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米恒和
5 years ago
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1 大学计算机计算思维导论南京航空航天大学 2015 年计算机科学与技术学院

2 计算思维导论第 1 章引论第 3 章问题求解框架第 4 章算法与复杂性第 5 章数据抽象设计与挖掘第 6 章计算机网络信息网络与网络化社会

3 2.1 理解 0 和 1( 的思维 ) 2.2 图灵机与冯诺依曼计算机 2.3 现代计算机 ( 系统 ) 2.4 不同抽象层级的计算机软件

4 语言与编译器不同抽象层级计算机 ( 虚拟机器 ) 操作系统层级计算机协议与编码器 / 解码器

5 语言与编译器不同抽象层级计算机 ( 虚拟机器 ) 操作系统层级计算机协议与编码器 / 解码器

6 算法语言与计算机程序步骤书写的规范语法规则标准的集合是人和计算机都能理解的语言算法计算机语言程序解决问题的步骤计算机能够理解与执行的解决问题的步骤

7 计算机能够理解与执行什么呢? 指令系统 :CPU 用二进制和编码提供的可以解释并执行的命令的集合机器语言 : 用二进制和编码方式提供的指令系统所编写程序的语言被称为机器语言操作码地址码所有程序都需转换成机器语言程序计算机才能执行用机器语言编写程序存在什么问题呢? 例如 : 完成 7+10 并存储的一段程序

8 汇编语言用符号编写程序 == 翻译 == 机器语言程序例如 : 完成 7+10 并存储的一段程序 MOV A, 7 ADD A, 10 MOV (7), A HLT 操作码地址码汇编语言 : 是用助记符号编写程序的语言汇编语言源程序 : 是用汇编语言编出的程序汇编程序 : 是将汇编语言源程序翻译成机器语言程序的程序

9 汇编语言程序处理过程源程序助记符号 MOV A, 7 ADD A, 10 MOV (7), A HLT 汇编程序自动转换机器语言程序二进制和编码

10 用汇编语言编写程序存在什么问题呢? 复杂, 不容易编写大程序, 不利于复杂算法的实现能不能像写数学公式一样编写程序呢? 按类似于自然语言方式书写程序, 然后再自动翻译成机器语言 Result = 7+10; Return

11 提供一套规范 / 书写标准, 以语句为单位编写程序开发一个翻译程序, 实现将语句程序自动翻译成机器语言程序的功能高级语言用类似自然语言的语句编写程序的语言高级语言源程序用高级语言编出的程序编译程序将高级语言源程序翻译成机器语言程序的程序

12 高级语言程序处理过程示意源程序语句 Result = 7+10 Return 编译程序 MOV A, 7 ADD A, 10 MOV (7), A HLT 机器语言程序二进制和编码

13 高级语言程序处理过程

14 能不能像堆积木一样构造程序呢? 用所提供的积木块 ( 一组程序 ) 构造更大一些的积木块, 再用这些积木块构造更大的程序面向对象的程序设计语言与可视化构造语言可视化构造语言的积木块, 每一个积木块都对应一组已编写好并可执行的程序

15 计算机语言发展的基本思维编程效率高执行效率高计算机 /CPU 能识别与执行的更大的语言积木块自动转换语言积木块自动转换机器语言程序编译程序高级语言源程序自动转换编译程序汇编语言源程序自动转换编译程序汇编程序

16 不仅要用语言, 还要发明新语言新语言书写规范及其语法结构编辑器新语言源程序编译器类自然语言图形化的模型积木块式编程语言智能化语言及模型 ( 面向各专业的 ) 专业化语言 ( 可执行 ) 计算机语言源程序

17 计算机技术伴随着计算机语言的不断发展而发展扩展了机器的能力不断演变与发展不断提出新的语言 FORTRAN COBOL JAVA C++

18 语言与编译器不同抽象层级计算机 ( 虚拟机器 ) 操作系统层级计算机协议与编码器 / 解码器

19 计算机计算机的使用者 -- 所有人应用别人编写的程序对计算机内部基本不了解

20 计算机程序员 -- 计算机相关专业人员用高级语言编写程序 ( 理解 : 操作系统提供的 API 或计算机语言提供的各类函数 / 过程 ) 算法与程序构造能力

21 计算机硬件系统程序员 -- 计算机相关专业人员用汇编语言编写程序理解硬件的结构和指令系统 ; 理解操作系统提供的扩展功能指令 ; 控制硬件的算法与程序的构造能力

