计算机科学概论复习提纲

计算机科学概论复习提纲2014-2015（1）第一章数据存储1、熟悉布尔运算，能分析触发器、门电路基本的布尔运算：AND、OR、XOR、NOTAND:输入只有都为真时，结果才为真；OR：输入有一个为真，结果就为真；XOR：输入不同时，结果就为真；NOT：输出为输出的相反值。2、了解存储容量的度量单位存储单元：存储数据的单元，典型的存储单元的容量是8位（即：1字节）地址：表示存储单元的编号。主存储器（RAM）：即随机存取存储器。存储容量的度量：bit、byte、KB3、熟悉不同进制的转换（二进制、十进制、八进制、十六进制）十六进制的表示：使用一个符号来表示位模式的4位。4、不同的海量存储器（硬盘、软盘、光盘、磁带、U盘等）的存储原理及相关术语（磁道、柱面、扇区、缓冲区）5、衡量磁盘系统性能的指标的含义(寻道时间、旋转延迟、存取时间、传输速率)，并考虑可通过何种措施提高磁盘系统的性能寻道时间：磁头从一个磁道移到另一磁道所需的时间；旋转延迟（等待时间）：盘片旋转一周所需时间的一半；存取时间：寻道时间+旋转延迟；传输速率：在磁盘上读出或写入数据的速度；随机存取设备（主存、硬盘、光盘）、顺序存取设备（磁带）物理记录（符合存储设备特性的数据块，即扇区）、逻辑记录（自然产生的数据块，即：文件）缓冲区：不同的设备间数据传输过程中，临时存放数据的区域。6、不同的数据类型（文本、数值、图像、声音）的表示方式，并能够计算其存储容量文本的表示：采用ASCII、UNICODE。数值的表示：使用二进制编码，不使用符号编码；用十六进制表示二进制位模式图像的表示：位图、矢量图★会计算位图的存储容量（黑白、彩色等）声音的表示采样采样频率★会计算音乐的存储容量（CD、立体声）第二章数据操控1、CPU的构成及其部件的功能CPU的组成：算术/逻辑单元（执行数据运算的电路）控制单元（协调机器活动的电路）寄存器单元（用做CPU内部信息的临时存储）寄存器的分类：通用寄存器、专用寄存器（程序计数器、指令寄存器）通用寄存器：临时保存CPU正在操作的数据计算机科学概论复习提纲2014-2015（1）程序计数器中包含了下一条要执行的指令的地址；指令寄存器用于保存当前正在执行的指令2、区分寄存器、主存（内存）、高速缓存（CACHE）、海量存储器（外存）的作用寄存器用于存储可立即运算的数据；主存用于存储即将使用的数据；高速缓存位于CPU内部,保存主存中最重要的数据的副本。海量存储器用于存储最近也许不会使用的数据；如：硬盘、光盘、磁带、U盘等3、存储程序的思想存储程序：将计算机程序存储在主存储器的思想。4、两种不同的指令系统，并分析其各自的优劣RISC（精简指令集计算机）、CISC（复杂指令集计算机）5、可举例说明机器指令的分类及其作用数据传输类(LOADSTORE):请求在各个位置之间传输数据的指令;算术/逻辑类(SHIFTROTATE):负责数据的运算;控制类(JUMPBRANCH):指导程序执行的指令，而不作数据操作。机器指令的构成:操作码、操作数★熟悉并会使用附录C的机器指令。循环移位也要理解。6、熟悉机器周期内每个步骤所完成的工作取指（按程序计数器指示的地址从存储器中读出一条指令，然后增加程序计数器的值）、译码（对指令寄存器中的位模式进行译码）、执行（实现指令寄存器里指令所规定的动作）。7、熟悉书本上的演示所用的机器语言，能够阅读、编程★会分析以机器语言编写的程序：翻译为自然语言、输出的结果、寄存器的内容。★会用机器语言编写程序，需要考虑合理的指令的地址。8、控制器的作用控制器实现CPU与其它设备之间的通信，在计算机内、外部的数据格式之间转换。每个控制器都是为特定类型的设备设计的，彼此不能通用。控制器本身就是一台小的计算机，有自己的存储电路和CPU。9、通信速率的表示单位传输数据位的速率：bit/s,Kbit/s,Mbit/s第三章操作系统1、了解操作系统、作业、批处理、交互式处理、实时处理、分时、多任务、负载平衡、均分、虚拟内存等概念操作系统：是用来协调计算机的内部活动以及检查计算机与外部世界通信的软件包。