计算机科学导论（yq）
2024-12-16 15:54:02 0 举报AI智能生成
计算机科学导论
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大纲/内容
第1章 绪论
1.1 图灵模型
掌握图灵机和图灵测试
1.2 冯·诺依曼模型
掌握冯·诺依曼模型的4个组成子系统
掌握冯·诺依曼模型的主要思想：二进制存储程序
掌握冯·诺依曼模型中指令的顺序执行
1.3 计算机组成部分
理解计算机的三大组成：计算机硬件、数据和软件
理解计算机存储数据的方式：二进制
1.4 历史
理解第一台通用的、完全电子的计算机：ENIAC，采用十进制
理解第一台基于冯·诺依曼思想的计算机：EDVAC，采用二进制
理解计算机的发展历程：划分代际的依据
第2章 数字系统
2.1 引言
了解数字系统的概念
2.2 位置化数字系统
掌握十、二、十六、八进制及其进制之间的相互转换
2.3 了解非位置化数字系统
第3章 数据存储
3.1 数据类型
了解计算机外部的数据形式：数字、文本、音频、图像、视频。
掌握计算机内部数据的通用格式：位模式
掌握计算机中的最小单位：位bit；常用基本单位：字节Byte，字Word
3.2 存储数字
3.2.1 存储整数（定点整数），假设用8位寄存器
掌握定点整数和定点小数对小数点的约定方式
掌握无符号数的存储方法、表示范围和溢出，理解无符号数的应用
掌握有符号数的表示方法：符号加绝对值（原码）和二进制补码
掌握原码↔真值、表示范围和溢出
掌握补码↔真值、补码↔原码、存数范围和溢出
3.2.2 3种系统的比较
掌握相同存储容器，不同编码的表示范围
3.2.3 实数
了解实数的含义（既有整数又有小数）
了解实数在计算机中的表示方法（浮点表示法）
了解浮点表示法的3个组成部分：符号、位移量（又称指数）和尾数（尾数是定点小数）
3.3 存储文本
掌握ASCII码
理解计算机中存储文本的方法
掌握常用字符的ASCII码
掌握Unicode（utf-8的编码方案）
3.4 存储音频
了解音频信号（模拟信号数字化）的存储方法
了解采样率、量化等级、位深度、位率
了解常用的音频编码标准
3.5 存储图形
了解计算机中存储图像的2种技术：光栅图和矢量图
了解光栅图（位图）中像素、解析度（图像分辨率）、色彩深度（位深度）、真彩色、索引色等概念。
了解光栅图容量大小的计算方法
了解常见的光栅图编码标准
了解矢量图的编码方式
3.6 存储视频
了解存储视频的基本原理
第4章 数据运算
4.1 逻辑运算
掌握非（NOT）、与（AND）、或（OR）和异或（XOR）运算（教材例4-3、4-4、4-5、4-6）
掌握非（NOT）、与（AND）、或（OR）和异或（XOR）的应用（教材例4-7、4-8、4-9）
4.2 移位运算
掌握逻辑移位、循环移位和算术移位运算（教材例4,10-4.15）
4.3 算术运算
掌握整数的算术运算（补码加减法）
第5章 计算机组成
5.1 引言
掌握计算机的组成部件
5.2 中央处理单元
掌握CPU的三个组成部分
掌握数据寄存器、指令寄存器、程序计数器的英文缩写及功能
了解控制单元的功能
5.3 主存储器
5.3.1 地址空间
掌握位、字节、字长的关系和区别
掌握主存寻址空间的含义，及其和地址位数的关系
掌握按字寻址和按字节寻址的区别
5.3.2 存储器的类型
掌握RAM和ROM的区别，理解RAM和ROM的分类
5.3.3 存储器的层次结构
掌握存储器的层次结构
5.3.4 高速缓冲存储器
理解高速缓存出现的目的
了解高速缓存的工作原理
5.4 输入/输出子系统
了解磁盘的工作原理及磁盘容量和地址的计算
理解IO设备的两种寻址方式
5.5 子系统的互连
掌握总线的（系统总线）的分类（数据总线、地址总线和控制总线）以及每种总线的功能
5.6 程序执行
掌握一条指令执行周期的3个步骤：取指令、译码和执行
5.8 简单计算机
5.8.1 -5.8.3
理解ALU、CU和各个寄存器的作用
理解主存的分区
理解键盘和显示器的寻址方式
5.8.4 -5.8.7
掌握指令的构成：操作码+操作数，理解各个域的含义和功能
掌握如何描述每条指令的完整指令周期
掌握解决问题的程序编写方法及指令代码的求法
理解冯·诺依曼模型中程序和数据的存储方法
第8~9章 算法及程序设计初步
1 程序设计语言的演化
理解机器语言
特点：由“0”和“1”这样的二进制序列编码组成
计算机唯一识别的语言是机器语言。
理解汇编语言
特点：使用带符号或助记符的指令和地址代替二进制编码而形成的语言系统。
被汇编程序翻译为机器语言才能执行。
理解高级语言
特点：高级语言可读性强。同样需要翻译成机器语言才能运行。
了解两种翻译方法：编译和解释。
2 高级语言的共通概念
关键字
理解关键字的语法含义是确定及固定的，不可以被修改挪作它用。
标识符
掌握C语言标识符定义规则
了解驼峰命名法、匈牙利命名法
数据类型
简单型
数值型、逻辑型、字符型……
复合型
例如数组、记录。记录中的字段可以是数组，同样，数组元素也可以是记录。
变量
理解每个变量存在于内存中都有相应的地址。变量的值可以通过变量名进行存取。
了解变量的声明和初始化
常量
理解使用常量的好处
数据运算
了解一元、二元、三元运算分类及运算优先级
算术运算（+、-、*、/等）
逻辑运算（and、or、not等）
关系运算（<、>、=等）
位运算：C中的~、&、|
字符串运算：java中的字符串连接 +
数据传输（赋值←、I/O等）
3 程序的三种基本结构
掌握顺序结构
掌握分支结构
掌握循环结构
4 基本算法
掌握算法的定义，理解算法的表示方法：伪代码和使用UML绘制的流程图
掌握选择排序、冒泡排序、折半查找和递归思想
第6章 计算机网络和因特网
6.1 引言
掌握网络的定义
掌握网络的分类
理解因特网（Internet）和网际网（internet）的关系和区别
了解协议分层的目的和原则
掌握TCP/IP协议族的层次结构，理解各层的数据包名称和地址
6.2 应用层
掌握应用层的工作模式：C/S模式和P2P模式
掌握万维网、统一资源定位符、超文本传输协议、超文本标记语言、域名系统
6.3 传输层
掌握传输层的功能：提供进程到进程的通信
理解传输层的2个重要的协议：UDP和TCP
理解端口号的作用
6.4 网络层
掌握网络层的功能：提供主机到主机的通信
掌握网络层提供的服务：打包、数据包传递（无连接且不可靠）、路由
掌握网络层最主要的协议：网际协议（IP协议）
掌握IPV4中的IP地址、网络地址、主机地址、子网掩码、最大主机台数的求解
了解IPV6
6.5 数据链路层
掌握数据链路层的功能：提供节点到节点的通信。（处理数字信号）
了解局域网和广域网的实现技术
6.6 物理层
掌握物理层的功能：提供节点到节点的通信。（处理电磁信号）
了解数模和模数转换技术
6.7 传输介质
了解常用的传输介质
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