2024-2025-1 20241407《計算機基礎與程式設計》第十週學習總結

作業資訊

這個作業屬於哪個課程	2024-2025-1計算機基礎與程式設計
這個作業要求在哪裡	2024-2025-1計算機基礎與程式設計第十週作業
這個作業的目標	資訊系統，資料庫與SQL，人工智慧與專家系統，人工神經網路，模擬與離散事件，排隊系統，天氣與地震模型，圖形影像
作業正文	本部落格

教材學習內容總結

《電腦科學概論》第七版第十二章的學習內容總結如下：

資訊管理：
- 資訊系統是幫助我們組織和分析資料的軟體。
電子製表軟體：
- 電子製表軟體使用單元格來組織資料和用於計算新值的公式的應用軟體。
- 行列標號可以引用單元格，如A5或B7。
- 公式通常會引用其他單元格中的值，還會使用內建函式來計算結果。
- 公式還可以使用一個單元格範圍內的資料。
- 如果單元格中存放的是公式，那麼單元格中真正顯示的是公式計算出的值。
- 避免迴圈引用（兩個或多個單元格的計算結果要互相依賴）很重要。
資料庫管理系統：
- 討論了關係模型、關係、結構化查詢語言（SQL）以及資料庫設計。
電子商務：
- 探討了電子商務的相關內容。
大資料：
- 介紹了大資料的概念和重要性。
電子資料表公式：
- 電子資料表（如Excel）中的公式用於計算單元格的值，它們可以引用其他單元格的值，並使用內建函式來計算結果。公式可以是簡單的算術運算，也可以是複雜的邏輯判斷和資料處理操作。例如，=SUM(A1:A10) 計算A1到A10單元格的總和。
迴圈引用：
- 迴圈引用發生在公式直接或間接引用自身單元格時，導致無法計算出正確的結果。在Excel中，可以透過“公式”選單下的“錯誤檢查”功能來識別迴圈引用。解決迴圈引用的方法之一是使用迭代運算，這允許在滿足一定條件後停止迭代計算。
電子資料表分析：
- 電子資料表分析涉及使用電子資料表軟體進行資料組織、分析和決策支援。這包括使用公式、圖表、資料分析工具等來洞察資料趨勢和模式。
關係和關係模型：
- 關係模型是資料庫管理系統的基礎，它使用二維表的形式來組織資料，每個表由行和列組成。關係模型中的資料透過主鍵和外來鍵來維護資料的完整性和關係。
結構化查詢語言（SQL）：

SQL是一種用於儲存、操作和檢索關聯式資料庫管理系統中資料的標準程式語言。它包括資料定義語言（DDL）、資料操縱語言（DML）、資料控制語言（DCL）和資料查詢語言（DQL）。SQL的功能包括資料定義、資料操縱和資料控制。例如，SELECT語句用於查詢資料，INSERT、UPDATE和DELETE用於資料操縱，而GRANT和REVOKE用於資料控制。
這些內容涵蓋了資訊系統中資料處理和分析的關鍵方面。透過學習這些內容，我們可以更好地理解和應用資訊系統在資料管理中的作用。

《電腦科學概論》第七版第十三章的學習內容總結如下：

人工智慧：
- 人工智慧是關於人類思想的建模和應用的領域。
圖靈測試：
- 圖靈測試是衡量一臺機器是否能像人一樣思考的方法，透過模擬人類對話來進行。透過圖靈測試的計算機具有弱等價性，即在結果上與人等價，但實現方式不同。強等價性則指內部過程也相同。
知識表示：
- 介紹了兩種知識表示方法：語義網和檢索樹。語義網是知識的圖形化表示，捕捉了物件在真實世界中的關係；檢索樹則用於表示對抗性移動（如比賽）的知識。
專家系統：
- 專家系統嵌入了人類專家的知識，採用一套規則來定義條件，在這種條件下可以得出某些結論。專家系統適用於多種型別的決策過程，如醫療診斷等。
自然語言處理：
- 討論了自然語言處理的多個方面，包括語音合成、語音識別、以及計算機對單詞“light”的多種解釋。
機器人學：
- 介紹了機器人學的三個基本定律，由艾薩克·阿西莫夫創立。
- 描述了兩類機器人：固定機器人和移動機器人。
- 討論了規劃系統，即給定目標、起始位置和結束情況，生成解決方案演算法的軟體系統。
- 定義了subsumption架構，即行為並行執行，除非它們發生衝突，此時目標的排序決定了哪個行為優先。
- 描述了機器人的組成，包括感測器、執行器和計算元素。
  這些內容涵蓋了人工智慧的多個關鍵領域，包括基礎理論、知識表示、專家系統、自然語言處理和機器人學，為我們提供了對人工智慧領域的全面瞭解。