22 计算机系统程序员 -- 计算机专业人员用机器语言和操作系统指令编写程序理解 : 硬件的结构和指令系统 ; 理解操作系统提供的扩展功能指令

23 计算机硬件系统和操作系统程序员 -- 计算机专业人员用机器语言或用控制信号编写程序理解 : 硬件的结构和指令系统 ; 理解信号控制逻辑

25 语言与编译器不同抽象层级计算机 ( 虚拟机器 ) 操作系统层级计算机协议与编码器 / 解码器

26 操作系统层级计算机

27 OS 怎样控制不同厂家的同类别设备?

29 OS 怎样让用户不考虑设备的具体操作细节? OS 怎样控制不同类别的设备?

33 高级语言程序设计 API Library OS: 操作系统接口 : 设备驱动程序

34 设备无关层控制 OS: 操作系统设备相关层控制设备驱动与接口设备

35 语言与编译器不同抽象层级计算机 ( 虚拟机器 ) 操作系统层级计算机协议与编码器 / 解码器机 - 机交互层级的计算机

36 协议为交流信息的双方 ( 计算机 ) 能够正确实现信息交流而建立的一套规则标准或约定

37 图像的表示与处理位图图像像素表达颜色的不同, 需要编码的位数不同黑白 -1 位 256 级灰度 -8 位 16 色彩色 -4 位 256 色彩色 -8 位 24 位真彩色 -24 位

38 图像的表示与处理图像编码由于位图图像的存储量大 ( 水平像素数目垂直像素数目每像素位数 ), 通常都需要进行压缩存储, 不同的压缩采用了不同的图像编码 JPEG: 国际标准化组织 (ISO) 和国际电报电话咨询委员会 (CCITT) 联合成立的联合照片专家组于 1991 年 3 用提出了 JPEG 标准 (Joint Photographic Experts Group) 其他常用编码格式有 :BMP,GIF,TIFF,

39 音频信息的表示与处理音频编码 : 将连续信号经采样量化和编码后形成数字音频采样 : 按一定的频率对连续音频信号做时间上的离散化量化 : 将所采集的信号点的数值区分成不同位数的离散数值编码 : 将采集到的离散数值按一定规则编码存储采样频率量化精度编码方法及其保真度

40 视频信号的表示与处理视频 : 视频是时间序列的动态图像 ( 如 25 帧 / 秒 ), 连续的模拟信号, 需要经过采样量化和编码形成数字视频视频处理相当于按照时间序列处理图像声音和文字及其同步视频轨文字轨音频轨

41 视频信号的表示与处理视频编码 : MPEG 是 Moving Pictures Experts Group( 动态图象专家组 ) 的缩写提出了四个版本 :MPEG-I(VCD: Video CD) MPEG-II (DVD:Digital Versatile Disk) MPEG-III MPEG-Ⅳ MIDI 音乐 (Musical Instrument digital Interface),WAV,MP3 等是音频的编码标准

42 2.1 理解 0 和 1( 的思维 ) 2.2 图灵机与冯诺依曼计算机 2.3 现代计算机 ( 系统 ) 2.4 不同抽象层级的计算机软件

43 计算系统的基本思维从语义层到硬件实现都可使用 0 和 1 表达与处理 ; 图灵将控制处理的规则用 0 和 1 表达, 将待处理的信息及结果也用 0 和 1 表达, 处理即是对 0 和 1 的变换, 提出了计算机的理论模型 --- 图灵机 ; 冯诺依曼提出了将程序和数据存储于存储器中, 实现连续自动计算的现代计算机模型 --- 冯诺依曼计算机, 促进了计算机技术由理论向实现的转变 ; 计算机的发展伴随的是计算机语言的发展, 使计算机所能实现的功能也越来越多越来越大 ; 计算技术, 本质上讲可认为是将各种语义信息绑定于 0,1 及其之上的符号串, 定义绑定规则形成协议或语言, 然后通过实现协议解析或语言编译来实现计算能力的提升 ; 复杂问题可通过分离或分层, 化难为简, 得到实现

育儿知识100问（二）

育儿知识100问（二） 100 9998.00 (1CD, ) I...1...2...5...6 B...9...10... 11...13...15 1...16...17...21...23...25...27...30...33...34...36...38...39...40...44...47...48 II...49 5...50...50...51...52...53...54 2...55...56...60...64...65...67...69...76...76...79...81...83...86...90...99