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大学计算机
大学计算机，主要包含数制和编码、数据加密与解密、数据库、网络、Python程序设计初步等内容。
编辑于2023-12-29 19:46:23- 计算机考研
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- 大纲
大学计算机
数制和编码
数制
二进制优点
物理易实现
运算简单
便于逻辑运算
与十进制转化方便
数制转化
其他进制转化为十进制
数值按权展开
十进制转化为其他进制
整数小数分开
二进制与八进制 十六进制转化
三 四 位并一位
编码
数值编码
原码：最高位定义为符号（正负，其余为绝对值二进制表示
反码：正数与原码相同，负数除符号位外其余数位为绝对值取反
补码：正数相同，负数为反码加1
浮点数
单精度浮点数
阶码 数的范围
尾数 数的精度
双精度浮点数
字符
西文
ASCII码（7位
a 97
A 65
0 48
空格 32
小写字母编码值大于大写字母
汉字
输入码
机内码（处理 存储
字形码（字库
输出
字形码
点阵
矢量
Unicode编码
每个字符两字节（16位
声音
过程
采样
采样频率大于声音信号最大频率两倍
量化
量化位数越大，精度越高
编码
存储
格式
wav
无压缩，录音
mid
乐谱，短旋律
mp3
图片
图形 图像
图形
矢量图
图像
位图
过程
采样
量化
量化级数
单色
1位
256色
8位
16色
4位
24位内存是256色三倍
编码
格式
bpm
不压缩
gif
16色，多帧，渐显
png
含透明度
jpg
数据压缩
可行性
视频
各帧图像的相同部分
图像
像素点相关性
指标
压缩比
恢复效果
速度
解压缩速度尤为重要
压缩开销
分类
无损压缩
数据不失真
压缩比2：1至5：1
一般用于文本，程序，重要图片（色彩不丰富
方法
行程编码
连续字符改为计数值
Huffman编码
常用字符短编码，不常用字符长编码
软件
WinZip WinRAR
有损压缩
牺牲部分信息
压缩比高
图像 视频 音频
格式
JPEG
静态 多色
MPEG
动态 音频
数据加密与解密
需求
私密性
可信者看到
完整性
不篡改缺失
身份识别
确认双方身份
术语
明文
原始数据
密文
加密后数据
密钥
用于加密和解密的钥匙
加密
对称加密技术
ROT13
不改变数字
非对称加密技术
原理
发送方
接收者公钥
接收方
私钥
算法
RSA
大素数乘积
原理简单
密钥长
解密慢
ECC
椭圆曲线
更安全
速度快
空间小
国密SM2
256位ECC相当于3072RSA
数字签名
用途
证明发送者身份
证明并防备消息不被篡改
发送方用私钥加密，接收方用发送方公钥验签
消息摘要
哈希算法
在合理时间内将任意长度字符串压缩为固定长度字节
单向，只能加密不能解密
不同数据哈希函数值不同
SHA256散列值为256位
仅对消息摘要进行数字签名和哈希函数
区块链
比特币
私钥
256位
私钥生成地址和公钥，不可反推
ECC算法
账簿
用于交易记录
分布于各区块中
每个区块含父区块哈希值
交易
付款方对交易记录数字签名，并全网广播
接收到的节点验证签名和余额
验证通过后放入交易池，足够一个区块后打包并全网公布
各节点竞争记账权，延长区块链
记账过程
挖矿
遍历随机数找到某数哈希值小于某指定值
找到解并向全网公布，其他节点验证无误后获得记账权
获得记账权后得到比特币奖励
含义
每个区块储存有一定的信息，按产生的时间顺序连成链条
特征
去中心化
分布式账本（全网时间共享 复制 同步
安全性
人人有账本
首尾相连连至创世区块
需改变该区块之后的所有区块哈希值
独立性
开放性
匿名性
应用
农产品溯源
数据库
特点
采用一定的数据模型
最低的冗余度
有较高的数据独立性
安全性
完整性
数据模型
层次模型
树形结构
IMS
网状模型
DBTG
关系模型
一组二位数表示实体间的联系
Access MySQL SQL Server
建立Access数据库
文件 .accdb
对象
表 查询 窗体 报表 等
SQL语言
常用运算符
字符型数据用""括起来
日期型数据用##括起来
\右下 整除
Like"张?"类
?任一字符
*任意数量字符
#任一数字
INSERT命令
INSERT INTO 表名( 字段一,字段二 ) VALUES( 常量一,常量二 )
INSERT INTO Students( 学号,姓名,党员,出生年月 ) VALUES("123","杨志强",TRUE,#12/28/98# )