《電腦科學概論》第七版第十四章的學習內容總結如下：

模擬：
- 模擬是計算的一個主要領域，涉及為複雜系統構建計算機模型，並用模型進行實驗以觀察結果。模型是真實系統的抽象，系統在模型中被表示為一組物件或特徵以及管理它們行為的規則。
- 有兩種主要的模擬型別：連續模擬和離散事件模擬。連續模擬中的變化由偏微分方程表示，而在離散事件模擬中，行為被表示為實體、屬性和事件。
- 排隊系統是一種離散事件模擬，其中等待時間是分析的因素。氣象模型和地震模型是連續模擬的例子。
計算機圖形學：
- 計算機圖形學是結合計算機、科學和繪畫藝術的領域，依賴數學方程來模擬影像中要呈現的自然現象。它涉及光的互動、物件的屬性（如透明度和表面紋理）、物件的形狀和物理屬性，生成接近真實照片的影像。
遊戲：
- 計算機遊戲是一個玩家可以與系統以及玩家之間互動的虛擬世界。遊戲開發者、軟體設計師和程式設計師使用遊戲引擎來建立遊戲虛擬世界。
其他應用：
- 章節還可能探討了電腦科學在其他領域的應用，如計算生物學、必要的計算能力等。
  這些內容涵蓋了電腦科學中模擬、圖形學和遊戲領域的基礎理論和實踐應用，為我們提供了對這些領域的深入理解。

《C語言程式設計》第五版第九章專注於指標的相關內容，這是C語言中一個非常重要的概念。以下是該章節的學習內容總結：

指標的基本概念：
- 指標是一種特殊的變數，它儲存的是另一個變數的記憶體地址。指標變數需要指定一個型別，這個型別決定了它能夠指向的資料型別。

指標的宣告：

如何宣告指標變數，例如：

int *ptr; // 宣告一個指向int型別資料的指標

指標與變數的關係：
- 如何使用&運算子獲取變數的地址，並將其賦值給指標，以及如何使用*運算子來訪問指標指向的變數的值。
指標的算術：
- 指標可以進行加法和減法運算，但這些運算與普通變數的算術運算不同。指標的加法實際上是地址的增加，減法則是地址的減少。
指標與陣列：
- 指標與陣列的關係，如何使用指標來遍歷陣列，以及陣列名與指標的關係。
指標作為函式引數：
- 指標作為函式引數時的行為，包括如何透過指標引數修改函式外部變數的值。
返回指標的函式：
- 如何編寫返回指標的函式，以及如何從函式中返回區域性變數的地址（通常不推薦，因為區域性變數的生命週期在函式返回後結束）。
指標陣列和指向指標的指標：
- 指標陣列是儲存指標的陣列，而指向指標的指標則是指向另一個指標的指標。這些概念在處理複雜的資料結構時非常有用。
動態記憶體分配：
- 如何使用malloc和free函式進行動態記憶體分配和釋放。
指標與字串：
- 字串在C語言中實際上是字元陣列的指標，如何使用指標來處理字串。
指標的安全問題：
- 指標使用不當可能導致的記憶體洩漏、野指標等問題，以及如何避免這些問題。
指標與結構體：
- 指標與結構體結合使用，如何透過指標來訪問和修改結構體成員。
  透過學習這些內容，我們能夠理解指標的基本概念、操作和應用，以及如何在C語言程式中有效地使用指標。指標是C語言中非常強大的工具，但也需要謹慎使用以避免常見的錯誤和安全問題。

