2020—2021年第一学期20202430王凯欣《计算机科学概论》第一次笔记

学习内容：《计算机科学概论》第二第三章

今天我用一晚上的时间自学了本书第二部分的全部内容，此部分为信息层，主要讲述的是二进制的详细内容、技术系统与数据表示法，现在做一个简单的总结。

第二章主要介绍了二进制、八进制及十六进制的准则和相互转换的方法，以及二进制与计算机的关系，这是计算机硬件用来表示和管理的方式。本章需要了解的词有“基数”、“二进制数字”、“字节”等。

第三章主要讲了表示计算机储存和管理的数据的方式，这种方法能够捕捉信息的要素，我们需要学习掌握如何表示此类信息，并明白了解数字的存储与传输是每位计算机工作者所必备的。

第二章：二进制数值与计数系统

数字对计算至关重要。除了使用计算机执行数字运算之外，所有使用计算机储存和管理的信息类型最终都是以数字形式储存的。++在计算机的最底层，所有信息都是用0、1储存的++。因此，我们要先探讨数字。

探讨完数字的重要作用，我们就开始接触编写数字的方法——位置计数法。计数系统的基数规定了这个系统中使用的数字量，而数字是用位置计数法编写的。

• 基数：++计数系统的基本数值，规定了这个系统中使用的数字量和数位的位置的值++。

• 位置计数法：++一种表达数字的系统，数位按顺序排列，每个数位有一个位值，数字的值是每个数位和位值的++和。

• 如果一个数字采用的是以R为基数的计数系统，具有n个数位，那么可以用下列多项式表示它：
  

在这里我们要特别记住以2的幂为基数的计数系统，而把二进制数转化为八进制数，要从最右边开始，三位数一组，把每一组写成相应的八进制数。

了解了二进制计数法，我们还应该掌握八进制和十六进制计数法。

• 二进制数值与计算机

所有信息都是用二进制数值表示的，原因在于计算机中的每个存储位只有高电平和低电平两种信号。由于每个存储位的状态只能是这两者之一，所以用0和1表示这两种状态很符合逻辑。低电平信号等同于0，高电平信号等同于1。事实上，你可以忘记电平，认为每个存储位存放的值是0或1。++注意，存储位不能是空的，必须存放0或1++。

我们还需掌握几个重要概念：

二进制数字（binary digit：++二进制记数系统中的一位数字，可以是0或1++。

位（bit）：++二进制数字的简称++。

字节（byte）：++8个二进制位++。

字（word）++：一个或多个字节，字中的位数称为计算机的字长++。

第三章：数据表示法

本章在探讨如何表示和储存计算机管理的各种类型的数据。我们应区分模拟与数字数据，了解许多专有名词，++掌握“数据表示法”++。

虽然“数据”和“信息”这两个术语通常可以互换使用，但是还是有必要去分清他们两个概念。

数据（data）：基本值或事实。

信息（information）：用有效的方式组织或处理过的数据。

如今的计算机已经成为真正的多媒体设备，可以处理各种各样的信息，所有的数据都会转化成为二进制数字。如果想讨论对这些数据的表示法，就得先了解数据压缩及一系列概念。
为了更好的运用计算机处理数据，我们需要数字化数据，由于二进制优势众多，所以++我们使用二进制的计算机进行数据处理++。

下面我来罗列一下本章学习到的知识点：

一、数字数据表示法

（一）++负数表现法++

1、符号数值表示法：符号表示数所属的分类（正数或负数）、值表示数的量值的数字表示法。

2、定长量数中的一个概念——十进制补码：一种负数表示法，负数I用10的k次幂减I表示。

3、二进制补码

4、数字溢出（溢出：给结果预留的位数存不下计算出的值的状况。）

++（二）、实数表示法++

1、小数点：在记数系统中，把一个实数分割成整数部分和小数部分的点。

2、浮点表示法：标明了符号、尾数和指数的实数表示法。

3、科学记数法：另一种浮点表示法。

++二、文本表示法++

重点放在表示字符的方法上。

字符集：字符和表示它们的代码的清单。

（一）、ASCll字符集

（二）、Unicode字符集

（三）、文本压缩

1、关键字编码：用单个字符代替常用的单词。

2、行程长度编码：把一系列重复字符替换为他们重复出现的次数。

3、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。

++三、音频数据表示法++

（一）、音频格式

（二）、MP3音频格式

++四、图像与图形表示法++

（一）、颜色表示法

（二）、数字化图像与图形

像素：用于表示图像的独立点，代表图像的元素。

分辨率：用于表示图像的像素个数
。
光栅图形格式：逐个像素存储图像信息的格式。

元数据：有关数据的数据。

矢量图形：用线段和几何形表示图像的方法。

（三）、图形的矢量表示法

++五、视频表示法.++

视频编译码器：用于缩减电影大小的方法。

时间压缩：根据连续帧之间的差别压缩电影的技术

空间压缩:基于静态图像的压缩技术的电影压缩技术。

下面我用脑图来对第二第三章内容进行汇总：

总结：通过第二第三章的学习，我懂得了二进制计数法的重要意义和它与计算机的关系。也懂得了通过电脑表示数据的各种方法。但是我对第三章的一些专有名词和概念理解的不是很清楚，需要上课在老师讲解的时候细细了解学习。刚刚接触电脑的我，对于这个未知的世界充满好奇同时也有点畏惧，在后面的学习中，我会尽量克服难关，学通、学懂。