括号内前后空格
DELETE语句
DELETE FROM 表 WHERE 条件
DELETE FROM Students WHERE 学号="123"
学号不加引号
UPSET语句
UPDATE 表 SET 字段1=表达式1,字段2=表达式2 WHERE 条件
UPDATE Students SET 助学金=助学金+30 WHERE 助学金<200
查询
语句
简单查询
SELECT ALL/DISTINCT 目标列 FROM 表
SELECT DISTINCT 专业 FROM Students
DISTINCT表示不重复
SELECT Count(*) AS 人数, Min(助学金) AS 最低, Max(助学金) AS 最高, FROM Students
Min等可不大写
年龄/工龄表示
SELECT Count(*) AS 人数, Avg(Year(Date())-Year(出生年月)) AS 平均年龄 FROM Students
选择记录
WHERE 条件
SELECT Count(*) AS 人数 FROM Students WHERE 专业<>"计算机"
某日期前
WHERE 出生年月<#1998/1/1# AND 性别="女"
排序记录
ORDER BY 助学金 ASC/DESC
ASC 升序（默认）
DESC 降序
SELECT 学号,姓名 FROM Students WHERE 党员 =TRUE ORDER BY 助学金 ,专业 DESC
党员，助学金不加引号
分步排序，先排助学金 再排专业
分组查询
SELECT 专业,性别,Avg(助学金)AS 平均助学金 FROM Students GROUP BY 专业,性别
专业性别都相同分为一类
HAVING子句
过滤结果，一般跟有Count(*)
SELECT 专业,Count(*) AS 男生人数 FROM Students WHERE 性别="男" GROUP BY 专业 HAVING Count(*)>=2
查询男生人数大于两人的专业男生人数
连接表
连接条件
Students.学号=Scores.学号
两表中相同字段需加表名称以区别
SELECT Students.学号,Students.姓名,Scores.成绩 FROM Students,Scores WHERE Students.学号 =Scores.学号 AND Scores.课程="高等数学"
Excel
公式
运算符
\整除
&字符串连接
函数
AVERAGE()
求平均值
COUNT()
统计个数
SUM()
求参数列表数值和
IF()
RANK()
排序
网络
计算机网络
基本性质
是计算机技术和现代通信技术发展相结合的产物
组成
通信子网
网络内层
由通信设备 线路组成
数据 加工 变换 传输
资源子网
网络外围
数据 处理 存储
基本功能
数据通信
资源共享
分布式处理
性能指标
速率
计算机在网上传送数据的速率
单位 bps(bit/sec)
带宽
单位时间内网络允许的最高数据量
分类
局域网LAN
城域网MAN
广域网WAN
体系结构
网络协议
通信双方为实现通信而定的规则
分层结构
相邻层通过接口进行信息交换
对等层通过网络协议进行信息交换
常用体系结构
ISO/OSI体系
实线表示实际通信，虚线表示概念通信
TCP/IP体系结构
四层体系结构
应用层 传输层 网际层 网络接口层
TCP/IP协议
100多个网络协议组成的协议族
TCP协议（网络传输控制，IP（网际协议 最为重要
IP网络
使用IP协议的网络
局域网
组成
硬件
计算机
对等网结构
既是服务器又是客户机
服务器/客户机结构
网卡（接口设备
以太网卡
无线局域网卡
4G网卡
连接设备
交换机
链接多台计算机组成局域网
各端口独享带宽
集线器HUB
共享带宽，已淘汰
路由器
连接局域网与其他网络连接
无线AP
用于无线网络的无线交换机
可和其他无线AP连接
无线路由器
无线AP + 路由器
传输介质
双绞线
两条相互绝缘的导线，应用于有线网络
光纤
无线传输媒体
无线电波 微波 可见光等
软件
网络操作系统
Windows Server 、UNIX、Linux等
网络协议软件
网络应用软件
技术要素
拓扑结构
星形结构
每台计算机连接到一个中心设备上
中心设备要求高，故障则整个网络瘫痪
总线型结构
所有计算机接入一条总线
接入取消计算机方便，但容易冲突
环形结构
每个计算机与相邻计算机连接，所有计算机成环，信息沿一个方向逐站传输
