2024-2025-1 20241407《计算机基础与程序设计》第四周学习总结

news/2024/10/19 11:46:42

这个作业属于哪个课程	2024-2025-1-计算机基础与程序设计
这个作业要求在哪里	2024-2025-1计算机基础与程序设计第四周作业
这个作业的目标	学习门电路，组合电路，逻辑电路，冯诺依曼结构，CPU，内存，IO管理，嵌入式系统，并行结构，物理安全
作业正文	https://www.cnblogs.com/wangyihan604505/p/18475589

教材学习内容总结

《计算机科学概论》第七版第四章主要介绍了逻辑门和电路的基础知识，以及它们在计算机硬件中的应用。以下是该章节的主要内容总结：
1. 逻辑门的功能：逻辑门是计算机硬件的基础，能够接收一个或多个信号，并输出一个信号。逻辑门包括非门（NOT）、与门（AND）、或门（OR）、异或门（XOR）、与非门（NAND）和或非门（NOR）等类型。每种门都有其特定的布尔表达式、逻辑框图和真值表表示方法。
2. 晶体管的构造和工作原理：晶体管是构成各种逻辑门的基础，通过不同的晶体管组合可以制造出不同类型的逻辑门。与非门和或非门可以通过在与门和或门的基础上加一个非门来制造。
3. 布尔代数的性质：布尔代数是逻辑运算的数学基础，包括交换律、结合律、分配律、恒等、补数和德·摩根定律等性质。这些性质在设计和简化逻辑电路时非常重要。
4. 加法器和半加器：介绍了加法器和半加器的工作原理，其中和（SUM）通过异或门实现，进位（CARRY）通过与门实现。这些是构成更复杂算术运算电路的基础。
5. 多路复用器和多路分配器：多路复用器根据输入控制线选择不同的输入信号输出，而多路分配器则相反，它们在数据选择和分配中发挥重要作用。
6. 集成电路（芯片）：集成电路是嵌入了多个逻辑门的硅片，它代表了逻辑门的高级别抽象，将许多门集成在一起，如CPU芯片。
通过这些内容的学习，我们可以对计算机硬件中的逻辑门和电路有一个基本的了解，为进一步学习计算机组成和体系结构打下基础。
《计算机科学概论》第七版第五章主要介绍了计算机的硬件组成部分以及它们的功能和工作原理。以下是该章节的主要内容总结：
1. 计算机部件的表示与介绍：本章开始部分介绍了各种计算机部件的表示方法和相关介绍，包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的区分，其中RAM可以被直接访问并且可以更改内容，而ROM的内容则是固定的，不能更改。
2. 冯·诺依曼体系结构：详细介绍了冯·诺依曼体系结构，这是现代大多数计算机的基础。该体系结构包括五个主要部分：内存、算术/逻辑单元（ALU）、输入设备、输出设备和控制单元。内存用于存储数据和指令，ALU负责执行算术和逻辑运算，控制单元则负责指令的译解和执行。
3. 计算机处理周期：解释了计算机如何通过读取、译解指令，获取数据和执行指令来处理数据和指令的周期性过程。
4. 二级存储设备：讨论了辅助存储设备的概念，如硬盘、固态硬盘、CD、DVD和闪存等。这些设备可以在断电后依然保存数据，并且能够存储大量数据，但需要从这些设备中读取和写入数据。
5. 触摸屏技术：介绍了触摸屏作为输入设备的功能，它能够同时进行输入和输出，并且确定触摸的位置。
6. 嵌入式系统：嵌入式系统是为了完成特定功能而设计的专用计算机系统。
7. 并行计算：探讨了并行计算的概念，包括并行计算的定义、并行硬件的分类等。并行计算允许多个处理器或核心同时执行多个任务，从而提高计算效率。
8. 存储器的类型：介绍了不同类型的存储器，包括易失性存储器（如RAM）和非易失性存储器（如ROM、硬盘等）。
9. 存储器的工作原理：讨论了存储器的工作原理，包括如何读取和写入数据，以及存储器的访问速度和容量。
10. 计算机硬件的发展趋势：对计算机硬件的未来发展进行了展望，包括存储技术的进步和处理能力的增强。
本章通过详细介绍计算机的硬件组成部分，为我们提供了对计算机如何存储、处理和输出信息的深入理解。
《C语言程序设计》第五版第三章主要介绍了基本的C程序设计知识，包括数据类型、运算符与表达式、数据的输入和输出，以及顺序结构程序设计。以下是该章节的主要内容总结：
1. 数据类型：介绍了C语言中的基本数据类型，包括整型、浮点型、字符型等，以及如何声明和使用这些类型的变量。
2. 运算符与表达式：
算术运算符：包括加、减、乘、除等，以及它们的优先级和结合性。
赋值运算符：介绍了赋值语句的格式和复合赋值运算符的使用。
自增和自减运算符：讲解了 ++ 和 -- 运算符的用法和区别。
强制类型转换运算符：介绍了如何使用类型转换运算符来改变表达式中操作数的类型。
3. 数据的输入输出：
printf 函数：用于格式化输出数据到标准输出设备（通常是屏幕）。
scanf 函数：用于从标准输入设备（通常是键盘）读取格式化输入。
getchar 和 putchar 函数：用于读取和输出单个字符。
4. 顺序结构程序设计：介绍了如何编写顺序执行的程序，即按照代码的顺序依次执行指令。
5. 宏常量和 const 函数：介绍了如何使用 #define 预处理指令定义宏常量，以及使用 const 关键字声明常量。
6. 转换运算：讨论了自动类型转换和强制类型转换，包括它们的优缺点和使用场景。
7. 标准数学函数：介绍了如何使用C语言标准库中的数学函数，如 sqrt 、 pow 等，来执行复杂的数学运算。
8. 程序设计举例：通过具体的程序实例，展示了如何应用第三章的知识来解决实际问题。
这一章的内容为我们后续的学习打下了坚实的基础。

