2024-2025-1 20241421 刘庆安《计算机基础与程序设计》第十周学习总结

这个作业属于哪个课程	2024-2025-1-计算机基础与程序设计）
这个作业要求在哪里	https://www.cnblogs.com/rocedu/p/9577842.html#WEEK10
这个作业的目标	信息系统、数据库与SQL、人工智能与专家系统、人工神经网络、模拟与离散事件、排队系统、天气与地震模型、图形图像
作业正文	本博客链接 https://www.cnblogs.com/118qa/p/18579733
教材学习内容总结
一、指针基础
定义：指针是一个变量，其值为另一个变量的地址。在 C、C++ 等语言中，通过类型* 指针变量名的形式来定义指针，比如int *ptr;就定义了一个指向整型变量的指针ptr。
取值操作：使用运算符可以获取指针所指向地址处存储的值。例如，如果ptr指向一个整型变量num，那么ptr就等同于num的值。
二、字符串基础
定义：字符串是由字符组成的序列，在 C 语言中，字符串是以空字符'\0'结尾的字符数组。例如char str[] = "hello";就定义了一个包含字符串"hello"的字符数组str。
存储方式：字符串中的每个字符依次存储在连续的内存单元中，并且最后一个字符后面紧跟着空字符'\0'，用于标识字符串的结束。
三、指针与字符串的联系
指向字符串的指针：可以定义一个指针指向一个字符串。例如char *strPtr = "world";，这里strPtr就是一个指向字符串常量"world"的指针。通过指针可以方便地操作字符串，如遍历、修改等（前提是指向的字符串有可修改的权限，对于字符串常量是不能直接修改的）。
字符串作为函数参数：在函数调用中，经常使用指针来传递字符串。因为直接传递整个字符串数组会占用较大的内存空间且效率不高，而传递指向字符串的指针只需要传递地址，节省空间且调用速度快。例如函数void printString(char *str)就可以接收一个指向字符串的指针作为参数来打印字符串。
四、常见操作
遍历字符串：可以使用指针来遍历字符串中的每个字符。通过不断移动指针，直到指向空字符'\0'为止。例如：
字符串复制：可以通过指针实现字符串的复制操作。常见的函数如strcpy（在 C 标准库中）就是利用指针来完成将一个字符串复制到另一个字符数组中的功能。自己实现类似功能的示例如下：
字符串比较：同样可以借助指针来比较两个字符串是否相等或确定其大小关系。标准库函数strcmp用于比较两个字符串，返回值表示它们的关系。自己实现简单比较逻辑可以像这样：
五、注意事项
字符串常量不可修改：当指针指向字符串常量时，不能试图通过指针去修改字符串的内容，否则会导致程序运行时错误（如在 C 语言中会引发段错误）。
指针越界：在操作指向字符串的指针时，要注意不要让指针超出字符串的有效范围（即越过空字符'\0'之后），否则可能会读取到无效数据或导致程序异常。
指针与字符串的结合在很多编程语言中都有着重要的应用，掌握相关知识对于高效处理文本数据等操作非常关键。
一、信息系统概述
定义：信息系统是一个由人、硬件、软件、网络和数据资源等组成的，能进行信息的收集、传输、加工、存储、维护和使用的人机一体化系统。
目的：旨在通过对信息的有效管理和利用，支持组织的决策、运营管理、沟通协调等活动，以提高组织的效率和效益。
二、信息系统的组成部分
硬件：包括计算机设备（如服务器、个人电脑、移动终端等）、存储设备（硬盘、磁带等）、网络设备（路由器、交换机等），它们为信息系统的运行提供物理基础。
软件：可分为系统软件（如操作系统、数据库管理系统等）和应用软件（如办公软件、企业资源规划系统等），软件负责对硬件资源进行管理和调度，实现各种具体的信息处理功能。
数据：是信息系统的核心资产，包含各种结构化（如数据库中的表格数据）、半结构化（如 XML 文件）和非结构化（如文档、图像、音频等）的数据，数据经过处理后可转化为有价值的信息。
人员：涉及系统的开发人员（负责设计、编程等）、管理人员（对系统的运行和资源进行管理）、终端用户（使用系统完成具体业务操作）等，不同人员在信息系统的生命周期中发挥着不同作用。
网络：提供了信息传输的通道，使得不同地理位置的硬件设备和人员之间能够进行信息的交换，常见的网络类型有局域网、广域网等。
三、信息系统的类型
事务处理系统（TPS）：主要用于处理组织日常的业务交易活动，如订单处理、库存管理等，强调数据的准确性和处理的高效性。
管理信息系统（MIS）：在 TPS 的基础上，对组织内部的信息进行综合管理，为中层管理人员提供报表、分析等支持，以辅助管理决策。