实时性强，任何一个计算机故障都会影响网络
树形结构
节点为交换机
数量较多或分布松散时适合
控制办法
CSMA/CD控制办法
先听后发，边听边发，冲突停止，延迟重发（不同计算机延时不同
环形：令牌访问，只有接到令牌的计算机可以发信息
标准
名称
以太网
IEEE802.3
无线局域网
IEEE802.11
地址
全局地址
每台计算机有唯一地址，又称媒体访问地址，MAC或物理地址
48位，固化在网卡的ROM中，用16进制数表示
发送信息时包含自己计算机地址和接收计算机地址
Internet简介
定义
由路由器连接的许许多多个网络
Internet2
速度达100Gbps
IP地址
介绍
互联网上每台电脑有一个IP地址
由主机地址和网络地址组成
ipconfig命令可查看IP协议具体配置信息
ping命令：网络连通性测试
域名通过DNS服务器下发IP地址
分类
IPv4
结构
网络号加主机号
共32位
点分十进制
分类
IPv6
16字节 128位
冒分16进制表示法
每一段中的前导0可省略
若某一段全为0可全部省略可压缩为"::"
"::"只能出现一次
域名
DNS服务器
功能
将域名转换成IP地址
构成
机器名
机构名
域名
区域名
如.cn(中国) .jp(日本)
类型名(类型域名)
ac 科研机构
可用中文命名域名
顶级域名：最外层域名，分为区域名和类型名
基本服务
WWW服务
HTTP协议
超文本传输协议
统一资源定位规范
资源类型 主机域名 端口号 资源文件
FTP协议
文件双向传输协议
远程桌面
VPN
虚拟专用网络
信息浏览和检索
基本使用
输入域名或IP地址
搜索引擎（qing）
文献检索
文献数据库
中国学术期刊（CNI
万方数字资源系统
维普中国科技期刊
Web of Science(SCI)
EI Compendex
搜索引擎提供文献搜索
物联网
介绍
物物相连的互联网，互联网的延伸与扩展
把所有的物品通过信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化运作与管理功能的网络
体系结构
特征
全面感知
可靠传递
智能处理
层次
应用层
网络层
感知层
关键技术
传感技术
RFID技术（射频识别技术）
ETC 一卡通等
定位技术
互联网和移动互联网（核心技术）
Python程序设计初步
程序
为解决某一特定问题使用程序设计语言编写的一组指令序列
程序设计语言
低级语言
机器语言
由0，1组成的能被机器直接理解和执行的指令集合
汇编语言
用英文助记符来表示机器指令
如 计算1+2: ADD 1,2
高级语言
面向过程程序设计语言
BASIC、C
面向对象程序设计语言
Python、C艹、Java、Visual Basic
高级语言程序
解释器
翻译一条执行一条
Python、Basic
编译器
翻译链接为可执行程序
C/C艹、C#
流程
计算机
机器语言
汇编语言
高级语言
自然语言
Python
简介
书写规则
注释 #
缩进
逻辑从属关系
通常一行只写一个语句，多个语句用；分开
大小写字母不同
函数
内置函数
标准库
math.
需导入
使用根号时
import math a=math.sqrt()
第三方库
需要安装或已集成
开发环境
IDLE、Spyder(Anaconda)、PyCharm、VSCode
语言基础
数据类型
基本数据类型
整型 int
浮点数 float
布尔型 bool
复数 comptex
组合数据类型
有序数列
字符串 str
列表 list
元组 tuple
无序数列
字典 list
集合 set
运算符和表达式
算术运算符
//整除
%取余
字符串基本操作符
s1+s2
连接s1,s2两字符串
n*s或s*n
将字符串s复制n次
s1 in s2
子串测试，若s1是s2子串返回True
s[i]
取索引为i的字符（索引从0开始）
s[m:n:k]
取索引为m到n(包括m不包括n)，步长为k的子串
结构化程序设计
选择结构
if 条件 : 语句 else : 语句
注意缩进
语句中可再次使用if
if 条件 : 语句 elif 条件 : 语句 elif 条件 : 语句 else : 语句
循环结构
for
for 变量 in 序列 语句块
range()
range(m,n,k)
判断偶数
if i % 2==0:sum+=1
注意空格
判断字符串长度
len()
当最后一位不是数字或x时
no=input("输入身份证号") if no[-1] not in "0123456789x" :
