2024-2025-1 20241413 《计算机基础与程序设计》第九周学习总结

班级链接	https://edu.cnblogs.com/campus/besti/2024-2025-1-CFAP
作业要求	https://www.cnblogs.com/rocedu/p/9577842.html#WEEK09
作业目标	操作系统责任 内存与进程管理 分时系统 CPU调度 文件、文件系统 文件保护 磁盘调度

教材学习内容总结
《计算机科学概论》第十章第十一章
第十章 操作系统基础
操作系统的概念与功能：操作系统是管理计算机硬件和软件资源的程序，是用户与计算机硬件之间的接口。其主要功能包括资源管理（如CPU、内存、外设等）和任务调度。核心功能有进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理以及用户界面
。
进程管理：进程是程序的一个执行实例，有独立的内存空间和执行状态，包括运行态、就绪态、阻塞态等。操作系统通过特定的调度算法决定进程的运行顺序，常见调度算法有先来先服务、短作业优先、优先级调度、时间片轮转等
。
内存管理：操作系统负责分配内存给进程，常见的内存分配方式有连续内存分配、分页系统、分段系统。虚拟内存技术可通过硬盘空间模拟出比物理内存更大的内存空间，让程序能使用更多内存
。
文件系统：文件是数据存储的基本单位，操作系统管理文件的创建、删除、读取和写入等操作，并通过目录结构组织文件，还可对文件进行权限控制，文件通常存储在硬盘等外部存储设备上
。
输入输出管理：输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、硬盘等。操作系统通过提供缓冲区和I/O调度算法，提高数据传输效率，减少等待时间
。
第十一章 数据库系统
数据库系统概述：数据库是有组织的数据集合，由数据库管理系统进行管理，提供高效的数据存储、查询、更新和管理功能。数据库管理系统确保数据的完整性、一致性和安全性
。
数据模型：主要有层次模型、网状模型和关系模型。层次模型以树形结构组织数据；网状模型以图形结构组织，更灵活；关系模型以二维表格形式组织，是目前最常用的数据模型，关系数据库管理系统采用此模型
。
关系数据库：表是基本存储单位，包含列（属性）和行（记录）。主键用于唯一标识每条记录，外键用于建立表之间的联系。数据完整性包括实体完整性、参照完整性和域完整性等
。
SQL语言：SQL是用于访问和操作数据库的标准语言，包括数据查询（SELECT）、数据操作（INSERT、UPDATE、DELETE）、数据定义（CREATE、ALTER、DROP）以及数据控制（GRANT、REVOKE）等功能
。
数据库设计：实体-关系模型是一种图形化的数据库设计工具，用于描述数据库中的实体及其关系。规范化可消除冗余数据、避免更新异常，常见的规范化范式有第一范式、第二范式、第三范式等
。
《C语言程序设计》第八章
一、数组的定义和使用
定义一维数组：可以通过指定数组的长度和类型来定义一维数组，例如 int a[10]; 定义了一个包含10个整数的数组。
引用一维数组元素：通过数组名和下标来引用数组元素，例如 a[6] 表示数组 a 中序号为6的元素。
一维数组的初始化：可以在定义数组时对全部或部分数组元素赋予初值，例如：
全部初始化：int a[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
部分初始化：int a[10]={0,1,2,3};（剩余元素自动初始化为0）
全部元素值为0：int a[10]={0}; 或 int a[10]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
二、二维数组的定义和使用
定义二维数组：通过两个常量表达式来定义二维数组，例如 float a[3][4],b[5][11]; 分别定义了3x4和5x11的二维数组。
引用二维数组元素：通过两个下标来引用二维数组的元素，例如 a[1][2] 表示数组 a 第二行第三列的元素。
三、数组的指针
数组元素的指针：可以通过指针来引用数组元素，例如 int *p=&a[0]; 将指针 p 指向数组 a 的第一个元素。
指针的自增自减：如果指针 p 已经指向数组中的一个元素，则 p+1 指向下一个元素，p-1 指向上一个元素。
四、字符串处理
字符串的结束标志：字符串以 '\0' 结尾，这是字符串处理函数定位字符串结束的关键。
字符串处理函数：学习了如何使用字符串处理函数，如 strcpy、strlen 等，来操作字符串。
五、查找和排序
查找算法：介绍了顺序查找算法，即遍历数组查找某个元素。
排序算法：介绍了冒泡排序算法，这是一种简单的排序方法，通过重复遍历待排序的数列，比较每对相邻元素，如果顺序错误就交换过来。

