#2024-2025-1学号20241309《计算机基础与程序设计》第三周学习总结
作业信息
| 这个作业属于哪个课程 | 2024-2025-1-计算机基础与程序设计 |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | 2024-2025-1计算机基础与程序设计第三周作业 |
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| 作业正文 | 2024-2025-1学号20241309《计算机基础与程序设计》第三周学习总结 |
教材学习内容总结
《计算机科学概论》第二章
1. 数字与计算基础：
- 数字的定义：数字是属于抽象数学系统的一个单位，服从特定的顺序法则、加法法则和乘法法则。
- 数字的分类：
- 自然数：是 0 和通过在 0 上重复加 1 得到的任何数。
- 负数：小于 0 的数。
- 整数：包括所有自然数和它们的负数。
- 有理数：包括整数和两个整数的商（不包括除以零的情况）。
2. 位置计数法： - 基数：计数系统的基本数值，规定了该系统中使用的数字量和数位位置的值。
- 位置计数法的原理：数位按顺序排列，每个数位有一个位置，数字的值是每个数位和其位值的乘积之和。不同进制的数可以展开成多项式的形式，便于相互转换。
- 进制转换方法：将十进制的数转化成其他数制时，用新基数除这个十进制数，直到商为 0 为止，将每次的余数作为下一个十进制数，这些规则构成了转换算法。以二的幂为基数的计数系统相互转化相对简单。
3. 二进制数值与计算机： - 存储单元：计算机的每一个存储单元为一个二进制数字（binary digit），简称位（bit）。8 个位集合在一起构成了字节（byte），字节集合在一起构成了字（word），字中的位数称为计算机的字长，现代计算机通常为 32 位或 64 位。
《计算机科学概论》第三章
1. 数据与信息的基本概念：
- 数据：是基本值或事实。
- 信息：是用有效的方式组织或处理过的数据。计算机可以存储、表示和修改各种类型的数据，使其成为一种多媒体设备，能处理数字、文本、音频、图像和图形、视频等多种数据形式。
2. 数据压缩： - 带宽：在一定时间内从一个地点传输到另一个地点的最大位数或字节数。
- 压缩率：反映了数据压缩的程度，越接近 0 压缩程度越高。
- 压缩类型：分为无损压缩和有损压缩。无损压缩可以完全还原原始数据，而有损压缩在压缩过程中会丢失一些数据，但能在可接受的范围内减小数据量。
3. 数据的表示方法： - 模拟数据与数字数据：
- 模拟数据：是用连续形式表示的信息，例如水银温度计的温度变化是连续的。
- 数字数据：是用离散形式表示的信息，计算机只能处理数字数据，所以需要将模拟数据数字化，即将连续的实体离散化并用二进制表示。
- 数字信号：数字信号只在两个极端之间跳跃，被称为脉冲编码调制（PCM），数字信号会被周期性地重新计时（relock）以恢复它的原始状态。
4. 数字数据表示法： - 负数表示法：常见的有符号数值表示法，以及二进制补码表示法。二进制补码是将十进制数表示为二进制后取反加一，最左边为符号位，负数的符号位总是 1。
- 数字溢出：把无限的世界映射到有限的机器上会出现数字溢出的问题，即给结果预留的位数存不下计算出的值，不同的计算机硬件和程序设计语言有各自的处理方法。
5. 实数表示法：实数通常用浮点表示法表示，由符号、尾数和指数三部分组成，类似于科学计数法。
6. 文本表示法： - 字符集：是字符和它们的代码的清单。常见的有 ASCII 字符集，用 7 位表示每个字符，可以表示 128 个不同的字符，每个字节中的第八位可用于表示扩展字符集，共能表示 256 个字符；Unicode 字符集每个字符的编码为 16 位，是 ASCII 的超集。
- 文本压缩方法：包括关键字编码、行程长度编码、赫夫曼编码等。关键字编码用单个字符代替常用的单词；行程长度编码把一系列重复出现的字符替换为它们重复出现的次数；赫夫曼编码用变长的二进制串表示字符，使常用的字符具有较短的编码。
7. 图像与图形的表示法： - 颜色表示：通常用 RGB 值表示，即三个数字，每个值在 0 到 255 之间，构成了三维色空间。色深度是表示颜色的数据量。
- 图像表示：数字化一幅图像是把它表示为一个独立的点集，这些点称为像素，每个像素由一种颜色构成。表示一幅图像所使用的像素个数称为分辨率。图像的存储格式有光栅图形格式（位图文件）、GIF 格式（图像只能由 256 种颜色构成，采用索引颜色技术，文件较小）、JPEG 格式（保存了短距离内色调的平均值，适合存储照片颜色）等。
