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 |
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| 這個作業要求在哪裡 | 2024-2025-1計算機基礎與程式設計第三週作業 |
| 這個作業的目標 |  |
| 作業正文 | 2024-2025-1學號20241309《計算機基礎與程式設計》第三週學習總結 |
教材學習內容總結
《電腦科學概論》第二章
1. 數字與計算基礎：
- 數字的定義：數字是屬於抽象數學系統的一個單位，服從特定的順序法則、加法法則和乘法法則。
- 數字的分類：
- 自然數：是 0 和透過在 0 上重複加 1 得到的任何數。
- 負數：小於 0 的數。
- 整數：包括所有自然數和它們的負數。
- 有理數：包括整數和兩個整數的商（不包括除以零的情況）。
2. 位置計數法： - 基數：計數系統的基本數值，規定了該系統中使用的數字量和數位位置的值。
- 位置計數法的原理：數位按順序排列，每個數位有一個位置，數字的值是每個數位和其位值的乘積之和。不同進位制的數可以展開成多項式的形式，便於相互轉換。
- 進位制轉換方法：將十進位制的數轉化成其他數制時，用新基數除這個十進位制數，直到商為 0 為止，將每次的餘數作為下一個十進位制數，這些規則構成了轉換演算法。以二的冪為基數的計數系統相互轉化相對簡單。
3. 二進位制數值與計算機： - 儲存單元：計算機的每一個儲存單元為一個二進位制數字（binary digit），簡稱位（bit）。8 個位集合在一起構成了位元組（byte），位元組集合在一起構成了字（word），字中的位數稱為計算機的字長，現代計算機通常為 32 位或 64 位。
《電腦科學概論》第三章
1. 資料與資訊的基本概念：
- 資料：是基本值或事實。
- 資訊：是用有效的方式組織或處理過的資料。計算機可以儲存、表示和修改各種型別的資料，使其成為一種多媒體裝置，能處理數字、文字、音訊、影像和圖形、影片等多種資料形式。
2. 資料壓縮： - 頻寬：在一定時間內從一個地點傳輸到另一個地點的最大位數或位元組數。
- 壓縮率：反映了資料壓縮的程度，越接近 0 壓縮程度越高。
- 壓縮型別：分為無失真壓縮和有失真壓縮。無失真壓縮可以完全還原原始資料，而有失真壓縮在壓縮過程中會丟失一些資料，但能在可接受的範圍內減小資料量。
3. 資料的表示方法： - 模擬資料與數字資料：
- 模擬資料：是用連續形式表示的資訊，例如水銀溫度計的溫度變化是連續的。
- 數字資料：是用離散形式表示的資訊，計算機只能處理數字資料，所以需要將模擬資料數字化，即將連續的實體離散化並用二進位制表示。
- 數字訊號：數字訊號只在兩個極端之間跳躍，被稱為脈衝編碼調製（PCM），數字訊號會被週期性地重新計時（relock）以恢復它的原始狀態。
4. 數字資料表示法： - 負數表示法：常見的有符號數值表示法，以及二進位制補碼錶示法。二進位制補碼是將十進位制數表示為二進位制後取反加一，最左邊為符號位，負數的符號位總是 1。
- 數字溢位：把無限的世界對映到有限的機器上會出現數字溢位的問題，即給結果預留的位數存不下計算出的值，不同的計算機硬體和程式設計語言有各自的處理方法。
5. 實數表示法：實數通常用浮點表示法表示，由符號、尾數和指數三部分組成，類似於科學計數法。
6. 文字表示法： - 字符集：是字元和它們的程式碼的清單。常見的有 ASCII 字符集，用 7 位表示每個字元，可以表示 128 個不同的字元，每個位元組中的第八位可用於表示擴充套件字符集，共能表示 256 個字元；Unicode 字符集每個字元的編碼為 16 位，是 ASCII 的超集。
- 文字壓縮方法：包括關鍵字編碼、行程長度編碼、赫夫曼編碼等。關鍵字編碼用單個字元代替常用的單詞；行程長度編碼把一系列重複出現的字元替換為它們重複出現的次數；赫夫曼編碼用變長的二進位制串表示字元，使常用的字元具有較短的編碼。
7. 影像與圖形的表示法： - 顏色表示：通常用 RGB 值表示，即三個數字，每個值在 0 到 255 之間，構成了三維色空間。色深度是表示顏色的資料量。
- 影像表示：數字化一幅影像是把它表示為一個獨立的點集，這些點稱為畫素，每個畫素由一種顏色構成。表示一幅影像所使用的畫素個數稱為解析度。影像的儲存格式有光柵圖形格式（點陣圖檔案）、GIF 格式（影像只能由 256 種顏色構成，採用索引顏色技術，檔案較小）、JPEG 格式（儲存了短距離內色調的平均值，適合儲存照片顏色）等。
- 向量圖形：用線段和幾何形狀描述影像，是一系列描述線段的方向、線寬和顏色的命令。與光柵圖形相比，向量圖形更適用於藝術線條和卡通繪畫，可以透過數學計算調整大小，檔案大小取決於影像中的專案個數。
