2024-2025-1 20241307《计算机基础与程序设计》第四周学习总结

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教材学习内容总结

第二章主要介绍了二进制数值与记数系统相关的内容，具体如下：
数字与计算：
数字是属于抽象数学系统的一个单位，服从特定的算数法则。
位置记数法：
位置计数法是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乘积之和。其中，基数是记数系统的基本数值，规定了这个系统中使用的数字量和数位位置的值。
常见的记数系统有二进制、八进制和十六进制等。二进制只有 0 和 1 两个数字，逢二进一；八进制以 8 为基数，由 0 - 7 这八个数字组成；十六进制以 16 为基数，除了 0 - 9 这十个数字外，还有 A - F（或 a - f）表示 10 - 15。
其他记数系统中的运算：书中可能介绍了在不同记数系统下的基本运算规则，比如加法、减法、乘法等运算的方法和特点。
以 2 的幂为基数的记数系统：强调了以 2 的幂为基数的记数系统在计算机科学中的重要性，因为计算机的底层运算基于二进制，而二进制就是以 2 为基数的记数系统。这种系统便于计算机进行数据的存储和处理。
将十进制数转换成其他数制的数：讲解了如何将十进制数转换为二进制、八进制、十六进制等其他数制的数，以及反向的转换方法。例如，十进制数转换为二进制数可以通过除 2 取余的方法，直到商为 0，然后将余数从右到左排列即可。
二进制数值与计算机：
计算机的每一个存储单元为一个二进制数字（简称位，bit）。把位集合在一起构成了字节（byte，8 位），字节集合在一起构成了字（word）。字中的位数称为计算机的字长，现代计算机通常为 32 位或 64 位。
在计算机中，数据的存储和处理都是以二进制的形式进行的，无论是文本、图像、音频还是其他类型的数据，都需要转换为二进制形式才能被计算机处理。一个英文字母占一个字节，一个汉字通常占两个字节。

第三章主要围绕计算机中的数据展开，内容如下：
数据基础概念
数据与信息：数据是基本值或事实，是未组织过的原始内容；信息则是用有效的方式组织或处理过的数据。
数据压缩：由于计算机的存储和传输资源有限，数据压缩很重要。带宽指在一定时间内从一个地点传输到另一个地点的最大位数或字节数。压缩率是压缩后数据大小除以压缩前的大小，越接近 0 压缩程度越高。数据压缩分为无损压缩和有损压缩，无损压缩能完全还原原始数据，而有损压缩在压缩过程中会丢失一些数据细节，但可实现更高的压缩比。
数据表示方法
模拟数据与数字数据：计算机表示数据的方法有模拟法和数字法两种。模拟数据是一种连续表示法，模拟表示的真实信息；数字数据是一种离散表示法，把信息分割成了独立的元素。数字信号只能在两个极端之间跳跃，如脉冲编码调制（PCM）就是在两个极端之间跳跃的信号变化，在信号降级太多之前，需要重新插入原数字信号的行为称为重新计时。
数字数据表示：包括负数和实数的表示法。负数表示法有符号数值表示法、十进制补码、二进制补码等。二进制补码是常用的负数表示方法，最左边为符号位，负数的符号位总是 1。实数通常采用浮点表示法，标明了符号、尾数和指数，类似于科学计数法。
文本表示法：通过字符集来表示字符和其代码，常见的有 ASCII 字符集和 Unicode 字符集。ASCII 字符集主要包含英语字符，Unicode 字符集更大，包含了 ASCII 字符集以及更多的字符。
数据应用层面
文本压缩：介绍了几种常见的文本压缩方法，如关键字编码（用单个字符代替常用的单词）、行程长度编码（把一系列重复出现的字符替换为它们重复出现的次数）、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）。
其他数据类型表示
音频数据表示：音频数据需要数字化声波，即采集表示声波的电信号，并用离散的数值表示它。例如 CD 就是利用表面无数的凹点存储二进制数信息来存储音频信息。
颜色表示法：计算机常用 RGB 表示颜色，由红、绿、蓝三原色构成，每个颜色分量用一定位数的二进制数表示，色深度表示每种颜色的二进制数的位数乘三，不同的色深度可表示不同数量的颜色。
数字化图像与图形：照片等图像是由许多独立的像素单元组成的，数字化图像是将其表示为一个独立的点集。图像存储有光栅图形格式和矢量图形格式，光栅图形格式用像素点表示图像，文件较大；矢量图形格式用一系列描述线段的方向、线宽和颜色的指令来表示图像，文件一般较小。
视频表示法：视频编译码器用于压缩电影大小，采用时间压缩（对比连续帧之间的差别，删除相似的帧，保留关键帧）和空间压缩（整合一帧以内的相似信息）等方法。

C 语言程序设计第二章内容的概括：
一、C 语言基础元素介绍
常量与变量：
常量是在程序运行过程中其值不能被改变的量，包括数值常量（如整数常量、浮点数常量）、字符常量等。
变量是在程序运行过程中其值可以改变的量。变量有特定的数据类型，如整型、浮点型、字符型等。变量在使用前通常需要先声明，明确其类型和名称。
数据类型：
整型：包括短整型（short）、整型（int）、长整型（long）等，不同的整型类型在不同的编译环境下可能有不同的取值范围。
浮点型：分为单精度浮点型（float）和双精度浮点型（double），用于表示带有小数部分的数值。
字符型（char）：用于表示单个字符，占用一个字节的存储空间。
二、运算符与表达式
算术运算符：
加（+）、减（-）、乘（）、除（/）、取余（%）等。例如，两个整数相除结果为整数，若要得到浮点数结果，需要将其中一个数转换为浮点数类型。
赋值运算符：
基本的赋值运算符是 “=”，用于将一个值赋给一个变量。还有复合赋值运算符，如 “+=”“-=”“=”“/=” 等，它们将运算和赋值结合在一起，提高了代码的简洁性。
关系运算符：
用于比较两个值的大小关系，如 “>”“<”“>=”“<=”“==”（等于）、“!=”（不等于）。关系运算符的结果是一个布尔值，即真（非零值）或假（零值）。
逻辑运算符：
“&&”（逻辑与）、“||”（逻辑或）、“!”（逻辑非）。用于对布尔值进行逻辑运算，以控制程序的流程。
表达式：
由运算符和操作数组成，可以进行各种运算并得到一个结果值。表达式的优先级和结合性决定了运算的顺序。
三、输入与输出函数
输出函数 printf ()：
用于将数据输出到控制台。可以通过格式控制字符串指定输出的格式，如整数、浮点数、字符等的输出格式。
例如，“printf ("The value is % d", variable);”，其中 “% d” 表示输出一个整数，“variable” 是要输出的变量。
输入函数 scanf ()：
用于从控制台接收用户输入的数据，并将其存储到指定的变量中。也需要使用格式控制字符串来指定输入的格式。
例如，“scanf ("% d", &variable);”，其中 “% d” 表示输入一个整数，“&variable” 表示变量的地址，用于接收输入的值。

基于AI的学习

其他（感悟、思考等，可选）

学习计算机科学概论二、三章和 C 语言程序设计第二章后，感悟颇深。计算机科学概论让我深入了解了二进制的奇妙世界和数据的各种表示方式。它揭示了计算机底层运作的逻辑，使我对这个数字时代的基石有了更清晰的认识。而 C 语言程序设计第二章则让我实际接触到编程的基础。认识到数据类型和变量的重要性，以及如何进行规范的输入输出操作。这两者结合，既让我领略了理论的魅力，又感受到实践的乐趣，激发我在计算机科学的道路上不断探索前行。

学习进度条