计算机导论期末复习

• 计算机内部采用二进制的原因：物理元件易于表示，操作规则简单，可靠性高，逻辑性强

• 用补码表示数的原因：

  符号位与有效值部分一起参与运算，简化运算规则；

  将减法操作转换为加法操作，简化操作员的电路设计

• 浮点数表示法:阶码补码以形式存储，尾数为原码形式存储。

  一个数的存储位数为$nm1$，

  若阶码的位数为$n$，阶码的范围为：$?2^{n?1}～2^{n-1}-1$；若尾数的位数为$m$，则尾数的取值范围为：$2^{-1}\sim 1-2^{-m-1}$

  则该数的范围为：$(2^{-1})\times 2^{(-2^{n-1})}\sim (1-2^{-m-1})\times 2^{(2^{n-1}-1)}$，$-(1-2^{-m-1})\times 2^{(2^{n-1}-1)}\sim -(2^{-1})\times 2^{(-2^{n-1})}$两个对称区间。

  数发生“下溢”，则视为0；发生“上溢”，则程序中断。

• 位（bit）是存储信息的最小单位，字节（B）是信息处理的基本单位

• 字长：CPU通过数据总线一次存取、加工、传送的数据长度

• 信息的编码：

  • BCD码（如8421码）

  • ASCII码：8位，最高位作为校验位（偶校验：后7位中1的个数为偶数则最高位置0），后7位的高3位为000或001的都是控制符。

    a——97；A——65；0——48

  • 汉字编码：国标码（每个汉字均用两个7位二进制数表示，在计算机中用两个字节表示，每个字节的最高位为0）、汉字输入码（汉字外码）、汉字内码（为了能区分汉字与ASCII码，在计算机内部表示汉字时把国标码两个字节的最高位改为1）、汉字字形码、汉字地址码与交换码

  • 数据校验码：奇偶校验码、海明威校验码

    数据校验码的基本思想即：尽量将数据的编码之间的距离大一点，从而使一个有效代码中有少量错误时不至于变为另一个有效代码。

• 逻辑代数：
  异或：真值相同为假，真值不同为真。

  $A(B+C)=AB+AC$ $A+BC=(A+B)(A+C)$

  $AB+A\overline{\text{B}}=A$ $(A+B)(A+\overline{\text{B}})=A$

  $\overline{\text{A+B}}=\overline{\text{A}}\overline{\text{B}}$ $\overline{\text{AB}}=\overline{\text{A}}+\overline{\text{B}}$

• 程序设计基础

• 冯·诺依曼的“存储程序”理论：将程序预先存入存储器中，使计算机能够自动地从存储器中读取指令并执行。不同的程序解决不同的问题，可以方便地返回前面的指令或反复执行，实现了计算机通用计算的功能。

  冯·诺依曼主要的贡献就是提出了存储程序的概念。

  “采用二进制”：计算机中的数据和指令均以二进制的形式存储和处理

• 计算机硬件的基本结构和工作原理

• 系统单元

• 数据库：统一管理的相关数据的集合

• 数据库管理系统：对数据库进行管理的软件，是数据库系统的核心

• 数据库系统：是由数据库、数据库管理系统、数据库管理员、数据库应用程序以及用户五部分组成的系统

• 发展过程：

  • 人工管理阶段：数据处理采用批处理的方式，没有专门用于数据管理的软件，数据与程序之间不具有独立性
  • 文件系统阶段：数据独立与程序，可以重复使用；时间了文件的长期保存和按名存取
  • 数据库阶段：具有较高的逻辑数据独立性；提供了数据库的创建、操纵以及对数据库的各种控制功能；用户界面友好，便于使用
  • 高级数据库阶段：（分布式数据库、面向对象数据库）为数据管理和信息的共享和利用带来了极大的方便

