2023-2024-1 20231311《计算机基础与程序设计》第4周学习总结

作业信息

这个作业属于哪个课程	<班级的链接>（2023-2024-1-计算机基础与程序设计）
这个作业要求在哪里	<作业要求的链接>(2023-2024-1计算机基础与程序设计第四周作业)
这个作业的目标	学习目标：学习并掌握门电路组合电路，逻辑电路冯诺依曼结构CPU，内存，IO管理嵌入式系统，并行结构和物理安全等
作业正文	https://i.cnblogs.com/posts/edit;postId=17781076

教材学习内容总结

第4章：数据表示与存储

1.数据表示：介绍不同数据类型（整数、浮点数、字符等）在计算机中的表示方式，包括二进制、八进制、十进制和十六进制表示法。

2.位与字节：解释计算机中的最小数据单元是位（0或1），以及如何组合位来表示更复杂的数据，例如字节（8位）和字（16位或32位）。

3.编码方案：讨论不同的字符编码方案，如ASCII、UTF-8和UTF-16，以便理解如何在计算机上存储和表示文本。

4.有符号和无符号整数：解释有符号和无符号整数之间的区别，以及如何在计算机中表示它们。

5.浮点数表示：介绍浮点数的IEEE 754标准表示法，包括正负无穷大、NaN（非数值）等特殊情况。

6.存储器层次结构：探讨计算机内存的层次结构，包括寄存器、高速缓存、主存和辅助存储，以及其作用和性能。

7.磁盘和固态硬盘存储：了解磁盘和固态硬盘的工作原理，以及它们如何在计算机中用于数据存储。

第5章：计算机体系结构

1.冯·诺依曼体系结构：介绍计算机的基本体系结构，包括中央处理单元（CPU）、内存、输入/输出设备和总线。

2.指令集架构（ISA）：讲解不同类型的ISA，如精简指令集计算机（RISC）和复杂指令集计算机（CISC），以及它们的特点和性能比较。

3.CPU结构：解释CPU的各个组成部分，如算术逻辑单元（ALU）、寄存器、控制单元和时钟，以及它们如何协同工作执行指令。

4.存储器层次结构：进一步探讨存储器的层次结构，包括高速缓存和虚拟内存的作用，以及如何提高性能。

5.流水线处理：介绍流水线处理的概念，以提高指令执行效率，包括流水线阶段如取指、解码、执行和写回。

6.并行处理：讨论多核处理器和并行计算的重要性，以满足日益复杂的计算需求。

7.总线结构：解释总线的作用，包括数据总线、地址总线和控制总线，以及它们如何协调各组件的通信。

这些章节提供了关于数据表示、计算机体系结构和计算机工作原理的基本概念。理解这些概念对于计算机科学和信息技术领域的学习至关重要，因为它们奠定了计算机科学的基础，帮助我们理解计算机如何存储和处理数据。

教材学习中的问题和解决过程

问题1：磁盘和固态硬盘的工作原理，为什么可以在计算机中用于数据存储？
问题1解决方案：通过查询相关资料，明白了传统硬盘的存储介质是磁性材料，通过磁头的磁化来存储数据，因此对磁场敏感，而且长时间存储可能会出现磁性衰减的情况。而SSD则是使用闪存芯片作为存储介质，通过电荷的变化来存储数据，因此具有更长的存储寿命和更高的稳定性。
问题2：不明白浮点数的IEEE 754标准表示法，找到了相关资料：
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通过例子明白了如何转化。