《计算机科学基础》（FOCS）复习笔记

Chap. 1 Data Storage

电路

组合逻辑电路：无环，用于计算，比较，数据移动，编码解码。

时序逻辑电路：数据保持或震荡，用于存储（计数器，寄存器）。

触发器 Flip-Flop：set & hold。

整数

原码，反码，补码（反码加一，便于实现运算部件）。

移码 \([X] = 2 ^ n + X\)，主要表示浮点数的阶码。

浮点数

S1E3M4：一位符号位，三位阶码，四位尾数。第五个数一定是 1（太浪费！）。

Chap. 2 Data Manipulation

冯诺依曼架构

程序储存在内存，程序指令按顺序执行。

• CPU：运算逻辑单元 ALU，寄存器 Registers，控制器 Control。
• 内存：存放数据和程序。
• IO：和系统的数据交换。

系统总线：数据总线，地址总线和控制总线。

程序存储

程序就是数据，用数据表示操作。

程序运行

Program Counter，PC：指向下一个要执行的指令的地址。

Instruction Register，IR：存储当前执行的指令。

Chap. 3 Operating Systems

操作系统架构

硬件：冯诺依曼架构。

软件分为应用软件和系统软件，系统软件分为实用程序（Utility）和操作系统，操作系统分为壳程序（Shell）和操作系统核心（Kernel）。

机器运行

开机时首先启动引导程序，CPU 在 ROM 找到操作系统，将其从硬盘转移到内存。

程序运行

区分程序和进程：程序是一串指令，进程是执行程序的活动。

中断处理器会在进程之间来回切换。在中断之前需要保存数据。

系统选择优先级最高的 就绪 进程 运行。进程会被 抢占：高优先级进程就绪，或当前时间用完，此时重新回到就绪状态。进程也会遇到等待事件（如等待系统服务，启动操作无法立刻完成，需要的数据没有到达），进入 等待 状态。进程只能被别的进程或操作系统 唤醒，回到就绪状态。进程 结束 可以是正常退出，错误退出，致命错误或被其它进程所杀死。

程序运行具有并发性、独立性、制约性、动态性。

Chap. 4 Algorithms

太简单了。

Chap. 5 Programming Languages

编程语言的历史

机器语言 -> 汇编语言 -> 高级语言。

机器语言编写太麻烦了。

执行单元

太简单了。

Chap. 7 Data Structures

数组、列表、栈、队列、树。

数组：大小和形状固定。二维数组的行优先顺序。

列表：静态列表，邻接链表。

太简单了。

Chap. 8 File Structures

CD 和磁带上的文件是顺序存储的，但磁盘上的文件不是。

Sequential file 和 Indexed file。

Hashing 太简单了。

生日悖论太简单了。

Chap. 10 Artificial Intelligence

听了八百遍了都。

Chap. 11 Theory of Computation

图灵停机问题太简单了。

时间复杂度太简单了。

计算理论太简单了（？）。