2020~2021年第一学期《计算机科学概论》第一周学习总结
学习内容：《计算机科学概论》第2、3章
通过老师讲解以及自己的自学之后，我对第一章之中所讲的计算系统以及计算机发展历史和一些常用术语有了初步的认识与了解。本周自学内容主要为第二章以及第三章的相关知识，下面为我的自学总结。
第二章主要讲述的是计算机硬件中用来表示和管理信息的方式，即二进制数值，另外就是记数系统，为以后理解计算系统如何使用二进制记数系统实现任务做准备。
知识点：
1.数字：抽象数学系统的一个单位，服从特定的顺序法则、加法法则和乘法法则等算数法则。即数字
表示的值可以施加某些算数法则。除此之外，数字还可以分为自然数、负数、整数、有理数
等几类：
(1)自然数：0和通过在0上重复加1得到的任何数，用于计数。
(2)负数：小于0的数，是在相应的正数前加上负号得到的数。
(3)整数：所有自然数和它们的负数。
(4)有理数：整数和两个整数的商(不包括除以0的情况），任何有理数都可以表述为一个分数。
2.本章重点在自然数以及在各种记数系统中如何表示它们。
3.基数：记数系统中的基本数值，规定了这个系统中使用的数字量和数位位置的值。这些数字都是从0
开始，到比基数小1的数字结束。基数还决定了数位位置的含义，当给记数系统中的最后一
个数加1后，必须执行数位位置左移。
数字是用位置记数法编写的。最右边的数位表示它的值乘以基数的0次幂、紧接看这个数位的左边的数位表示它的值乘以基数的1次幕，接下来的数位表示它的值乘以基数的2次幂，再接下来的数位表示它的值乘以基数的3次幂，依此类推。
4.位置记数法：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。（用记数系统的基数的多项式表示值）
如:
注意：不论是以任何数字为基数，最右边的数字都是“1”数位，因为任何数的0次幂都是1。
5.以2为基数（二进制）的记数系统在计算中尤为重要！！！
6.基数规定了记数系统中的数字个数。以10为基数的记数系统有10个数字（0~9），
以2为基数的记数系统有2个数字（0~1）。
7.大于10的记数系统中，以字母表示数字。如：以16为基数的记数系统中的16个数字为：
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F
8.要用任何基数表示基数值，只需要两个数字。0位于最右边，1在0的左边，这个数字表示基数值本身。因此，10 是以10为基数的记数系统中的10，10 是以8为基数的记数系统中的8，10是以16为基数的记数系统中的16。
9.二进制数与八进制数有种非常特殊的关系：给定一个二进制数，可以很快的读出它对应的八进制数：给定一个八进制数，可以很快的读出它对应的二进制数。
下表为从0~10的十进制数与它们对应的二进制数与八进制数：
二进制数转换成十六进制数是从右到左，把每四个数位分成一组。
10.将十进制数转换成其他数制的数：
转换十进制数的规则涉及新基数的除法。由这个除法可以得到一个商和一个余数。余数将成为新数字中的(从右到左)下一位数，商将代替要转换的数字。这一.过程将持续到商为0为止。
11.二进制数值与计算机：
现代计算机都是二进制机器。即计算机中的数字都是用二进制形式表示的。计算机中所有信息都是用二进制数值表示的，因为计算机中的每个存储位只有高电平和低电平两种信号。由于每个存储位的状态只能是这两者之一，所以用0和1表示这两种状态很符合逻辑。低电平信号等同于0,高电平信号等同于1。因此可以忘记电平，认为每个存储位存放的值是0或1。但存储位不能是空的，必须存放0或1。
12.（1）二进制数字：或简称为“位”，是二进制记数系统中的一位数字，可以是0或1.
（2）字节：把位集合在一起构成字节，8个二进制位。
（3）字：一个或多个字节，字中的位数称为计算机的字长。
第三章主要学习数据表示法，探讨如何表示和存储计算机管理的各种类型的数据。
知识点：
1.数据：基本值或事实。
2.信息：用有效的方式组织或处理过的数据。
3.多媒体：几种不同的媒体类型。
4.数据压缩：减少存储一段数据所需的空间。
5.带宽：在固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。
6.压缩率：压缩后的数据大小除以原数据大小的值。压缩率的值可以使位数、字符数或其他各种使用
单位，只要这两个值采用的单位相同即可。压缩率是一个0到1之间的数，压缩率越接近0，
压缩程度越高。
7.无损压缩：不会丢失信息的数据压缩技术。
8.有损压缩：会丢失信息的数据压缩技术。
9.表示数据的方法有两种，模拟法和数字法：
（1）模拟数据：用连续形式表示的信息，模拟它表示的真实信息。
（2）数字数据：用离散形式表示的信息，把信息分割成独立的元素。
10.数字化：把信息分割成离散的片段。
11.脉冲编码调制：在两个极端之间跳跃的信号变化。
12.重新计时：在信号降级太多之前重新插入原数字信号的行为。
13.二进制表示法：n位二进制数字可以表示2的n次方种状态。14.负数表示法：
（1）符号数值表示法：符号表示数所属的分类（正数或负数）、值表示数的量值的数字表示法。
（2）定长量数：十进制补码：一种负数表示法，负数I用10的k次幂减I表示。
（3）二进制补码：2的k次方减I；或，将每一位取反再加1。即取数字正值，将所有的1变为0，将所有的0变为1，再加1。负数最左边一位总是1，正数最左边一位总是0。
（4）溢出：给结果预留的位数存不下计算出的值的情况。
15.实数表示法：（非整数的值为实值）
（1）小数点：在记数系统中，把一个实数分割成整数部分和小数部分的点。
（2）任何实值都可以由三个属性描述，即符号、尾数、指数。尾数由该数值中的数字组成，指数确定了小数点相对于尾数的位移。
浮点表示法：标明了符号、尾数、指数的实数表示法。
科学记数法：另一种浮点表示法。16.文本表示法：
（1）字符集：字符和表示它们的代码的清单。
ASCII:(美国信息交换标准代码）
Unicode字符集：ASCII的超集。
（2）关键字编码：用单个字符代替常用单词。（3）行程长度编码：把一系列重复的字符替换为它们重复出现的次数。有时又称迭代编码。
（4）和夫曼编码：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。
17.音频数据表示法：
（1）音频格式：WAV、AU、AIFF、VQF和MP3。
18.图像与图形表示法：
（1）颜色表示法：
RGB值：
色深度：用于表示颜色的数据量。（2）数字化图像与图形：
像素：用于表示图像的独立点，代表图像的元素。
分辨率：用于表示图像的像素个数。
光栅图形格式：逐个像素存储图像信息的格式。流行的有位图(BMP)、GIF、JPEG。
元数据：有关数据的数据。
矢量图形：用线段和几何形表示图像的方法。
矢量图形不适用于表示真实世界的图像。JPEG图像是表示真实世界图像的首选，矢量图形适用于艺术线条和卡通绘画。
19.视频表示法：
视频编码器：用于缩减电影大小的方法。
（1）时间压缩：根据连续帧之间的差别压缩电影的技术。
（2）空间压缩：基于静态图像的压缩技术的电影压缩技术。
总结：
通过对第二章和第三章的自学，我初步了解了二进制记数法以及它与计算机的关系，了解了通过电脑表示数据的各种方法，包括表示数据，整数、负数、文本。音频以及图形和视频。虽然可能会有一些问题还不是很清楚，但我还是对计算机这个相对而言比较陌生的世界有了进一步的认识，并也对其充满了更多好奇，想要进一步探索这个世界。相信在以后的学习中，我也会了解更多，收获更多。
脑图：