教材学习中的问题与解决过程
问题一:怎么让调用函数的值正常返回到主函数中?
AI:在C语言中，函数的值可以通过以下几种方式返回到主函数中：

返回值（Return Value）：
使用return语句将值返回给调用函数。这是最常见的方法，适用于返回单个值的情况。

c
int add(int a, int b) {
return a + b; // 将计算结果返回
}

int main() {
int result = add(5, 3); // 接收返回值
printf("%d", result); // 输出结果
return 0;
}
指针参数（Pointer Arguments）：
如果需要返回多个值，可以通过传递指针参数到被调用函数，然后在被调用函数中修改这些指针指向的值。

c
void swap(int *a, int *b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}

int main() {
int x = 5, y = 10;
swap(&x, &y); // 通过指针传递值
// x 和 y 的值已经被交换
return 0;
}
数组参数（Array Arguments）：
对于返回一系列值的情况，可以使用数组作为参数。

c
void getNumbers(int arr[], int size) {
for (int i = 0; i < size; i++) {
arr[i] = i * i;
}
}

int main() {
int arr[5];
getNumbers(arr, 5);
// arr 中的元素现在是 0, 1, 4, 9, 16
return 0;
}
结构体参数（Structure Arguments）：
如果返回的数据是复合数据类型，可以使用结构体。

c
typedef struct {
int x;
int y;
} Point;

void getPoint(Point *p) {
p->x = 10;
p->y = 20;
}

int main() {
Point p;
getPoint(&p); // 通过结构体指针传递
// p.x 和 p.y 现在分别是 10 和 20
return 0;
}
全局变量（Global Variables）：
虽然不推荐使用全局变量，但它们可以用来在函数之间共享数据。

c
int globalVar;

void setGlobalVar(int value) {
globalVar = value;
}

int main() {
setGlobalVar(100);
// globalVar 现在是 100
return 0;
}
问题二:数组中每个元素的值的地址怎么通过偏移量计算?
AI:在C语言中，数组元素的地址可以通过偏移量来计算。数组元素的偏移量是相对于数组首元素地址的差值。对于一个数组 arr，其第 i 个元素的地址可以通过以下公式计算：

地址 of
a
r
r
[
i
]

地址 of
a
r
r
[
0
]
+
i
×
元素大小
地址 of arr[i]=地址 of arr[0]+i×元素大小

这里，\text{地址 of } arr[0] 是数组首元素的地址，i 是元素的索引，\text{元素大小} 是数组元素所占的字节数。

例如，假设我们有一个整数数组 int arr[10];，其中每个整数占用4个字节（这取决于编译器和机器架构，但为了简化，我们假设是4个字节）。如果我们想要找到第5个元素的地址，我们可以这样计算：

地址 of
a
r
r
[
5
]

地址 of
a
r
r
[
0
]
+
5
×
4
地址 of arr[5]=地址 of arr[0]+5×4

这意味着第5个元素的地址是首元素地址加上5个整数所占的总字节数。

在C语言中，我们可以使用指针来表示地址，并通过指针运算来计算偏移量。例如：

c
int arr[10];
int *ptr = arr; // ptr 指向数组的首元素
ptr += 5; // 将 ptr 移动到第6个元素（索引为5）
在这个例子中，ptr 是一个指向 int 类型的指针，ptr += 5 意味着将 ptr 增加5个整数的大小，从而指向数组的第6个元素。

需要注意的是，当使用指针进行偏移量计算时，确保不要超出数组的边界，否则会导致未定义行为。
问题三:C语言中判断某数是不是整数怎么表达?
AI:在C语言中，判断一个数是否为整数，通常是指判断这个数是否能被精确表示为一个整数，即没有小数部分。这通常涉及到浮点数的判断，因为整数类型（如int）本身就是整数，不需要判断。

如果你有一个浮点数（如float或double类型），并且想要判断它是否等于某个整数，你可以将这个浮点数与它的整数部分进行比较。这可以通过使用modf函数来实现，该函数可以将浮点数分解为整数部分和小数部分。下面是一个示例：

c

include <stdio.h>

include <math.h>

int isInteger(double num) {
double intPart;
// modf函数将num分解为整数和小数部分，整数部分通过intPart返回
modf(num, &intPart);
// 如果小数部分为0，则num是一个整数
return num == intPart;
}

int main() {
double num = 123.0;
if (isInteger(num)) {
printf("%f 是整数\n", num);
} else {
printf("%f 不是整数\n", num);
}
return 0;
}
在这个例子中，isInteger函数使用modf函数来获取num的整数部分，并将其与num本身进行比较。如果相等，说明num没有小数部分，即num是一个整数。

需要注意的是，由于浮点数的精度问题，这种方法可能不适用于所有情况，特别是在处理非常大或非常小的浮点数时。此外，由于浮点数的表示方式，可能会存在一些非常接近整数但不是完全精确的整数的浮点数，这种情况下，即使它们在数学上非常接近整数，isInteger函数也会返回0（即false）。

