大学计算机基础：思维导图
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计算机基础知识（一至四章）
引论
走近计算机
计算机系统构成 .
- 硬件系统（各部分构成及功能）：主机——CPU、内存储器、总线、输入输出接口；外设（各部分构成及功能）——输入输出设备
- 软件系统：系统软件——操作系统、系统应用程序；应用软件（构成）
主机与主机板 .
- 主机：
- CPU（各部分构成及功能）：运算器、内部寄存器组、控制逻辑单元；
- 存储器（各部分构成、特点、功能）：内存储器、外存储器
- 输入输出接口（接口功能、I/O 适配器）
- 主机板（各部分构成及功能）：芯片、拓展槽、对外接口
计算机的主要性能指标. 主频、运算速度、内存容量、字长、外部设备的配置及扩展能力。
图灵机模型与计算问题
图灵机模型 .
- 结构（各部分功能）：纸带、读写头、一套控制规则、一组内部状态
- 工作过程
计算与可计算理论. 有限步骤，可接受时间
信息的表示编码
计算机中的信息表示与编码
- 数值信息表示：比特（第0位）、字节（单位转换）、字长
- 文字信息表示：西文（ASCII码、校验码、信息编码）；中文（汉字外码、机内码、输出编码）
- 声音信息表示：数字化（采样、量化）、信号编码（采样频率、采样精度、编码概念）
- 图像信息表示：数字化（采样、量化）、图像文件格式（BMP、GIF、JPEG）
计算机中的数制
- 常用记数制：十（D)、二（B)、十六（H)、八（O)
- 数制转换：
- 非十到十：权展开式
- 十到非十：整数除K取余、小数乘K取整
- 非十之间：十六进制四位一组、八进制三位一组
二进制数的表示和运算
- 二进制数的表示：点表示、浮点表示
- 二进制数的算术运算（类似于十进制）
- 加法：逢二进一
- 减法：借位
- 乘法：加法与移位
- 除法：试商
- 机器数的表示与运算
- 无符号数
- 有符号数（三种码的表示、运算、转换）：原码、反码、补码
系统软硬件构造
逻辑代数基础
关于逻辑.
- 命题、联结词
- “真”“假”与“0”“1”
基本逻辑运算 .（运算规则）
- 与、或、非
- 与非、或非、异或、同或
逻辑电路
逻辑门.（符号、真值表）“与”门、“或”门、“非”门、“与非”门、“或非”门、“异或”门、“同或”门
触发器 .（记忆功能、真值表、基本构造）RS、D
加法器.（组合逻辑电路、基本构造、条件、输入输出）全加器、半加器
冯·诺依曼结构
程序和指令 .（基本概念、指令一般格式）
冯诺依曼计算机基本结构 .（5个部分）
- 存储程序控制原理，以运算器为核心，采用二进制
冯·诺依曼计算机基本原理.
- 指令执行过程 ：取指令、分析指令、读取操作数、执行指令、存放结果
- 顺序工作方式（过程、优缺点、时间）
- 并行工作方式（过程、时间）
- 微型计算机一般工作过程：步骤（程序计数器PC、地址寄存器AR、地址译码器、控制器、数据寄存器DR、指令寄存器IR、指令译码器ID）
- 图灵机与计算机——功能部件对应 ：纸带存储器、读写头运算器及输入输出设备、控制规则程序
- 局限性、哈佛结构：并行体系结构
操作系统
操作系统概述.
- 为用户提供接口、管理软硬件资源、隐藏硬件
- 分类：分时、网络、分布式、个人计算机
- 功能：进程管理、存储器管理、文件管理、设备管理、用户接口
处理器管理.（核心）
- 程序执行方式：输入（I)、计算（C)、打印输出（P)；顺序、并发
- 进程（基本单位）
- 特征：动态、并发、异步、独立
- 基本状态：就绪、运行、等待
- 控制和调度（进程控制块PCB）
存储器管理.（内存分配、保护、扩充）
- 程序装入和链接：编译、链接、装入
- 存储分配：符号地址、相对地址、内存物理地址；绝对装入、可重定位装入、动态装入
- 存储保护：系统、用户
- 存储扩充：虚拟存储技术（虚拟存储器）
文件管理
- 组织结构：逻辑（面向用户）、物理（面向磁盘）、目录（面向用户，按名存取，树形）
- 存储空间管理：连续、链接、索引
- 共享与保护
计算机网络及应用
计算机网络基础知识
概述.
- 概念（资源共享、信息传输）
- 发展：以单主机为中心的联机系统、分组交换网络、网络体系结构标准化、因特网时代
- 组成：硬件、软件、协议软件、应用客户端软件、操作系统、工具软件
- 分类：覆盖范围：广域、局域、城域；拓扑：星形、树形、总线型、环形、网状、点对点全互连
网络体系结构和协议 .
- 体系结构：OSI/RM（7层）、TCP/IP（4层）
- 网络协议（概念）：语法、语义、时序
- 协议分层与封装（数据封装、协议数据单元）
- TCP/IP协议及其体系结构（UDP）：应用层、传输层、往基层、网络接口层
网络应用模式.（比较）C/S、B/S、P2P
因特网（核心协议TCP/IP）
基础知识 .