教材学习中的问题和解决过程

问题一：小数点后保留两位怎么输出？
解决方案：AI答：在C语言中，如果你想在输出时保留小数点后两位小数，可以使用 printf 函数，并指定格式字符串中的精度。这可以通过在格式说明符中使用 .2f 来实现，这告诉 printf 函数保留两位小数。
以下是一个简单的示例，演示如何在Code::Blocks中编写C语言程序，以输出一个浮点数并保留两位小数：

include <stdio.h>

int main() {
// 定义一个浮点数
double number = 123.456789;

// 使用printf输出该数，并保留两位小数
printf("%.2f\n", number);return 0;

}
这段代码的解释如下：
#include <stdio.h> ：包含标准输入输出库，这是使用 printf 函数所必需的。
double number = 123.456789; ：定义一个 double 类型的变量，并初始化为123.456789。
printf("%.2f\n", number); ：使用 printf 函数输出变量 number 。格式字符串 "%.2f\n" 指定了输出格式，其中 .2 表示保留两位小数， f 表示浮点数。
你可以在Code::Blocks中创建一个新的C项目，然后将这段代码复制到主函数文件中，编译并运行程序，它将输出该数并保留两位小数。
问题二：如何理解“处理信息的单元从存储信息的单元中分离出来了”？
解决方案：AI答：这句话描述的是一种信息处理和存储的分离概念，通常出现在计算机科学和信息技术领域。在计算机系统中，信息处理单元（如CPU）负责执行计算和逻辑操作，而信息存储单元（如内存、硬盘等）则负责保存数据和程序。这种分离允许系统设计更加灵活和高效，因为处理和存储可以独立优化和升级。
以下是对这句话的几个层面的理解：
1. 物理分离：在硬件层面，处理单元和存储单元是两个不同的物理组件。例如，CPU是处理单元，而RAM（随机存取存储器）和硬盘是存储单元。
2. 功能分离：在功能上，处理单元负责执行指令和处理数据，而存储单元负责保存数据和程序。这种分离使得处理单元可以专注于计算任务，而存储单元则专注于数据的快速读写。
3. 架构分离：在系统架构上，处理和存储的分离可以提高系统的可扩展性和灵活性。例如，可以通过增加更多的处理单元来提高计算能力，或者通过增加存储单元来提高数据存储容量。
4. 软件抽象：在软件层面，操作系统和编程语言提供了抽象，使得程序员不需要关心数据是如何在物理存储单元中存储的，只需要关心如何操作数据。这种抽象简化了编程过程，并允许程序在不同的硬件配置上运行。
5. 云服务和分布式系统：在现代的云服务和分布式系统中，处理单元和存储单元的分离更加明显。例如，云服务可以将计算任务分配给分布在不同地理位置的服务器集群，而数据可以存储在远程的数据中心。
6. 数据移动性：这种分离还意味着数据可以在不同的处理单元之间移动，只要它们遵循相同的数据格式和协议。这为数据共享和协作提供了便利。
总的来说，“处理信息的单元从存储信息的单元中分离出来了”这句话强调了现代计算系统中处理和存储的独立性，这种独立性是提高系统性能、灵活性和可扩展性的关键因素。