决策支持系统（DSS）：聚焦于为高层管理人员提供决策支持，通过数据挖掘、模型分析等手段，帮助决策者分析复杂问题并做出更好的决策。
企业资源规划系统（ERP）：集成了组织内多个业务模块，如财务、人力资源、生产制造等，实现了企业资源的统一管理和优化配置。
客户关系管理系统（CRM）：侧重于对客户信息的管理和客户关系的维护，通过跟踪客户活动、分析客户需求等，提高客户满意度和忠诚度。
四、信息系统的开发过程
系统规划：确定信息系统的目标、范围、可行性等，制定初步的项目计划，明确项目的总体方向。
系统分析：对组织的业务流程、信息需求等进行详细分析，确定系统的功能要求和数据要求，建立业务模型和数据模型。
系统设计：根据系统分析的结果，设计系统的架构、模块划分、数据库结构、界面设计等，制定详细的技术方案。
系统实施：将设计方案转化为实际的系统，包括编写程序代码、安装硬件设备、配置软件系统、录入数据等操作。
系统运行与维护：系统投入运行后，对其进行日常监测、故障排除、性能优化、数据更新等维护工作，以确保系统的正常运行和持续有效。
五、信息系统的安全与管理
安全问题：包括网络攻击（如黑客入侵、病毒感染等）、数据泄露、系统故障等，这些问题可能导致组织的信息资产受损、业务中断等严重后果。
安全措施：采取诸如防火墙设置、加密技术、访问控制、备份恢复等手段来保护信息系统的安全。
系统管理：涉及对系统资源的合理分配、用户管理、系统性能监控等方面，以保证信息系统在良好的状态下运行。
六、信息系统的影响
对组织的影响：信息系统改变了组织的业务流程、管理模式、沟通方式等，提高了组织的效率、创新能力和竞争力。
对社会的影响：在宏观层面上，信息系统推动了社会的信息化进程，改变了人们的生活方式、工作方式、学习方式等，促进了经济的发展和社会的进步。
信息系统相关知识涵盖了多个方面，从其基本组成到开发、运行、安全等环节，在现代社会的组织运作和发展中起着至关重要的作用。
教材学习中的问题和解决过程
问题：字符串的优越性
表示文本数据方便
字符串提供了一种直观的方式来表示和处理文本信息。例如，在编写一个简单的文本处理程序时，如文字编辑器，字符串可以轻松地存储用户输入的文字内容。无论是一篇文章、一个单词还是一个句子，都可以用字符串来表示。比如在 Python 中，text = "This is a sample text"就定义了一个包含文本内容的字符串，这种表示方式非常简洁明了。
数据共享和交换容易
字符串是一种通用的数据格式，在不同的程序和系统之间可以很容易地共享和交换。许多编程语言都支持标准的字符串操作，这使得在不同的软件环境中传递文本数据变得简单。例如，在网络通信中，当客户端和服务器进行数据传输时，文本消息通常以字符串的形式发送和接收。如 HTTP 协议中的请求头和响应体部分包含大量的字符串信息，像User - Agent字段（表示客户端的类型）就是一个字符串，这方便了信息在网络中的传播。
支持多种操作
拼接操作：可以将多个字符串组合在一起。例如，在编程语言中，使用+运算符（在某些语言中）或者专门的拼接函数就可以将两个或多个字符串拼接成一个新的字符串。比如在 Java 中，String newStr = str1 + str2;可以将str1和str2拼接成newStr。这在生成动态文本时非常有用，比如根据用户的姓名和地址信息生成完整的用户信息字符串。
截取操作：能够从一个较长的字符串中提取出需要的部分。通过指定起始位置和结束位置（或者长度），可以获取字符串的子串。在 Python 中，subStr = text[start:end]可以从text字符串中截取从start位置到end位置（不包括end）的子串。这种操作对于提取文本中的关键信息很有帮助，例如从一个文件路径字符串中提取文件名。
替换操作：可以将字符串中的某些字符或子串替换为其他内容。许多编程语言都提供了替换函数，如 JavaScript 中的replace()函数。假设str = "The quick brown fox"，可以通过str = str.replace("brown", "black")将"brown"替换为"black"，这对于文本的编辑和修改很方便。
查找操作：可以确定一个字符或子串在字符串中的位置。例如，在 C++ 中，可以使用str.find()函数来查找子串在字符串中的位置。如果string text = "Hello, world";，那么text.find("world")会返回子串"world"在text中的起始位置。这对于文本搜索和匹配任务非常重要。
便于存储和检索
