《计算机科学基础》课件.pptVIP

计算机科学基础探索计算机科学的核心概念和基础知识

课程目标与学习成果掌握计算机科学基础理论培养算法思维与问题解决能力了解软硬件系统工作原理

计算机科学的历史发展1机械计算时代算盘、帕斯卡计算器2电子计算机诞生ENIAC(1946年)3个人计算机革命AppleII、IBMPC4互联网与移动时代

计算机系统的基本组成硬件系统CPU、内存、存储、输入输出设备系统软件操作系统、编译器、驱动程序应用软件办公软件、浏览器、专业工具数据

硬件系统：中央处理器（CPU）控制单元指令解码与执行控制1算术逻辑单元数学计算与逻辑运算2寄存器组暂存数据与指令3缓存加速数据访问

硬件系统：存储器1寄存器最快、容量最小2缓存高速、小容量3主存(RAM)中速、易失性4辅存(硬盘/SSD)

硬件系统：输入输出设备输入设备键盘、鼠标、触摸屏、麦克风输出设备显示器、打印机、扬声器通用设备

软件系统：操作系统概述进程管理任务调度与资源分配内存管理分配、回收、虚拟内存文件系统数据组织与存储用户界面

软件系统：应用软件生产力工具文档处理、电子表格多媒体软件图像处理、视频剪辑专业应用

数据表示：二进制系统1计算机中的基本数据单位只使用0和1两个数字2位(bit)与字节(byte)8位=1字节3二进制加法0+0=0,0+1=1,1+1=10所有数据最终都转为二进制

数据表示：其他进制及转换二进制八进制十进制十六进制00001111102221133310044410101210A10000201610

数据表示：ASCII码和UnicodeASCII7位编码，表示128个字符主要用于英文字符Unicode统一字符编码支持世界上几乎所有文字UTF-8Unicode的变长编码方式网络传输中最常用

布尔代数与逻辑门1基本逻辑运算与(AND)、或(OR)、非(NOT)2复合逻辑门与非(NAND)、或非(NOR)、异或(XOR)3组合电路加法器、编码器、解码器4时序电路触发器、计数器、寄存器

计算机网络基础1234局域网(LAN)连接邻近区域的计算机广域网(WAN)跨地理区域的网络互联网全球计算机网络互联系统网络协议通信规则与标准

网络协议：TCP/IP1应用层HTTP、FTP、SMTP2传输层TCP、UDP3网络层IP、ICMP、路由4链路层以太网、WiFi、ARP

互联网与万维网浏览器网页内容渲染与展示HTML网页内容结构标记CSS网页样式与布局JavaScript网页交互功能实现

信息安全基础机密性保护信息不被未授权访问完整性确保信息未被篡改可用性确保系统服务正常提供认证与授权身份验证与权限管理

密码学简介对称加密使用相同密钥加解密AES、DES非对称加密公钥加密，私钥解密RSA、ECC哈希函数单向映射，不可逆MD5、SHA

算法概念与特性1定义解决问题的明确步骤序列2输入与输出有明确的输入和预期输出3确定性相同输入产生相同输出4有穷性在有限步骤内结束

基本算法设计技巧分治法将问题分解为子问题贪心算法每步选择当前最优解动态规划存储子问题解以避免重复计算回溯法尝试所有可能，遇到死路返回

时间复杂度与空间复杂度问题规模(n)O(1)O(logn)O(n)O(n2)

排序算法算法名称平均时间复杂度最坏时间复杂度空间复杂度冒泡排序O(n2)O(n2)O(1)选择排序O(n2)O(n2)O(1)插入排序O(n2)O(n2)O(1)快速排序O(nlogn)O(n2)O(logn)归并排序O(nlogn)O(nlogn)O(n)堆排序O(nlogn)O(nlogn)O(1)

有哪些信誉好的足球投注网站算法顺序有哪些信誉好的足球投注网站从头到尾依次比较时间复杂度O(n)二分有哪些信誉好的足球投注网站要求数据已排序时间复杂度O(logn)哈希有哪些信誉好的足球投注网站利用哈希函数直接定位平均时间复杂度O(1)

数据结构：数组与链表数组连续内存空间随机访问O(1)插入删除O(n)链表非连续内存空间随机访问O(n)插入删除O(1)

数据结构：栈与队列栈后进先出(LIFO)只能在顶端操作应用：函数调用、表达式求值队列先进先出(FIFO)一端入队一端出队应用：任务调度、缓冲区

数据结构：树二叉树每个节点最多两个子节点二叉有哪些信誉好的足球投注网站树左子树小于根，右子树大于根平衡树左右子树高度差不超过1

数据结构：图有向图边有方向性无向图边无方向性加权图边有权重值

数据结构：哈希表键值待存储数据的标识哈希函数将键映射到数组索引数组存储快速查找与修改冲突解决链表法或开放寻址法

程序设计基础问题分析理解需求与约束1算法设计确定解决问题的步骤2代码实现用编程语言表达算法3测试调试验证结果并修复问题4

高级程序设计语言概述编译型语言C/C++、Java一次编译多次运行解释型语言Python、JavaScript边解释边执行混合型C#、Java编译为中间代码再解释

面向对象程序设计1类与