2020—2021—1学期20202418《网络空间安全导论》第一周学习总结
2020—2021—1学期20202418《网络空间安全导论》第一周学习总结
学习内容：《计算机科学概论》第二，三章。
《计算机科学概论》这一本书对我而言可谓是又爱又怕，爱就爱在我个人对该领域的热爱和掌握相关知识的渴望，怕就怕在通过这几天对二，三章的学习，我发现想要真的学会，学懂这么一本书是真的太不容易了。以后一定要下定决心，不畏艰苦，将这本书弄懂，取得优异的成绩！
现在对第二章，第三章做一个简单的总结和个人的感悟。
第二章：二进制数值与记数系统
本来叙述了计算机硬件用来表示和管理信息的方式—二进位数值。带我们引入了位置计数法这一新的概念，带领我们回顾以往数字分类的同时又提出了更详细的细节，并介绍了不同进位之间关系和转换，且最终将二进位数值和计算机联系起来，令我加深二进位数值对计算机的重要性。
一，数字的分类
自然数：0和通过在0上重复加1得到的任何书。
负数：小于0的数，是在相应的正数前加上负号得到的数。
整数：自然数，自然数的负数或0.
有理数：整数或两个整数的商。（不包括除以0的时候）
二，位置计数法
位置计数法法是指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数位的乘积之和。其中有一个很重要的东西，叫做基数，基数是记数系统基本数值，规定了这个系统中使用数字量和数位位置的值。
基数同时也决定着一个记数系统中最大的数字，比如以二为基数的操作系统中绝对不会出现3这个数字。
位置计数法操作方式如下（R表示基数）：
三，不同进制数字的转换
以2的幂为基数的操作系统为例
对于2进制数字1001001111。如果欲将其转化为八进制的数字，则需要从最右边开始数，每3个数字作为一组，并将其这三个数转化成八进制再按照原来的顺序排列即可，过程如下：
四，相同进制数字的加减
和我们平常生活中使用的10进制非常类似，以两个八位制数字加减为例：
只需要注意在何时进位或向上一位借1即可。
五，二进位数值与计算机
为什么二进位数值会和计算机有联系呢？是这样的，所有信息都是用二进位数值表示的，原因在于计算机每个储存位只有高电平和低电平两种信号，而这恰好可以视为0和1（储存位不能为空）。
每一个存储单元可称为二进制数字，或简称为位。把位放在一起就构成了字节（byte，8位）。字中的位数称为计算机的字长。
小结：目前计算机硬件采用的都是二进制数，将低电平视为0，高电位视为1，这么做既简便还不容易出错，学好二进制，熟练掌握不同进制数字的转化，牢记相关定义，相信将会对我们以后的学习很有帮助。
第三章：数据表示法
本章内容较多，但大多是事实陈述性内容，条理清晰，简单易懂，但需要记忆的内容较多，需要多加记忆。
正如书上所说的那样，没有数据，计算机就毫无用处。计算机执行的每个任务都是在以某种方式管理数据。因此，让计算机更快更好的运行，用适当的方式表示和组织数据是非常重要的。首先，我们应该正确区分数据和信息之间的区别。
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。
即数据是基本值或事实，信息是用某种能够有效解决问题的方式组织或处理过的数据。
而数据本身可分为两种，即虚拟数据和数字数据。
模拟数据：连续表示，模拟他真实的信息。
数字数据：离散表示，将元素分割成离散的元素。
由于我们周围无线数据的连续性，计算机不能很好地处理模拟数据，故我们将数据数字化，现在普遍使用二进制表示法，即高电位和低电位。
数字化（digitize）：把信息分割成离散的片段。
随着科技的发展，现在计算机已经可以处理各种各样的信息，比如：数字，文本，音频，图像和图形，视频。
现在我们来分别研究这个数据的细节。
一，数字数据表示法
（一）负数表示法
1.符号数值表示法
符号数字表示法(signed-magnitudu representation)：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。
但对于数字0却有＋0和－0两种方法，在计算机中会引起不必要的麻烦。
2.定长量数
如果数值定量，可以一半正，一半负。
假如能表达最大十进位数是9，那么1到4表示为正，5到9为负，如图所示
十位制补码：一种负数表示法，负数I用10的k次幂减I表示。
而现在计算机储存任何数据都用二进制，故我们采用类似的二进制补码。
即
3.数字溢出
如果给定数字个数为八个，在处理过程中，两个数字相加结果是九位，就称为数字溢出。
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
相当于广义的科学技术法，由于处理的不是很多都不是十进制数，所以用radix point表示小数点。
浮点表示法：
符号✖尾数✖基数exp
二，文本表示法
（一）字符集：字符和表示它们的代码的清单。
1.ASCLL字符集
2.Unicode字符集
（二）文本压缩
即用另一种更简短的方式来表示同一种信息
1.关键字编码
关键字编码：用单个字代替常用的单词。
比如用~表示the，用@*&等符号表示一些其他值得代替的单词（字符长且出现频率高）
2.行程长度编码
行程长度编码：把一系列重复字符替换为他们重复出现的字数。
如nnnnnnnnnnnn记为*n12
3.赫夫曼编码
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
如WAV,AU,AIFF,VQF,MP3，其中MP3格式使用率最高。
MP3的介绍
MP3有无损压缩和有损压缩两种压缩方法。将分析频率展开后，经过比较舍弃人类听不到但占空间的信息，再通过赫夫曼编码进一步压缩。
四，图像与图像表示法
（一）颜色表示法
RGB值表示（red green blue）并对应三种原色，相应的数字代表着色深度。
（二）数字化图像与图形
像素（pixel）：用于表示图像的独立点，代表图像的元素。
分辨率（resolution）：用于表示图像的像素个数。
光栅图像格式（raster-graphics format）：逐个像素存储图像信息的格式。
而目前流行的几种光栅图形文件有位图（BMP），GIF和JPEG。
元数据（metadata）：有关数据的数据。
矢量图形（vector graphic）：用线段和几何形式表示图像的方法。
（三）图形的矢量表示法
相对光缆图形用一个个小颜色格子描绘图像，矢量表示法用描述线段的方向，线宽和颜色的命令，由于不必记录所有的色素，这样的图片大小会比光栅图像小。
五.视频表示法
视频编译码器：用于缩减电影大小的方法。
这样的方法一般都采用有损压缩，但压缩的目标不会是影响观众视觉的信息。
它有两种压缩方式：时间压缩和空间压缩。
时间压缩（temporal compression）：根据连续帧之间的差别压缩电影的技术。
空间压缩（spatial compression）：基于静态图像的压缩技术的电影压缩技术。
经过这一节的自学，我已经初步了解了各型各样数据的形式和处理方法。而且这一节信息量很大，十分难记但对后面的学习来说却又十分重要。更加让我意识到学好网络空间安全专业导论的困难，学习不在一朝一夕，我们一定要从一开始就认真学习，不放过任何一点疑惑，不落下任何一个知识点。
最后附思维导图两张，结束来到电科院第一篇博客。