用来控制计算机的整体运行。作业：把每个程序的执行称为是一个作业批处理:在用户与设备分离的情况下，操作员把用户的程序、所需的数据和有关该程序的需求的特别说明装入计算机的大容量存储器中，而称为操作系统的程序负责一次一个的读取程序并执行，这就是批处理的开始。交互式处理（允许执行一个程序来通过远程终端与用户对话。）、计算机科学概论复习提纲2014-2015（1）实时处理（计算机在一个限期内被强制执行任务）P80分时（使用多道程序设计的技术。把时间分为时间片，每个作业每次只能执行一时间片的时间，该时间片完成，这个作业就会暂停执行，机器会允许下一个作业执行。指的是多个用户共享对同一计算机的访问）、多任务（一个用户同时执行多个任务）的区别P81负载均衡（在多处理器环境中，动态地将任务分配给各个处理器）、均分（在多处理器环境中，将大的任务划分为若干与可用处理器相适应的子任务。）P81虚拟内存2、软件的分类，并可举例P833、操作系统的组件及其作用窗口管理程序（负责管理当前屏幕上的所有窗口）、文件管理程序（保存了所有存储在大容量存储器里的文件的相关信息）、设备驱动程序（负责与控制器进行通信）、内存管理程序（负责协调计算机对主存储器使用的任务）调度程序、分派程序：与协调进程的执行有关的任务。调度程序：维护一个有关该计算机现存的进程记录集合（进程池），将新的进程加入到该进程池，并把已经完成的进程移出进程池。分派程序：确保被调度的进程能实际被执行。在分时/多任务系统中，分派程序依靠多道程序设计来完成。把时间分为短的时间段，每段称为一个时间片，然后把CPU的注意力在就绪的进程之间切换，允许每个进程每次执行的时间不超过一个时间片。4、计算机的引导过程当计算机接通电源时，CPU就开始执行驻留在ROM中的引导程序,这个引导程序将在执行完一系列的开机准备工作后，将操作系统从海量存储器传送到RAM，并最终将对计算机的控制权从引导程序交给操作系统，从此操作系统开始接管控制权。5、程序和进程的区别、进程状态、进程表等程序是静态的，是指令的集合；进程是动态的，会随着时间的不同而改变。在操作系统的控制下执行某个程序的活动称为进程。与进程相关的活动的当前状态称为进程状态，包括：程序计数器中的值、CPU中其它寄存器的值、相关的主存储器单元的值。进程状态就是机器在某一时刻的快照（因此：在程序执行的不同时刻，就会有不同的快照）为了跟踪所有进程，调度程序在主存储器中维护一个信息块，称为进程表。进程表中包括：该进程的存储器区域、优先级、就绪或者等待进程表中的进程的状态：就绪（ready）、等待（waiting）从一个进程改变到另一个进程的过程称为进程切换第四章组网及因特网1、不同的网络分类形式计算机科学概论复习提纲2014-2015（1）根据网络的覆盖范围划分：局域网、城域网、广域网、国际互联网。按网络的拓扑结构划分：总线型网络、星形网络、环形网络、树状网络和混合型网络等。按传输介质划分：有线网和无线网按网络的使用性质划分：公用网和专用网。2、网络的拓扑结构，并可简述其优劣总线型网络、星形网络、环形网络、树状网络和混合型网络。3、常用的网络设备（中继器、网桥、交换机、路由器等）的作用（交换机P102、中继器P102、网桥P102、路由器P104、网关P104）中继器的作用是为了放大电信号，提供电流以驱动长距离电缆，增加信号的有效传输距离。从本质上看可以认为是一个放大器，承担信号的放大和传送任务。网桥能够连接相互独立的两个以上的网段，是一种工作在数据链路层的存储-转发设备。交换机是计算机网络中连接多台计算机或其他设备的连接设备。路由器属于网间连接设备，它能够在复杂的网络环境中完成数据包的传送工作。它能够把数据包按照一条最优的路径发送至目的网络。路由器比网桥功能更强，网桥仅考虑了在不同网段数据包的传输，而路由器则在路由选择、拥塞控制、容错性及网络管理方面做了更多的工作。