基于AI的学习
User: 我在学习《C语言程序设计》第八章数组的相关内容,请你以苏格拉底的方式,每次向我提问一个问题

Kimi: 当然可以，让我们开始苏格拉底式的对话。

问题1：当我们谈论数组时，你如何定义它？

User: 先判断里面的数据的类型再定义数组的名字和行列

Kimi: 问题2：那么，你如何理解数组中数据类型的一致性？为什么数组中的所有元素需要具有相同的数据类型？

User: 一个数组中的数据类型都是一致的,因为他们占用相同的预留空间

Kimi: 问题3：你提到数组中的元素占用相同的预留空间，那么这个“预留空间”是如何确定的？是谁来决定每个元素应该占用多少空间？

User: 定义数组时分配的空间大小

Kimi: 问题4：当我们在定义数组时分配空间大小，你能否详细解释一下这个过程是如何进行的？比如，如果我们定义了一个整型数组，编译器是如何知道需要为每个整型元素分配多少空间的？

User: 整形数据占用4个字节,再乘以数据的个数

Kimi: 问题5：你提到整型数据通常占用4个字节，这个“通常”意味着什么？为什么是“通常”而不是“总是”？不同情况下整型数据占用的空间大小会有所不同吗？

User: 是因为整形数据还有长整型long之类的吗

Kimi: 问题6：对的，你提到了整型数据有int和long等不同的类型。那么，这些不同类型的整型数据在占用空间上有何不同？为什么它们会有不同的空间占用？这种差异是如何影响数组定义和使用的？

User: 因为他们的大小范围不同,所以占据的空间大小也不同

Kimi: 问题7：确实，不同类型的整型数据有不同的大小范围，这影响了它们占用的空间大小。那么，你能进一步解释一下为什么需要有不同的整型数据类型吗？在实际编程中，我们如何选择使用int、long或其他整型数据类型？

User: 根据数据的大小进行选择

Kimi: 问题8：你提到根据数据的大小进行选择，这是一个非常实用的指导原则。那么，你能描述一下在具体编程时，我们如何判断数据的大小，以及如何根据这个判断来选择适当的整型数据类型吗？例如，当我们需要存储一个班级学生的学号时，使用int是否足够，还是需要long？

User: 学号一般比较长,所以一般用long型

Kimi: 问题9：你提到学号比较长，所以一般用long型。这个“长”是指什么？是指学号的位数多，还是指学号的数值范围大？在实际应用中，学号的位数和数值范围对数据类型的选择有何影响？

这个问题可以帮助你深入思考数据类型选择的依据，不仅仅是基于数据的“长度”，还包括数据的实际范围和应用场景。

User: 位数多,即数值大

Kimi: 问题10：明白了，你指的是学号的位数多和数值范围大。那么，让我们进一步探讨一下：

1. 位数多：如果学号的位数多，意味着可能需要更多的存储空间来确保每个学号都能被唯一标识。这是否意味着在位数多的情况下，我们应该选择更大的数据类型，如long或long long？

2. 数值大：如果学号的数值范围大，那么使用int可能不足以覆盖所有的学号。在这种情况下，选择long或long long可以提供更大的数值范围，确保所有学号都能被正确存储。

那么，基于这些考虑，你能描述一下在实际编程中，我们如何根据学号的位数和数值范围来选择合适的数据类型吗？例如，如果一个学校的学号是8位数字，我们应该如何选择合适的数据类型？

User: 你的回答呢

Kimi: 如果一个学校的学号是8位数字，我们来分析一下如何选择数据类型：

1. int类型：在C语言中，int类型通常占用4个字节，即32位。这意味着int可以表示的数值范围大约是-21亿到21亿。对于8位数字的学号，即使是最大的8位数（99999999），也远远小于int能表示的最大值。因此，从数值范围的角度来看，int类型是足够的。

2. 位数：虽然int可以容纳8位数字的学号，但我们还需要考虑位数的问题。如果学号的前几位是0，例如00012345，那么直接使用int类型存储可能会导致前导0的丢失，因为int类型是整数类型，不会存储前导0。在这种情况下，如果需要保留前导0，我们可能需要使用字符串类型（如char数组）来存储学号。

3. long类型：long类型通常占用8个字节，即64位。对于8位数字的学号，long类型显然是绰绰有余的。但是，使用long类型可能会造成存储空间的浪费，因为long能表示的数值范围远远超过了8位数字学号的需求。

综上所述，对于8位数字的学号，如果不需要保留前导0，使用int类型是足够的。如果需要保留前导0，那么使用字符串类型（如char数组）可能更合适。选择long类型虽然可以解决问题，但可能会造成存储空间的浪费。

这个例子展示了在选择数据类型时，我们需要综合考虑数值范围和位数等因素，以选择最合适的数据类型。

学习进度条
代码行数（新增/累积） 博客量（新增/累积） 学习时间（新增/累积）
目标 5000行 30篇 400小时
第一周 200/200 2/2 20/20
第二周 300/500 2/4 18/38
第三周 500/1000 3/7 22/60
第四周 300/1300 2/9 30/90
第五周 900/1300 2/9 30/90
第六周 1000/1300 2/9 30/90
第七周 1000/1300 2/9 30/90
第八周 1100/1300 2/9 40/90
第九周 1300/1500 4/9 50/90