教材學習中的問題和解決過程

問題一：資料庫和資料管理系統有什麼異同？
解決方式：AI答：資料庫（Database）和資料管理系統（Database Management System，簡稱DBMS）是密切相關的概念，但它們指代的是不同的內容。以下是它們之間的異同：

相同點：

資料儲存：它們都用於儲存資料。
資料組織：它們都提供了一種方式來組織和結構化資料。
資料訪問：它們都允許使用者訪問和檢索儲存的資料。
資料一致性：它們都致力於維護資料的一致性和完整性。

不同點：

概念層面：
- 資料庫：是一個實體，它是一個儲存資料的集合，這些資料是結構化的，並且通常是相關的。資料庫可以被看作是一個檔案櫃，裡面存放著各種檔案（資料）。
- 資料管理系統：是一個軟體系統，它用於建立和管理資料庫。DBMS提供了使用者與資料庫互動的介面，包括資料的建立、查詢、更新和管理。DBMS可以被看作是管理檔案櫃和檔案的秘書或系統。
功能：
- 資料庫：主要負責資料的儲存和組織。
- 資料管理系統：除了儲存和組織資料外，還負責資料的安全性、完整性、備份、恢復、併發控制和事務管理等。
操作：
- 資料庫：使用者可以直接對資料庫進行操作，但這種操作通常是低階的，需要使用者對資料結構有深入的瞭解。
- 資料管理系統：提供了一套高階的介面和查詢語言（如SQL），使得使用者無需深入瞭解資料的物理儲存細節，就可以方便地進行資料操作。
實現：
- 資料庫：可以是一個檔案、一組檔案或一個檔案集，它們包含了實際的資料。
- 資料管理系統：是一個實際執行的軟體程式，它實現了資料庫的定義、操作和管理。
使用者視角：
- 資料庫：對於終端使用者來說，資料庫是他們儲存和檢索資料的地方。
- 資料管理系統：對於資料庫管理員和開發者來說，DBMS是他們用來維護和運算元據庫的工具。
  總結來說，資料庫是儲存資料的地方，而資料管理系統是管理這些資料的工具。沒有DBMS，資料庫的管理將變得複雜和低效；沒有資料庫，DBMS就沒有存在的意義。它們共同工作，為使用者提供了一個既強大又易於使用的資料儲存和訪問解決方案。
  問題二：如果在圖靈測試裡擔當質問者，會問些什麼問題？為什麼機器人很難回答好？
  解決方式：AI答：在圖靈測試中，質問者（interrogator）的任務是區分對話的另一方是人類還是機器。為了有效地進行區分，質問者可能會提出一系列問題，旨在揭示對話者的認知能力、情感反應、創造性思維、語言理解與生成能力等方面的差異。以下是一些可能的問題型別：
情感和同理心問題：
- “如果你最好的朋友失去了親人，你會如何安慰他？”
- 這類問題旨在測試對話者是否能夠表現出人類的情感和同理心。
創造性和原創性問題：
- “給我講一個你從未告訴過別人的原創笑話。”
- 這類問題測試對話者是否能夠進行創造性思維和原創內容的生成。
複雜邏輯和推理問題：
- “如果你在一個房間裡，房間裡有一個桌子，桌子上有一個蘋果，你走出房間，你爸爸進來把蘋果拿走了，你回來後房間裡還有什麼？”
- 這類問題測試對話者的邏輯推理能力。
文化和歷史知識問題：
- “請解釋一下第二次世界大戰的起因和影響。”
- 這類問題測試對話者是否具備廣泛的文化和歷史知識。
自我意識和自我反思問題：
- “你認為自己最大的優點和缺點是什麼？”
- 這類問題旨在探索對話者是否具有自我意識和自我反思的能力。
語言遊戲和雙關語問題：
- “為什麼雞要過馬路？”
- 這類問題測試對話者是否能夠理解並欣賞語言遊戲和幽默。
道德和倫理問題：
- “如果一個行為在道德上是錯誤的，但法律上是允許的，你會怎麼做？”
- 這類問題測試對話者是否能夠處理複雜的道德和倫理問題。
  機器人很難回答好這些問題的原因包括：
情感理解限制：機器人可能無法真正理解或體驗人類的情感，因此難以給出真實、有同理心的回答。
創造性限制：雖然一些先進的AI可以生成看似原創的內容，但這些內容往往是基於大量資料訓練的結果，而不是真正的創造性思維。
複雜邏輯推理：機器人可能在處理複雜的邏輯和推理問題時遇到困難，尤其是當問題涉及抽象概念或需要深層次理解時。
文化和歷史知識：機器人可能缺乏對特定文化和歷史背景的深入理解，這限制了它們回答相關問題的能力。
自我意識：機器人缺乏自我意識，因此難以進行自我反思或表達個人感受。
語言遊戲和幽默：機器人可能難以理解語言的微妙之處，包括雙關語和幽默，這使得它們難以參與語言遊戲。
道德和倫理判斷：機器人可能難以處理複雜的道德和倫理問題，因為這些問題通常需要基於個人價值觀和社會規範做出判斷。
圖靈測試的目的是透過這些問題來評估機器是否能夠展現出與人類相似的智慧行為，而機器人在這些領域的侷限性正是圖靈測試區分人機對話的關鍵所在。
問題三：如何使用函式指標？
解決方式：AI答：在C語言中，函式指標是一種指向函式的指標，它允許你將函式作為引數傳遞給其他函式，或者將函式作為返回值從函式中返回。使用函式指標可以讓你編寫更靈活和通用的程式碼。以下是如何使用函式指標的步驟：