8. 音訊資料表示法：要在計算機上表示音訊資料，需要數字化聲波，把它分割成離散的片段，透過採集表示聲波的電訊號，並用一系列離散的值將其表示。常見的音訊格式如 MP3 運用赫夫曼編碼壓縮得到位流。
《C語言程式設計》第二章
一.變數的定義與賦值
變數的定義
1. 基本概念：
- 變數是在程式執行過程中可以改變其值的儲存單元的名稱。變數代表了計算機記憶體中的一塊特定區域，用於儲存資料。
- 變數具有特定的資料型別，決定了變數可以儲存的資料的種類和範圍。
2. 定義方式： - 在大多數程式語言中，變數的定義通常包括變數的資料型別和變數名。
- 有些程式語言還允許在定義變數的同時進行初始化，即賦予變數一個初始值。
3. 變數命名規則： - 變數名通常由字母、數字和下劃線組成，但必須以字母或下劃線開頭。
- 變數名應該具有描述性，以便於理解變數的用途。
- 變數名區分大小寫。
- 變數名不能是程式語言中的關鍵字或保留字。
變數的賦值
1. 基本概念：
- 賦值是將一個值儲存到變數中的操作。透過賦值，可以改變變數的值，使其在程式的不同階段具有不同的資料。
- 賦值操作通常使用賦值運算子（如“=”）來完成。
2. 賦值方式： - 簡單賦值：將一個常量或表示式的值賦給變數。
- 複合賦值：使用複合賦值運算子（如“+=”“-=”“*=”“/=”等）來簡化賦值操作。
- 多重賦值：在某些程式語言中，可以同時為多個變數賦值。
二.變數的表述範圍和儲存形式
變數的表數範圍
1. 由資料型別決定： - 不同的資料型別具有不同的表數範圍，這是由資料型別在記憶體中所佔的位數以及儲存方式決定的。
2. 有符號與無符號型別： - 對於整數型別，分為有符號和無符號兩種。有符號型別可以表示正數、負數和零，而無符號型別只能表示非負整數。
- 無符號型別的表數範圍比有符號型別的正數部分大一倍，因為它不需要用一個位元位來表示符號。
變數的儲存形式
1. 記憶體儲存：
- 變數在計算機記憶體中佔據一定的儲存空間。記憶體被劃分為一個個儲存單元，每個儲存單元都有一個唯一的地址。
- 變數的儲存位置由編譯器在程式執行時確定，通常根據變數的作用域和生命週期進行分配。
2. 儲存方式： - 整數型別：可以採用不同的儲存方式，如二進位制補碼形式。對於有符號整數，最高位通常表示符號位，0 表示正數，1 表示負數。
- 浮點數型別：通常採用 IEEE 754 標準的儲存格式，分為符號位、指數位和尾數位三部分，透過這種方式可以表示較大範圍的實數。
- 字元型別：一般以 ASCII 碼或 Unicode 碼的形式儲存，每個字元對應一個特定的整數值。
三.賦值運算子
基本概念
賦值運算子用於將一個值賦給一個變數。它是程式語言中最基本的運算子之一，在程式中廣泛使用。
常見的賦值運算子
1. 簡單賦值運算子（=）：
- 這是最基本的賦值運算子，將右側的值賦給左側的變數。例如，“int a = 5;”將整數 5 賦給變數 a。
2. 複合賦值運算子： - 複合賦值運算子是由基本的算術運算子和賦值運算子組合而成的。常見的有“+=”“-=”“*=”“/=”“%=”等。
- “a += b;”等價於“a = a + b;”，即先將 a 和 b 相加，然後將結果賦給 a。其他複合賦值運算子的作用類似。
四.運算子的優先順序和結合性
優先順序
- 括號的優先順序最高，可以用來改變運算的順序。
- 其次是一元運算子，如正負號、自增自減運算子等。
- 然後是乘法、除法和取模運算子。
- 接著是加法和減法運算子。
- 比較運算子（如小於、大於等）和邏輯運算子（如與、或、非等）的優先順序相對較低。
結合性
- 大多數運算子具有從左到右的結合性，稱為左結合性。
- 少數運算子具有從右到左的結合性，稱為右結合性。
五.計算位元組數運算子（sizeof）
1. sizeof(型別名) ：用於計算指定資料型別在記憶體中所佔的位元組數。
2. sizeof(表示式) ：用於計算表示式結果在記憶體中所佔的位元組數。
教材學習中的問題和解決過程
- 問題1：我們平常壓縮檔案壓縮的是儲存資料所用的空間嗎？
- 問題1解決方案：AI的解答：壓縮檔案主要壓縮的是儲存資料所用的空間。 從原理上看，壓縮檔案透過特定的演算法來消除資料中的冗餘資訊。例如，對於重複出現的資料片段進行編碼最佳化，減少儲存這些資料所需的空間。同時，對於一些可以預測的資料模式，也能進行高效的壓縮處理。總之，壓縮檔案的目的就是透過各種技術手段，儘可能地減少檔案所佔用的儲存空間。
- 問題2：為什麼10.0111＝0.100111*2¹⁰
- 問題2解決方案：AI的解答：
基於AI的學習
其他（思考）
要掌握好C語言的基本知識，為以後程式設計打下基礎。