學期（2024-2025-1） 學號20241425 《計算機基礎與程式設計》第2周學習總結
作業資訊
| 這個作業屬於哪個課程 | <班級的連結>（2024-2025-1-計算機基礎與程式設計） |
|---|---|
| 這個作業要求在哪裡 | <作業要求的連結>([2024-2025-1計算機基礎與程式設計第二週作業]https://www.cnblogs.com/rocedu/p/9577842.html#WEEK02) |
| 這個作業的目標 | <數字化、資訊保安、自學教材（電腦科學概論（第七版）第1章並完成雲班課測試、《C語言程式設計》第1章並完成雲班課測試）> |
| 作業正文 | https://i.cnblogs.com/posts/edit |
教材學習內容總結
計算系統 計算系統的分層：計算系統可以分為資訊層、硬體層、程式設計層、作業系統層、應用程式層以及通訊層這六個層次，類似洋蔥結構從內到外分佈。各層之間相互關聯，內層為外層提供支援，外層依賴內層實現具體功能。 ◦ 抽象：抽象是一種刪除複雜細節的心理模型。在電腦科學中，抽象幫助人們理解和處理複雜的系統，透過忽略不必要的細節，關注關鍵的特性和行為，使得複雜的問題變得更容易理解和解決。 2. 計算的歷史 3 ： ◦ 計算硬體簡史：回顧了計算硬體的發展歷程，從早期的計算工具如算盤等，到機械計算裝置，再到電子計算機的誕生和發展。電子計算機的發展經歷了電子管、電晶體、積體電路、大規模積體電路等階段，硬體效能不斷提升，體積不斷縮小，成本不斷降低。 ◦ 計算軟體簡史：軟體的發展與硬體的發展相輔相成。早期的軟體是為了配合硬體的執行，隨著計算機的普及和應用需求的增加，軟體的規模和複雜性不斷提高，出現了作業系統、程式語言、應用軟體等不同型別的軟體。 ◦ 預言：對未來計算技術的發展進行了一些預測和展望，如計算機效能的進一步提升、新型計算技術的出現等。 3. 計算工具與計算學科：計算工具的不斷髮展推動了計算學科的形成和發展，計算學科研究的內容包括計算機系統的設計、開發、應用以及相關的理論和方法等。計算工具為計算學科的研究提供了實踐基礎，而計算學科的發展又促進了計算工具的不斷改進和創新。
教材學習中的問題和解決過程（先問 AI）
-
問題1：為什麼十六進位制更簡潔？
-
問題1解決方案：計算機內部使用二進位制儲存和處理資料，但是二進位制數字通常很長。例如，二進位制的 1111（十進位制為 15），而在十六進位制中只用 F 來表示。由於 16 是 2 的冪次方（2⁴ = 16），所以每四位二進位制數可以很方便地轉換為一位十六進位制數。這種轉換關係使得在處理二進位制資料時，如果用十六進位制來表示可以大大縮短資料的長度，看起來更加簡潔。 ◦ 比如，二進位制數 110101101110 可以按四
-
問題2：電腦硬體組成？
-
問題2解決方案：中央處理器（CPU）
功能：它是電腦的核心部件，相當於人的大腦，主要負責執行計算機程式中的指令，進行資料處理和運算。例如，在執行一個複雜的 3D 遊戲時，CPU 需要處理遊戲場景中的物理模型計算、人工智慧演算法等眾多工。
組成結構：它包括控制器和運算器。控制器負責指揮和協調計算機各部件的工作，比如控制資料的讀取和寫入、指令的執行順序等。運算器則主要進行算術運算（如加、減、乘、除）和邏輯運算（如與、或、非）。
效能指標：其效能主要由主頻、核心數和快取等因素決定。主頻是指 CPU 的時脈頻率，單位是赫茲（Hz），主頻越高，CPU 處理資料的速度通常越快。核心數表示 CPU 能夠同時處理任務的執行緒數量，例如，四核 CPU 可以同時處理四個執行緒，這有助於提高計算機在多工處理時的效率。快取是用於儲存 CPU 近期可能會頻繁訪問的資料，快取越大，CPU 訪問資料的速度就越快。
記憶體（RAM）
功能：記憶體用於暫時儲存 CPU 正在處理的資料和程式指令。當計算機執行程式時，程式和相關資料會從硬碟等儲存裝置載入到記憶體中，CPU 可以快速地從記憶體中讀取和寫入資料。例如，當你開啟一個文書處理軟體，軟體程式和正在編輯的文件內容就會儲存在記憶體中，以便 CPU 快速訪問。