1. 宣告函式指標

首先，你需要宣告一個函式指標。函式指標的宣告包括函式的返回型別、指標名、引數列表和指標符號。例如，如果你有一個返回int型別，接受兩個int引數的函式，你可以這樣宣告一個指向這種函式的指標：

int (*funcPtr)(int, int);

2. 初始化函式指標

宣告函式指標後，你可以將其初始化為指向一個具體的函式。例如：

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}
int (*funcPtr)(int, int) = add; // 將函式指標指向add函式

3. 使用函式指標呼叫函式

一旦函式指標被初始化，你就可以使用它來呼叫函式，就像使用普通函式一樣：

int result = funcPtr(5, 3); // 呼叫add函式
printf("Result: %d\n", result);

4. 傳遞函式指標作為引數

你可以將函式指標作為引數傳遞給其他函式。這允許函式根據傳入的函式指標來執行不同的操作：

void applyFunction(int a, int b, int (*func)(int, int)) {
    int result = func(a, b);
    printf("Result: %d\n", result);
}

int main() {
    applyFunction(5, 3, add); // 將add函式作為引數傳遞
    return 0;
}

5. 返回函式指標

函式也可以返回函式指標。這允許函式根據某些條件返回不同的函式：

int (*getFunction(char op))(int, int) {
    if (op == '+') {
        return add;
    } else if (op == '-') {
        return subtract;
    }
    return NULL;
}

int subtract(int a, int b) {
    return a - b;
}

int main() {
    int (*funcPtr)(int, int) = getFunction('+');
    int result = funcPtr(10, 5);
    printf("Result: %d\n", result);
    return 0;
}

注意事項

確保函式指標指向的函式的引數列表和返回型別與宣告的函式指標型別完全匹配。
使用NULL來初始化未指向任何函式的函式指標。
使用函式指標時，確保它們指向的函式在生命週期內有效，避免懸空指標問題。
透過這些步驟，你可以在C語言中靈活地使用函式指標來編寫更通用和模組化的程式碼。

基於AI的學習

學習進度條

	程式碼行數（新增/累積）	部落格量（新增/累積）	學習時間（新增/累積）
目標	5000行	30篇	400小時
第一週	200/200	2/2	20/20
第二週	200/400	1/3	18/38
第三週	300/700	1/4	20/58
第四周	400/1100	1/5	22/90
第五週	300/1400	1/6	22/102
第六週	400/1800	1/7	25/127
第七週	400/2200	1/8	30/157
第八週	500/2700	1/9	35/192
第九周	500/3200	1/10	28/220
第十週	400/3600	1/11	30/250