- 矢量图形：用线段和几何形状描述图像，是一系列描述线段的方向、线宽和颜色的命令。与光栅图形相比，矢量图形更适用于艺术线条和卡通绘画，可以通过数学计算调整大小，文件大小取决于图像中的项目个数。
8. 音频数据表示法：要在计算机上表示音频数据，需要数字化声波，把它分割成离散的片段，通过采集表示声波的电讯号，并用一系列离散的值将其表示。常见的音频格式如 MP3 运用赫夫曼编码压缩得到位流。
《C语言程序设计》第二章
一.变量的定义与赋值
变量的定义
1. 基本概念：
- 变量是在程序运行过程中可以改变其值的存储单元的名称。变量代表了计算机内存中的一块特定区域，用于存储数据。
- 变量具有特定的数据类型，决定了变量可以存储的数据的种类和范围。
2. 定义方式： - 在大多数编程语言中，变量的定义通常包括变量的数据类型和变量名。
- 有些编程语言还允许在定义变量的同时进行初始化，即赋予变量一个初始值。
3. 变量命名规则： - 变量名通常由字母、数字和下划线组成，但必须以字母或下划线开头。
- 变量名应该具有描述性，以便于理解变量的用途。
- 变量名区分大小写。
- 变量名不能是编程语言中的关键字或保留字。
变量的赋值
1. 基本概念：
- 赋值是将一个值存储到变量中的操作。通过赋值，可以改变变量的值，使其在程序的不同阶段具有不同的数据。
- 赋值操作通常使用赋值运算符（如“=”）来完成。
2. 赋值方式： - 简单赋值：将一个常量或表达式的值赋给变量。
- 复合赋值：使用复合赋值运算符（如“+=”“-=”“*=”“/=”等）来简化赋值操作。
- 多重赋值：在某些编程语言中，可以同时为多个变量赋值。
二.变量的表述范围和存储形式
变量的表数范围
1. 由数据类型决定： - 不同的数据类型具有不同的表数范围，这是由数据类型在内存中所占的位数以及存储方式决定的。
2. 有符号与无符号类型： - 对于整数类型，分为有符号和无符号两种。有符号类型可以表示正数、负数和零，而无符号类型只能表示非负整数。
- 无符号类型的表数范围比有符号类型的正数部分大一倍，因为它不需要用一个比特位来表示符号。
变量的存储形式
1. 内存存储：
- 变量在计算机内存中占据一定的存储空间。内存被划分为一个个存储单元，每个存储单元都有一个唯一的地址。
- 变量的存储位置由编译器在程序运行时确定，通常根据变量的作用域和生命周期进行分配。
2. 存储方式： - 整数类型：可以采用不同的存储方式，如二进制补码形式。对于有符号整数，最高位通常表示符号位，0 表示正数，1 表示负数。
- 浮点数类型：通常采用 IEEE 754 标准的存储格式，分为符号位、指数位和尾数位三部分，通过这种方式可以表示较大范围的实数。
- 字符类型：一般以 ASCII 码或 Unicode 码的形式存储，每个字符对应一个特定的整数值。
三.赋值运算符
基本概念
赋值运算符用于将一个值赋给一个变量。它是编程语言中最基本的运算符之一，在程序中广泛使用。
常见的赋值运算符
1. 简单赋值运算符（=）：
- 这是最基本的赋值运算符，将右侧的值赋给左侧的变量。例如，“int a = 5;”将整数 5 赋给变量 a。
2. 复合赋值运算符： - 复合赋值运算符是由基本的算术运算符和赋值运算符组合而成的。常见的有“+=”“-=”“*=”“/=”“%=”等。
- “a += b;”等价于“a = a + b;”，即先将 a 和 b 相加，然后将结果赋给 a。其他复合赋值运算符的作用类似。
四.运算符的优先级和结合性
优先级
- 括号的优先级最高，可以用来改变运算的顺序。
- 其次是一元运算符，如正负号、自增自减运算符等。
- 然后是乘法、除法和取模运算符。
- 接着是加法和减法运算符。
- 比较运算符（如小于、大于等）和逻辑运算符（如与、或、非等）的优先级相对较低。
结合性
- 大多数运算符具有从左到右的结合性，称为左结合性。
- 少数运算符具有从右到左的结合性，称为右结合性。
五.计算字节数运算符（sizeof）
1. sizeof(类型名) ：用于计算指定数据类型在内存中所占的字节数。
2. sizeof(表达式) ：用于计算表达式结果在内存中所占的字节数。
教材学习中的问题和解决过程
- 问题1：我们平常压缩文件压缩的是存储数据所用的空间吗？
- 问题1解决方案：AI的解答：压缩文件主要压缩的是存储数据所用的空间。 从原理上看，压缩文件通过特定的算法来消除数据中的冗余信息。例如，对于重复出现的数据片段进行编码优化，减少存储这些数据所需的空间。同时，对于一些可以预测的数据模式，也能进行高效的压缩处理。总之，压缩文件的目的就是通过各种技术手段，尽可能地减少文件所占用的存储空间。
- 问题2：为什么10.0111＝0.100111*2¹⁰
- 问题2解决方案：AI的解答：
基于AI的学习
其他（思考）
要掌握好C语言的基本知识，为以后编程打下基础。