型別：主要有 DDR（雙倍資料速率）系列，如 DDR3、DDR4 和 DDR5 等。DDR 後面的數字越大，其傳輸資料的速度通常越快。不同型別的記憶體在資料傳輸速率、工作電壓等方面有所不同。
效能指標：記憶體容量和記憶體頻率是兩個重要的效能指標。記憶體容量越大，計算機能夠同時執行的程式就越多，處理大型資料檔案的能力也就越強。例如，8GB 記憶體可以滿足一般辦公和輕度娛樂需求，而對於專業的影片編輯或大型遊戲執行，可能需要 16GB 或 32GB 甚至更多的記憶體。記憶體頻率決定了記憶體與 CPU 之間資料傳輸的速度，單位是 MHz（兆赫茲）。
儲存裝置
硬碟（HDD）：
功能：硬碟是計算機的主要儲存裝置，用於長期儲存資料和程式，如作業系統、應用程式、使用者檔案（文件、照片、影片等）。即使計算機斷電，硬碟中的資料也不會丟失。
工作原理：它透過磁頭在高速旋轉的碟片上進行資料的讀寫操作。碟片上有許多磁性塗層，磁頭可以改變這些塗層的磁性狀態來儲存資料。
效能指標：容量和轉速是硬碟的主要效能指標。容量通常以 GB（吉位元組）或 TB（太位元組）為單位，常見的硬碟容量有 1TB、2TB 等。轉速是指硬碟碟片每分鐘旋轉的圈數，單位是 RPM（轉 / 分鐘），常見的轉速有 5400RPM 和 7200RPM，轉速越高，硬碟的資料讀寫速度越快。
固態硬碟（SSD）：
功能：固態硬碟也是用於儲存資料和程式的裝置，它使用快閃記憶體晶片來儲存資料，相比硬碟，SSD 具有更快的資料讀寫速度。在安裝作業系統和啟動應用程式時，SSD 可以大大縮短等待時間。
工作原理：資料儲存在快閃記憶體晶片的電晶體中，透過電訊號來控制資料的寫入和讀取。
效能指標：讀寫速度和容量是主要效能指標。SSD 的讀寫速度通常用順序讀取速度、順序寫入速度和隨機讀寫速度來衡量，單位是 MB/s（兆位元組 / 秒）。其容量常見的有 256GB、512GB、1TB 等。
主機板
功能：主機板是電腦硬體的平臺，它將電腦的各個部件連線在一起，使它們能夠相互通訊和協同工作。例如，CPU、記憶體、儲存裝置、顯示卡等都需要透過主機板上的介面和線路進行連線。
組成結構：主機板上有各種插槽和介面，如 CPU 插槽用於安裝 CPU，記憶體插槽用於安裝記憶體，PCI - E（高速序列計算機擴充套件匯流排標準）插槽用於安裝顯示卡等擴充套件卡。同時，主機板還包含晶片組，晶片組可以分為南橋晶片和北橋晶片（在一些新型主機板中，功能進行了整合），南橋晶片主要負責管理低速裝置（如硬碟、USB 介面等），北橋晶片主要負責管理高速裝置（如 CPU、記憶體、顯示卡等）。
介面型別：主機板上有多種介面，包括 USB 介面用於連線外部裝置（如 U 盤、滑鼠、鍵盤等），SATA 介面用於連線硬碟和光碟機等儲存裝置，HDMI 介面用於連線顯示器等顯示裝置等。
顯示卡（GPU）
功能：顯示卡主要負責處理計算機的圖形和影像相關的任務。在顯示高質量的影片、3D 遊戲、圖形設計等應用場景中發揮關鍵作用。例如，在 3D 遊戲中，顯示卡需要將遊戲中的 3D 模型轉換為顯示器能夠顯示的 2D 影像，包括對模型的渲染、光影效果的處理等。
組成結構：它包括圖形處理單元（GPU）、視訊記憶體和顯示卡 BIOS 等部分。GPU 是顯示卡的核心，類似於 CPU 在電腦中的地位，主要負責進行圖形資料的計算和處理。視訊記憶體用於儲存圖形處理過程中需要的資料，如紋理資料、頂點資料等。顯示卡 BIOS 則儲存了顯示卡的基本輸入輸出程式，用於初始化顯示卡和提供基本的顯示卡功能。
效能指標：視訊記憶體容量、視訊記憶體型別和 GPU 核心頻率等是顯示卡的重要效能指標。視訊記憶體容量越大，能夠儲存的圖形資料就越多，在處理複雜的圖形場景時就越不容易出現視訊記憶體不足的情況。視訊記憶體型別（如 GDDR6 等）影響視訊記憶體的資料傳輸速度。GPU 核心頻率越高，顯示卡處理圖形的速度就越快。 -
...
基於AI的學習
選擇至少2個知識點利用chatgpt等工具進行蘇格拉底挑戰，並提交過程截圖，提示過程參考下面內容