4、IPV4、IPV6地址的字长及表示方式、子网掩码的作用，并可根据子网掩码做相关的计算P108--IP地址具有固定、规范的格式，它由32位二进制数组成，分成4段，其中每8位构成一段，这样每段所能表示的十进制数的范围最大不超过255，段与段之间用“.”隔开。IP地址常用A、B、C三类，它们均由网络号和主机号两部分组成。类别A、B、C，三类的最高位分别为0、10、110。网络号分别为8、16、24位。网络号与主机号的作用能根据网络号确定网络中主机的数量子网掩码的工作原理：将两台计算机各自的IP地址与子网掩码进行AND运算后，如果得出的结果是相同的，则说明这两台计算机是处于同一个子网络上的，可以进行直接通信。5、协议、域名服务器(DNS)的作用协议P100:数据交换、资源共享是计算机网络的最终目的。要保证有条不紊地进行数据交换，合理地共享资源，各个独立的计算机系统之间必须达成某种默契，严格遵守事先约定好的一整套通信规程，包括严格规定要交换的数据格式、控制信息的格式和控制功能以及通信过程中事件执行的顺序等。这些通信规程我们称之为网络协议（Protocol）。域名：面向用户的字符型主机命名机制。域名服务器P109：在网络中实现域名与IP地址的转换的服务器。6、URL的构成URL每部分的含义P114协议://主机名/路径/文件名协议：指数据的传输方式，通常称为传输协议，如超文本传输协议http。主机名：指计算机的地址，可以是IP地址，也可以是域名地址。如202.112.144.62为IP地址，则为域名地址，其中代表计算机名为万维网，gb代表“金桥”这个组织实体，com表示这是一个商业机构，cn代表中国。计算机科学概论复习提纲2014-2015（1）路径：指信息资源在Web服务器上的目录。7、了解OSI的七层参考模型物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。8、了解加密、解密、公钥、私钥等基本概念第五章算法1、能够依据算法的定义，判断某伪代码是否为严格的算法2、能够熟练使用赋值、分支、循环结构等，描述算法，并正确使用过程3、熟悉顺序搜索（有序表，适合较短的列表）、插入排序（使无序表变为有序表）、二分搜索等算法的执行过程，可针对不同的列表找出搜索的顺序4、常用算法的时间复杂度5、能够用伪代码描述算法6、能够阅读用伪代码编写的递归程序5.1能根据算法的定义，来确定某处理过程是否为严格意义上的算法P135一个算法是定义一个可终止进程的、有序的、无歧义的、可执行的步骤的集合5.2原语P137建立一组严格定义的构件块，利用它们来构建算法的表示。这样的构件块称为原语。伪代码中赋值语句、选择结构(if,switch)、循环结构(while…do,repeat…until)的表示方法P139过程的格式（必须以procedure开头，还需要考虑是否需要形参）伪代码（pseudocode）是一种在算法开发过程中用来非形式地表达思想的符号系统。★会用伪代码描述算法5.4★理解顺序查找算法、插入排序算法和二分查找算法，并可以针对具体的例子说出其执行的过程。★能够理解while…do和repeat…until这两种循环结构的不同，并可相互转换。5.5★能够阅读理解递归程序★会使用递归结构写过程5.6了解已学算法的时间复杂度、常用算法的时间复杂度第六章程序设计语言1、程序设计语言的分类及特点2、编译和解释的区别3、不同的程序设计范型的特点4、程序的构成、常用数据类型、同构数组和异构数组、常量、字面量、赋值语句、控制语句、注释语句等5、熟悉过程调用的执行顺序，并可依据参数传递的方式（按值传递、按引用传递）阅读程序6、变量的作用域、局部变量、全局变量6.1程序设计语言的分类：机器语言、汇编语言（汇编语言是机器语言的符号化表示）、高级语言翻译器的作用：负责把高级的原语翻译成机器语言的程序计算机科学概论复习提纲2014-2015（1）两种不同的