• 数据库的体系结构：外模式、内模式、概念模式

• 数据库管理系统功能：数据库定义功能、操纵、事物管理、维护、其它

• 数据库管理系统的类型：层次型数据库、网状型、关系型、面向对象

• 结构化查询语言SQL

  • 特点：功能一体化、语法结构统一性、高度的非过程化、语言的简洁性
  • 功能：数据定义功能、操纵、控制、嵌入式功能

CREATE TABLE A(学号 CHAR(4) NOT NULL, 年龄 SMALLINT,                PRIMARY KEY(学号));CREATE TABLE B(学号 CHAR(4) NOT NULL, 年龄 SMALLINT, 系别 VARCHAR(50),                PRIMARY KEY(学号),                FOREIGN KEY(学号)REFERENCES A(学号),                CHECK(年龄 is NULL) OR (年龄 BETWEEN 10 AND 20));ALTER TABLE A ADD 姓名 VARCHAR(20);ALTER TABLE A DROP 姓名 CASCADE;DROP TABLE A RESTRICT;CREATE UNIQUE INDEX IB1 ON B(学号 ASC);CREATE INDEX IB2 ON B(学号 ASC, 年龄 DESC);DROP INDEX IB2;SELECT * FROM B; -- 查询B表的全部属性，*代表整体SELECT 姓名 FROM B WHERE 系别='计算机系' OR 系别='电子工程系';SELECT 姓名 FROM B WHERE 系别 IN ('计算机系', '电子工程系');SELECT 姓名,年龄 FROM B WHERE 年龄>=15 AND 年龄<=18;SELECT 姓名,年龄 FROM B WHERE 年龄 BETWEEN 15 AND 18 ORDER DESC; -- 查询结果按降序排列SELECT COUNT(*), AVG(年龄) FROM B WHERE 系别='计算机系' AND 性别='男'; -- 求个数、平均数INSERT INTO B VALUES('2292020', 18, '计算机系');CREATE TABLE S(系别 CHAR(50) NOT NULL, 平均年龄 INTEGER,              PRIMARY KEY(系别));INSERT INTO S(系别, 平均年龄) SELECT 系别, AVG(年龄) FROM B GROUP BY 系别;DELETE FROM B WHERE 年龄=18;UPDATE B SET 系别='电子工程系' WHERE 系别='计算机系'; -- 将B表中系别为计算机系的学生的系别改为电子工程系UPDATE B SET 年龄=年龄+1; -- 将B表中所有学生的年龄+1

• 分布式数据库

  一个分布式数据库是物理上分散在计算机网络各结点上，但在逻辑上属于同一系统的数据集合。

  特点：数据分布性、逻辑相关性、局部自治与全局共享性、数据的冗余性、数据的独立性、系统的透明性

• 多媒体数据库、并行数据库、演绎数据库、主动数据库、数据仓库

• 文档：文档内容、文档结构（SGML、ODA）、模型

• 普通文档是以线性方式组织数据的，而超文本和超媒体是非线性的。（结点、链）

• 超文本系统的特点主要由其非线性信息链结构所决定的，它通过指示器连接基本信息单元（结点）

  体系结构：表现层、超文本抽象机、存储层

• 多媒体文档至少是由一个连续媒体和一个离散媒体组成的文档。不同文档之间的集成是通过信息单元（同步）。

• 超媒体系统包括超文本系统的非线性信息链和多媒体系统中的连续和离散媒体。

• 数字音频信息：WAV AIF VOC MIDI RMI

• 图像：BMP GIF TIFF PCX TGA MMP

• 视频：MPG AVI AVS

• 压缩：通过数据压缩手段，可以节约存储空间，提高通信信道的传输效率，使计算机实时处理音频、视频信息，保证播放出高质量的视频、音频节目成为可能

  静态图像——JPEG 运动图像、音频——MPEG

• 软件工程是研究和应用如何以系统性的、规范化的、可定量的过程化方法去开发和维护软件的学科。

  核心思想是软件产品看作是一个工程产品来处理。

• 软件生存周期：指软件产品从考虑其概念开始，到该软件产品不能再被使用为止的整个时期。

  包括：概念阶段、需求阶段、设计、实现、测试、安装、交付使用、运行、维护

• 软件开发模型：清晰、直观地表达软件开发全过程，明确规定了要完成的主要活动和任务，是项目开发工作的基础。

  瀑布模型、渐增模型、演化、螺旋、喷泉、转换、智能

• 计算机罪犯的类型：雇员、外部使用者、黑客和解密者、有组织的犯罪
• 计算机犯罪的形式：破坏、偷窃、操纵
• 防御技术是一种防止内部网络或计算机系统免受外部不可信网络或系统入侵的方法，主要措施：防火墙。
• 防火墙的结构：包过滤防火墙、双宿主网关、过滤主机、过滤子网、MODEM池

• 计算机病毒：编制或在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者数据，影响计算机使用并且能够自我复制的一组计算机指令或者程序代码。
• 特点：破坏性、传染性、隐蔽性、可触发性
• 危害：占用系统资源、破坏程序或数据、影响系统运行
• 分类
  • 传统病毒：宏病毒、混合型病毒
  • 现代病毒：蠕虫、木马
• 防治：预防为主，防治结合