2024-2025-1 20241329 《计算机基础与程序设计》第一周学习总结

作业信息

作业归属课程：2024-2025-1-计算机基础与程序设计
作业要求：2024-2025-1计算机基础与程序设计第一周作业
作业目标：1. 参考教程安装Linux系统（安装VirtualBox与Ubuntu）
2. 快速浏览一遍教材计算机科学概论（第七版），课本每章提出至少一个自己不懂的或最想解决的问题并在期末回答这些问题
作业正文：https://www.cnblogs.com/incamellia/p/18438743

教材学习内容总结

1.了解计算系统的分层，计算机硬件和软件的历史
2.学习了十进制、二进制、八进制、十六进制之间的转化
3.学习使用AI解答学习过程中的问题

十进制转二进制：除2取余法。将十进制数除以2，记录余数，这个余数将是二进制表示中的最低位（最右边的位），然后使用商作为新的被除数，重复直到商为0，每次得到的余数将构成二进制数的一位，从最后一个余数到第一个余数依次排列。如十进制数29转换为二进制数是11101。
（十进制转八进制、十六进制类似）
二进制转八进制：3位一组法，将二进制数从右至左每3位一组进行分组（如果最左边的一组不足3位，可以在其左边补零直到达到3位），将每组3位二进制数转换为对应的八进制数，然后按顺序组合起来。
（二进制转十六进制类似）
八进制转二进制：将每个八进制数转换为对应的3位二进制数。
（十六进制转二进制类似）
其他进制转十进制：将每个数位乘以其对应的基数的幂次方，然后将结果相加。如二进制数110101转换为十进制数是53。

教材学习中的问题和解决过程

1.问题一：明确基数和基数值的概念
答：基数：基数是指一个数制系统中，每个位置可以表示的最大数值。它定义了数制系统中每个数字位的值范围。基数决定了每个数字位可以表示的数值范围。
二进制：基数为2，每个数字位可以是0或1。
十进制：基数为10，每个数字位可以是0到9。
十六进制：基数为16，每个数字位可以是0到9或A到F（其中A到F分别代表10到15）。

基数值：基数值是指在特定基数下表示的数值。它是一个具体的数字，用该基数的数字系统来表达。
二进制数：例如，1011是一个二进制数，它表示十进制中的11。
十进制数：例如，123是一个十进制数，它直接表示数值123。
十六进制数：例如，1A3是一个十六进制数，它表示十进制中的419。

区别：
基数是数制系统的定义：它告诉我们每个数字位可以表示的最大值，以及需要多少个不同的符号来表示这些值。
基数值是具体的数值表示：它是在特定基数下的一个具体数值，可以转换为其他基数下的数值。

举例：
基数：如果说“这是一个二进制数”，是在说这个数是在基数为2的数制系统中表示的。
基数值：如果说“这个数是1011”，是在说这个数是1011，它可能是二进制、十进制或任何其他基数的数。

2.问题二：原码、反码和补码的概念和关系
答：原码：是最直接的表示方法，直接将数值按照正负数的形式翻译成二进制，其中最高位用作符号位。符号位用0表示正数，1表示负数；数值位直接表示数值的二进制形式。
举例：十进制数5的原码：00000101；十进制数-5的原码：10000101

反码：用于表示负数，通过取反（0变1，1变0）来实现。
正数：反码与原码相同。
负数：反码是原码除符号位外，其他各位取反。
举例：十进制数5的反码：00000101；十进制数-5的反码：11111010

补码：
正数：补码与原码相同。
负数：补码是在原码的基础上，符号位不变，其余各位取反后加1（即在反码的基础上加1）。
举例：十进制数-5的补码： 11111011

AI：原码、反码和补码是计算机科学中用于表示有符号整数的不同方法，特别是在二进制数系统中。这些编码方式主要用于简化算术运算，尤其是在处理负数时。
使用补码的原因：
1.简化硬件设计：加法和减法可以使用相同的硬件电路。
2.避免负零：在原码和反码中，-0和+0是不同的，但在补码中，-0和+0是相同的。
3.扩展范围：在给定的位数下，补码可以表示的范围比原码和反码更广。
这些编码方式在计算机的低级操作中非常重要，尤其是在处理整数运算时。

教材问题总结

第一章：洋葱模型中各层之间有什么关系
第二章：十进制中小数点后的数字怎么转换为其他进制
第三章：如何将文本和图像等转换为计算机可以理解的形式
第四章：各种门之间有什么区别和联系
第五章：嵌入式系统有什么缺点和不足
第六章：为什么要使用虚拟机，有什么优点
第七章：二分检索与顺序搜索算法内容有什么差异
第八章：深度优先和广度优先的搜索有什么差异
第九章：解释器与翻译器之间有什么区别和联系
第十章：各种CPU调度算法公平吗
第十一章：二进制与文本文件的不同之处
第十二章：电子数据表中公式的循环引用如何实现
第十三章：产生自然语言二义性的原因
第十四章：为什么动态的、交互式的和复杂的系统最适合模拟
第十五章：网络地址有什么重要作用
第十六章：HTML和XML各自有什么优点和缺点
第十七章：如何理解信息安全的三大基础
第十八章：停机问题是怎么产生的