十六进制是最为常见和重要的进制系统，它们各自具有独特的应用场景和优势。
二进制（Base 2）：是计算机内部使用的基本数制，它只包含两个数字0和1。二进制的每一位被称为一个比特（bit），是计算机存储和处理信息的基本单位。二进制与计算机内部电路的开关状态直接对应，使得计算机硬件能够高效执行指令。
八进制（Base 8）：使用0到7共八个数字。由于每三位二进制数可以直接转换为一位八进制数，八进制在早期的计算机系统和某些特定的编程环境中作为一种中间表示法，用于简化二进制数的阅读和书写。
十六进制（Base 16）：使用0到9以及A到F（代表10到15）共十六个数字和字母。十六进制在计算机科学中非常重要，特别是在处理内存地址、颜色代码、错误代码等方面。由于每四位二进制数可以精确映射到一个十六进制位，十六进制成为了一种高效的人机交互和编程表示法。
至于更高级的进制，如三进制、五进制等，在计算机科学中并不常见。这些进制可能在某些特定的理论研究或特殊应用中有其独特的用途，但在实际的计算机系统和编程环境中并不普遍。
总的来说，进制的选择取决于具体的应用场景和需求。在计算机科学中，二进制、八进制和十六进制因其独特的优势和广泛的应用场景而被广泛采用。
3.数字数据表示法除了课本上的还有别的表示吗？
答：一、按数制分类
二进制表示法：
使用0和1两个数字符号，广泛应用于计算机内部的数据存储和处理。
八进制表示法：
使用0至7共8个数字符号，每三位二进制数可以转换为一位八进制数，便于简化二进制数的阅读和书写。
十进制表示法：
使用0至9共10个数字符号，是人们日常生活中最常用的数制。
十六进制表示法：
使用0至9和A至F共16个字符，每四位二进制数可以转换为一位十六进制数，便于表示较长的二进制数。
二、按数据表示方式分类
定点数表示法：
小数点的位置是固定不变的。根据小数点位置的不同，可以分为纯小数和纯整数表示法。
浮点数表示法：
小数点的位置是浮动的，可以表示很大或很小的数值。在计算机中，浮点数通常使用IEEE 754标准来表示。
三、按编码方式分类
原码：
最直观的机器数表示法，用最高位表示符号，其余位表示数值的大小。
补码：
在计算机中广泛使用的表示法，通过特定的规则将减法转化为加法，简化了运算过程。
反码：
原码基础上的一种表示法，对于负数，其反码是符号位不变，其余位取反。反码在计算机中不常直接使用，但它是补码计算过程中的一个中间步骤。
移码：
主要用于浮点数的阶码表示，其符号位与补码相反，数值位与补码相同。
四、其他表示法
科学计数法：
使用指数形式来表示数值，如1.23×10³，便于表示非常大或非常小的数。
分数表示法：
使用分子和分母的形式来表示数值，如1/2、3/4等。
列表法、作图法和方程式法：
这些方法主要用于数据的表示，而不是单个数字的表示。列表法可以整齐地列出数据，便于处理；作图法可以直观地显示数据的特点和规律；方程式法则可以用数学公式来描述数据之间的关系。