2021-2022第一学期20212310《计算机科学概论》第三周自学总结

这次的仔细内容比之前的章节更加的抽象，我们的视角从数据、硬件转移到了语言和代码上，这也是我们之后进行程序设计所需要的。

第六章
计算机是能够存储（store）、检索（retrieve）和处理（process）数据可编程（programmable）的电子设备。
机器语言（machine language）：由计算机直接使用的二进制编码指令构成的语言。
计算机必须参考的命令的真实清单并不存在，CPU把这个清单嵌入了自己的设计。每条机器语言指令只能执行一个非常低级的任务。几乎没有程序是用机器语言编写的。
虚拟机(virtual computer)：为了模拟真实机器的重要特征而设计的假想机器。
Pep/9有三个重点的寄存器，他们分别是程序计数器，指令寄存器和累加器（见下图）。

可用位数决定了我们可以使用的内存大小。Pep/9中一条指令由两部分组成，即8位的指令说明符（instruction）和可选的16位操作数说明符（operand specifier）。指令说明符说明了要执行什么操作和如何解释操作数的位置。操作数说明符存放的是操作数本身或者操作数的地址。3位的寻址模式说明符（addressing mode specifier）表示了怎么表示解析指令中的操作数部分。主要有立即寻址（i)和直接寻址（d）。没有操作数的指令称为一元指令（unary instruction）。
虚拟机遵循的设计原理是（内存映射输入/输出memory-mapped I/O）


汇编语言（assembly language）：一种低级语言，用助记码表示特定计算机的机器语言指令。
汇编器（assembler）：把汇编语言程序翻译成机器代码的程序。
汇编器指令（assembler directive）：翻译程序使用的指令。
注释（comment）：为程序读者提供的解释性文字，由程序员决定注释内容。
我们从未直接使用机器语言编写程序来进行数值计算，因为Pep/9机器语言的输出值被定义为单个字符。如果使用算数运算，那会导致为了进行字符和数字的转换使得语言程序变长。
分支（branch）：指出执行下一条指令的指令。
标签（label）：对内存位置起的名字，可以将这个名字当作操作数。
算法（algorithm）：解决方案的计划或概要，或解决问题的逻辑步骤顺序。
伪代码（pseudocode）：一种表达算法的语言。
伪代码有五种功能，他们是变量、赋值、输入/输出、选择和重复。
布尔表达式（Boolean expression）：评价为真或为假的表达式。
桌面检查（desk checking）：在纸上走查整个设计。
测试程序的方法有很多，其中最具有代表性的就是代码覆盖测试法（也叫明箱测试法）和数据覆盖测试法（也叫暗箱测试法）。
第七章
生活中会遇到各种问题，而如何解决各种问题成了一门必修课。

解决问题需要一定的步骤：1.提出问题2.寻找熟悉的情况3.分治法4.算法5.计算机问题求解过程6.方法总结（1）分析问题（2）列出主要问题（3）编写其余的模块（4）根据需要进行重组和改写7.测试算法。
带有循环的算法中有两种资本的算法分别为计数控制循环和事件控制循环。
算法中会出现：
嵌套结构（nested structure）：控制结构另一个结构的结构，又称为嵌套逻辑（nested logic）。
抽象步骤（abstract step）：细节仍未明确的算法步骤。
具体步骤（concrete step）：细节完全明确的算法步骤。
算法还有搜索算法，二分检索就是其中一种
二分检索（binary search）：在有序列表中查找项目的操作，通过比较操作排除大部分检索范围。
还有排序，其中最基础的就是冒泡算法，冒泡排序是一种选择排序法，只是在查找最小值时采用了不同的方法。
还有递归，这是算法调用他本身的能力。每个递归算法至少有两种情况：基本情况和一般情况。所有递归解决方案的第一步都是确定尺寸系数。控制结构使用子程序。命名代码出现的地方被称为调用单元。如果问题陈述逻辑上分为两种情况（基本情况、一般情况），则递归是一种可行的选择。
还有几个前两章中提到过的几个重要思想：
信息隐蔽（information hiding）：隐蔽模块的细节以控制对这些细节的访问的做法。
抽象（abstraction）：复杂系统的一种模型，只包括对观察者来说的必须细节。抽象是人们用来处理复杂事务的强有力的工具。
数据抽象（data abstraction）：把数据的逻辑视图和它的现实分离开。
过程抽象（procedural abstraction）：把动作的逻辑视图和它的现实分离开。
控制抽象（control abstraction）：把控制结构的逻辑视图和它的现实分离开。
控制结构（control structure）：用于改变正常的顺序控制流的语句。