- 结构与组成：边缘部分、核心部分
- 接入：宽带、局域网、移动网络
- 数据传输过程（9个步骤）
- IP地址与端口号：IPv4（A、B、C）；IPV6；端口实现传输层与应用层之间的数据交换
- 子网与子网掩码
- 域名地址和MAC地址：DNS系统、三个层级域名
常见因特网应用. 电子邮件、万维网（组成、网站网页与HTML语言、统一资源定位符、HTTP协议）
局域网
- 结构、标准、设备。
网络安全
- 概念、数据加密规则。
C语言编程技术
C程序设计基础
程序设计基础
- 计算机语言：机器、汇编、高级
- 基本结构：从main函数开始执行、//注释、{}函数体、return语句
输入输出函数
scanf、printf：("格式控制串",参数表)- 输入输出格式：
%lf,%f,%c,%s,%e,%d,%g
C程序的基本要素
- 字符集、标识符（字母、数字、
_）、关键字 - 预处理命令：
#include <文件名>
数据类型
常量.
- 符号常量：
#define 标识符 常量 - 整型（
short、int、long） - 实型（
float、double） - 字符（
char）:''、转义字符 - 字符串（
string）：""
变量. <类型说明符> <变量名>
类型修饰符. signed（有符号）、unsigned（无符号）
运算符和表达式（算术符作用、使用对象及注意事项）
- 算术：
+,-,*,/（除数被除数为整型，结果为整型）,%（除整求余） - 关系：
>,<,==,>=,<=,!= - 逻辑：
!,&&,|| - 赋值：
V=e（从右到左） - 自增、自减：
i++,i--,++i,--i - 问号和逗号：
<表达式1>?<表达式2>:<表达式3>、<表达式1>, <表达式2>, ..., <表达式3> - 运算顺序
- 混合算术运算：低到高、强制转换
typedef语句：typedef <数据类型名> <新数据类型名>
控制结构（结构功能、表达式意义）
顺序.
选择.
if(<表达式>) <程序模块1>; else <程序模块2>;if(<表达式>) <语句>;
循环.
while(<表达式>) <循环体>；do <循环体> while(<表达式>);for(<表达式1>:<表达式2>:<表达式3>) <循环体>;
其他.
switch(<整型表达式>) { case<数值1>: ... case<数值2>: ... default: ... }<标号>:<语句>;、goto <标号>;break、continue（搭配循环与条件使用）
数组、函数和指针
数组
- 一维 ：
<类型><数组名> [<常量表达式>] (={<变量1>, <变量2>, ...}); - 二维：
<类型><数组名> [<常量表达式1>][<常量表达式2>] - 多维：
<类型><数组名> [<常量表达式1>][<常量表达式2>]... [<常量表达式n>]
字符型数组和字符串处理库函数
- 定义和初始化：
char str[10]; str[0] = 'a'; // 手动赋值 str[1] = 'b'; //...（结束符'\0'）char str[10]; scanf("%s", str); // 输入赋值 - 字符串处理库函数（函数功能，形参）：
strlen(),strcpy(),strlwr()…
结构体类型
- 定义：
struct <结构体类型名> { <成员变量说明语句表> }; - 使用：
<结构体类型变量名>.<成员变量名> - 数组和结构体：结构体成员可以是数组，数组元素可以是结构体
函数
- 定义：
<函数值类型标识符> 函数名 (<形式参数表>) <函数体> ;，return <表达式>; - 参数声明：
<类型><参数1>，<类型><参数2> ... - 调用：
<函数名> (<实参表>) - 函数原型（引用性说明）：
<函数值类型标识符> <函数名> (<形式参数表>); - 参数传递：值调用与地址调用（区分）
- 递归函数：调用自身
- C语言的库函数：
#include <math.h>
变量存储类别
- 局部变量（分程序）与全局变量（所有程序）
- 静态：生存于整个程序运行期
地址与指针
地址.
- 变量：
& - 数组：数组名
- 函数：函数名
指针.（变量）<数据类型>* <指针变量名>
指针的初始化
<数据类型标识符> *<指针变量名> = <初始地址值><数据类型标识符> *<指针变量名>[<常量表达式>] = <初始地址值>void和const类型的指针
指针运算 .
&和*（返回指针指向的值）- 算数运算：加法与减法
- 比较、下标
指针与数组.
- 指向数组的指针（用法）
- 指针数组：
<数据类型> *<数组名>[<常量表达式>];
指针与函数. 指针作为函数参数，返回指针的函数（用法）
结构体与指针.（用法）
动态存储分配 .
(<类型说明符>*)malloc(size)(<类型说明符>*)calloc(n, size)free(void *ptr);
算法与数据结构
算法分析与设计
流程图
- 认识流程图符号
时间复杂度与空间复杂度
- 了解各种查找、排序算法的时间复杂度、空间复杂度
查找
- 顺序（思想及代码）
- 折半（思想）
排序
- 冒泡（思想及算法）
- 选择（思想及算法）
- 快速（思想）
数据结构基础
数据与数据结构
- 逻辑结构：集合、线性结构、树、图
- 存储结构：顺序、链式、索引、散列
线性表
- 线性结构
- 基本操作（置空表、求表长、取表中元素、取元素前趋、取元素后继、定位、插入、删除）的代码
- 重点看例题
栈和队列
栈.
- 后进先出
- 基本操作（求栈长度、判断是否为空、清空栈、入栈、出栈、取栈顶元素）的代码
- 重点看例题
队列.
- 先进先出
- 基本操作（求队列长度、判断是否为空、清空队列、入队、出队、取队头元素）的代码
- 重点看例题
图和树
- 会求带权图的最短路径
- 树的基本概念
编程类题目主要靠多加练习，熟能生巧！