字符串可以存储在各种数据结构中，如数组、列表、树等，方便对文本数据进行组织和管理。在数据库系统中，文本类型的字段（如VARCHAR类型）可以很好地存储字符串数据。当需要检索文本内容时，数据库可以通过索引等技术快速地定位和提取相关的字符串记录。例如，在一个图书馆管理系统的数据库中，书籍的标题、作者姓名等文本信息以字符串形式存储在相应的表字段中，通过合理的索引设置，可以快速地根据书名或作者姓名检索到相关书籍的记录。
适合自然语言处理和文本分析
随着自然语言处理（NLP）领域的发展，字符串作为文本的基本表示形式发挥着关键作用。在文本分类、情感分析、机器翻译等任务中，首先要处理的就是字符串形式的文本数据。例如，在情感分析中，需要对评论字符串（如"这部电影太棒了！"）进行分析，通过对字符串中的词汇、语法结构等进行处理，判断评论的情感倾向是正面还是负面。字符串为这些高级的文本处理任务提供了基础的数据格式。
问题：指针与数组哪个好？
AI：一、数组的优势
简单直观的存储方式
数组是一种将同类型元素存储在连续内存空间中的数据结构。这种存储方式非常直观，易于理解。例如，定义一个整数数组int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};，就可以很清楚地看到数组中存储了 5 个整数，并且它们在内存中是依次连续存放的。
对于存储固定大小的同类型数据集合，如一个班级学生的成绩，数组是一种很自然的选择。可以方便地通过索引访问每个元素，如arr[2]就可以直接获取数组中的第三个元素（索引从 0 开始）。
方便的初始化和赋值操作
数组在定义时可以方便地进行初始化。除了上面提到的逐个赋值方式，还可以使用聚合初始化的方式，如int arr[] = {1, 2, 3};，编译器会根据初始化列表中的元素个数自动确定数组的大小。
在一些编程语言中，还可以对数组进行整体赋值。例如在 Python 中，arr = [1, 2, 3]定义了一个数组（在 Python 中称为列表），可以通过arr2 = arr这样的操作将arr的所有元素赋值给arr2，这种操作对于批量数据的处理非常方便。
利于编译器进行优化
由于数组的大小和元素类型在编译时通常是已知的，编译器可以对数组相关的操作进行优化。例如，在访问数组元素时，编译器可以根据数组的起始地址和元素大小，通过简单的偏移计算快速地定位到要访问的元素，这种计算在底层可以通过高效的机器指令实现。
对于一些性能敏感的应用程序，如嵌入式系统中的数据采集和处理，数组的这种可优化特性可以有效地提高程序的执行效率。
支持多维结构
数组可以方便地构建多维结构。例如，二维数组可以用来表示矩阵或者表格数据。定义一个二维整数数组int matrix[3][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}};，可以很好地存储和处理矩阵相关的数据，如进行矩阵乘法、转置等运算。这种多维结构在图像处理（图像可以看作是二维像素数组）、游戏开发（地图数据可以用二维数组表示）等领域有广泛的应用。
二、指针的优势
灵活的内存访问和动态内存管理
指针可以用来访问任意内存地址，这使得它在动态内存分配方面具有很大的优势。例如，在 C 语言中，可以使用malloc函数动态地分配一块内存，并通过指针来访问这块内存。int *ptr = (int *) malloc(sizeof(int));就分配了一个可以存储整数的内存块，并将其地址赋给指针ptr。
这种动态内存分配在处理数据大小不确定的情况时非常有用。比如，在读取一个文件的内容到内存中时，文件的大小可能是未知的，就可以先动态分配一块足够大的内存，然后根据实际读取的内容大小调整内存的使用。
函数参数传递高效
当函数需要修改传入参数的值或者需要传递大型数据结构的地址时，指针是很好的选择。在 C 语言中，如果要在函数中修改一个变量的值，将变量的指针传递给函数会比传递变量本身更高效。例如，有一个函数void swap(int *a, int *b)用于交换两个整数的值，通过传递指针，可以直接在函数内部修改传入的两个整数的值，而不需要返回新的值。
对于大型的数据结构，如结构体数组，传递指针而不是整个数组可以减少函数调用时的参数传递开销，提高程序的执行效率。
实现复杂的数据结构和算法
指针是构建复杂数据结构的关键要素。例如，链表是一种常见的数据结构，它通过指针将各个节点连接在一起。每个节点包含数据和指向下一个节点的指针，这样就可以灵活地插入和删除节点，而不需要像数组那样移动大量的元素。
在图的数据结构中，指针也用于表示节点之间的边。通过指针，可以实现深度优先搜索、广度优先搜索等图算法，这种灵活性使得指针在数据结构和算法设计领域有广泛的应用。
基于AI的学习