while
while 条件 : 语句块
函数的调用和定义
调用
导入numpy
import numpy
调用
生成10个均值为0，标准差为1的数据
numpty.random.normal(0,1,10)
定义别名
import numpty as np np.random.normal(0,1,10)
安装
进入 Anaconda Prompt
执行 pip install 库名
大小写转化
t=s.swapcase()
自定义函数
def 函数名（形式参数表）： 函数体 return 表达式
def myfun(x,y): t=2*x+y return t
调用
位置参数
s=myfun(3,4) print(s)
关键字参数
s=myfun(y=4,x=3) print(s)
算法基础
思想
枚举
迭代
迭代法求方程根
迭代公式
方法
输入x0
由公式求x1，由x2求x3……
判断x0与x1误差
代码
x0=2 x1=x0-(s*x0**3-4*x0**2-5*x0+13)/(3*x0**2-4*x0-5) while math.fabs(x0-x1)>1E-5 : xo=x1 x1=x0-(s*x0**3-4*x0**2-5*x0+13)/(3*x0**2-4*x0-5) print(x1)
math.fabs() 绝对值
1E-5
特点
有穷性
确定性
可行性
输入
输出
表示
自然语言
通俗易懂
不严格，易歧义
流程图
伪代码
计算机语言
人工智能基础
介绍
人工智能
用机器模拟人的智能
机器学习
通过让计算机模拟人类的学习活动
实现人工智能的根本途径
深度学习
机器学习的重要分支
以人工智能网络为架构，对数据进行表征学习的算法
人工智能研究内容
知识工程
专家系统
机器感知
模拟人的感知能力
机器视觉，机器听觉
机器思维
模拟人的思维活动
机器智能主要通过机器思维实现
机器学习
通过让计算机模拟人类的学习活动
实现人工智能的根本途径
机器行为
模拟人的行为
人工智能技术应用
模式识别
识别车牌，识别花草
计算机视觉
自动驾驶中
人工智能网络
模仿人脑神经网络的计算机系统
数据挖掘
从大量数据中通过算法搜索隐藏信息的过程
组合优化
旅行商问题，遗传算法
搜索技术
AlphaGo
自然语言处理
专家系统
智能控制
智能机器人
云端人工智能
机器学习基本知识
传统编程与机器学习的区别
机器学习分类
监督学习
分类
从有标签的数据中学习模型，并对某新数据利用模型预测它的标签
回归
无监督学习
聚类
将物理对象或抽象对象分成由类似对象组成的聚类
半监督学习
既用到了标签数据，又用到了非标签数据
强化学习
概念
数据集
数据的集合，通常以表格形式出现
训练/测试集
训练集
用于训练模型
测试集
测试模型
比例
小规模
7:3 8:2
大规模
9:1 99:1
经典算法
k-近邻算法
监督学习
k-均值聚类
无监督学习
人工神经网络
神经元模型-MP模型
1943
激活函数
输入
n个输入，来自n个神经元传递过来的输入信号
处理
对n个输入进行加权求和，再减去一个阈值
输出
用激活函数处理，以得到输出
感知机
由两层组成，输入层接受外界信号，传递给输出层
多层感知机
计算机系统
计算机系统组成
五大部件
提出：冯·诺伊曼
硬件系统
主板
连接其他部件的载体
芯片是主板的核心
CPU与主板配套
CPU
控制器CU
控制各部件按指令功能要求协调工作
运算器ALU
算术运算和逻辑运算
图形处理 显卡 GPU
Cache
缩短了CPU访问数据的时间
存储器
存储程序和逻辑运算
内存（主存
随机存取存储器RAM
只读存储器ROM
掉电后数据不丢失
功能
识别硬件，引导操作系统
高速缓冲存储器Cache
外存（辅存
硬盘 SSD
移动硬盘
U盘
输入设备
键盘，鼠标，扫描机等
输出设备
显示器，打印机等
总线
主要指标
带宽
串行总线
通用串行总线
USB
并行总线
短距离
软件系统
名词介绍
指令系统
一台计算机的所有指令的集合
机器指令
操作码和操作数
程序
计算机指令的有序集合，即完成一定功能的指定序列
工作过程
取指令，分析指令，执行指令
计算机软件
包含程序 数据和文档
源程序
用高级语言编写
位数
CPU一次处理的二进制位数
字长（一个字的长度
系统软件
操作系统
Windows Unix Android等
管理和控制计算机中所有资源的一组程序
语言处理程序
C,C艹,python等
实用程序
诊断程序，排错程序等
媒体播放软件不是系统软件
应用软件
自由主题
自由主题
自由主题