計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論課感悟

1、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論課感悟 在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論課中,我們主要學(xué)習(xí)了C語言簡(jiǎn)潔, 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),操作系統(tǒng)等知識(shí)，而且在其中也感受到了計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)這門課程的魅力。C語言的祖先是BCPL語言。1967年，劍橋大學(xué)的 Martin Richards 對(duì)CPL語言進(jìn)行了簡(jiǎn)化，于是產(chǎn)生了BCPL（Basic Combined Programming Language)語言。1970年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的 Ken Thompson。以BCPL語言為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出很簡(jiǎn)單且很接近硬件的B語言（取BCPL的首字母）。并且他用B語言寫了第一個(gè)UNIX操作系統(tǒng)。在1972年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室的 D.

2、M.Ritchie 在B語言的基礎(chǔ)上最終設(shè)計(jì)出了一種新的語言，他取了BCPL的第二個(gè)字母作為這種語言的名字，這就是C語言。C語言是一種高級(jí)語言，它把高級(jí)語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與低級(jí)語言的實(shí)用性結(jié)合起來。C 語言可以像匯編語言一樣對(duì)位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，而這三者是計(jì)算機(jī)最基本的工作單元。C語言也是一種結(jié)構(gòu)式語言。結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?，便于使用、維護(hù)以及調(diào)試。C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的，這些函數(shù)可方便的調(diào)用，并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向，從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。C語言的功能十分齊全，它具有

3、各種各樣的數(shù)據(jù)類型，并引入了指針概念，可使程序效率更高。而且計(jì)算功能、邏輯判斷功能也比較強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)決策目的的游戲。C語言適用范圍非常大。它適合于多種操作系統(tǒng)，如Windows、DOS、UNIX等等；也適用于多種機(jī)型。C語言對(duì)編寫需要硬件進(jìn)行操作的場(chǎng)合，明顯優(yōu)于其它高級(jí)語言，有一些大型應(yīng)用軟件也是用C語言編寫的。計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以從網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)組織和網(wǎng)絡(luò)配置三個(gè)方面來描述,網(wǎng)絡(luò)組織是從網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)兩方面來描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)配置是從網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面來描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的布局,硬件,軟件和和通信線路來描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò);網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是從功能讓來描述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由多個(gè)互連

4、的結(jié)點(diǎn)組成,結(jié)點(diǎn)之間要不斷地交換數(shù)據(jù)和控制信息,要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù),每個(gè)結(jié)點(diǎn)就必須遵守一整套合理而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)構(gòu)化管理體系。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是按照高度結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法采用功能分層原理來實(shí)現(xiàn)的,即計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。ISO將整個(gè)通信功能劃分為7個(gè)層次,分層原則如下:網(wǎng)絡(luò)中各結(jié)點(diǎn)都有相同的層次；不同結(jié)點(diǎn)的同等層具有相同的功能；同一結(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過接口通信；每一層使用下層提供的服務(wù),并向其上層提供服務(wù)；不同結(jié)點(diǎn)的同等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信。第七層:應(yīng)用層,第六層:表示層, 第五層:會(huì)話層，第四層：傳輸層，第三層:網(wǎng)絡(luò)層,第二層: 數(shù)據(jù)鏈路層,第一層 物理層。OSI/RM的配置管理主要目

5、標(biāo)就是網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)系統(tǒng)的要求。各層原理和作用：低三層可看作是傳輸控制層,負(fù)責(zé)有關(guān)通信子網(wǎng)的工作,解決網(wǎng)絡(luò)中的通信問題;高三層為應(yīng)用控制層,負(fù)責(zé)有關(guān)資源子網(wǎng)的工作,解決應(yīng)用進(jìn)程的通信問題;傳輸層為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)的接口,起到連接傳輸和應(yīng)用的作用。ISO/RM的最高層為應(yīng)用層,面向用戶提供應(yīng)用的服務(wù);最低層為物理層,連接通信媒體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。層與層之間的聯(lián)系是通過各層之間的接口來進(jìn)行的,上層通過接口向下層提供服務(wù)請(qǐng)求,而下層通過接口向上層提供服務(wù)。兩個(gè)計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時(shí),除了物理層之外(說明了只有物理層才有直接連接),其余各對(duì)等層之間均不存在直接的通信關(guān)系,而是通過各對(duì)等層的協(xié)議來進(jìn)行通信,如

6、兩個(gè)對(duì)等的網(wǎng)絡(luò)層使用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議通信。只有兩個(gè)物理層之間才通過媒體進(jìn)行真正的數(shù)據(jù)通信。當(dāng)通信實(shí)體通過一個(gè)通信子網(wǎng)進(jìn)行通信時(shí),必然會(huì)經(jīng)過一些中間節(jié)點(diǎn),通信子網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)只涉及到低三層的結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的方式?！皵?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”作為一門獨(dú)立的課程在國(guó)外是從1968年才開始設(shè)立的。 1968年美國(guó)唐歐克努特教授開創(chuàng)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的最初體系，他所著的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)技巧第一卷基本算法是第一本較系統(tǒng)地闡述數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)及其操作的著作。“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”在計(jì)算機(jī)科學(xué)中是一門綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是介于數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件三者之間的一門核心課程。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這一門課的內(nèi)容不僅是一般程序設(shè)計(jì)

7、（特別是非數(shù)值性程序設(shè)計(jì)）的基礎(chǔ)，而且是設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)編譯程序、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其他系統(tǒng)程序的重要基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指相互之間存在一種或多種特定關(guān)系的數(shù)據(jù)元素的集合。通常情況下，精心選擇的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以帶來更高的運(yùn)行或者存儲(chǔ)效率。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往同高效的檢索算法和索引技術(shù)有關(guān)。一般認(rèn)為，一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是由數(shù)據(jù)元素依據(jù)某種邏輯聯(lián)系組織起來的。對(duì)數(shù)據(jù)元素間邏輯關(guān)系的描述稱為數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)；數(shù)據(jù)必須在計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)形式，是其在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示；此外討論一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須同時(shí)討論在該類數(shù)據(jù)上執(zhí)行的運(yùn)算才有意義。在許多類型的程序的設(shè)計(jì)中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的選擇是一個(gè)基本的設(shè)計(jì)考慮因素。許多大型

8、系統(tǒng)的構(gòu)造經(jīng)驗(yàn)表明，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的困難程度和系統(tǒng)構(gòu)造的質(zhì)量都嚴(yán)重的依賴于是否選擇了最優(yōu)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。許多時(shí)候，確定了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)后，算法就容易得到了。有些時(shí)候事情也會(huì)反過來，我們根據(jù)特定算法來選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與之適應(yīng)。不論哪種情況，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是非常重要的。選擇了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，算法也隨之確定，是數(shù)據(jù)而不是算法是系統(tǒng)構(gòu)造的關(guān)鍵因素。這種洞見導(dǎo)致了許多種軟件設(shè)計(jì)方法和程序設(shè)計(jì)語言的出現(xiàn)，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言就是其中之一。操作系統(tǒng)（Operating System，簡(jiǎn)稱OS）是管理電腦硬件與軟件資源的程序，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)核與基石。操作系統(tǒng)是控制其他程序運(yùn)行，管理系統(tǒng)資源并為用戶提供操作界面的系統(tǒng)軟件

9、的集合。操作系統(tǒng)身負(fù)諸如管理與配置內(nèi)存、決定系統(tǒng)資源供需的優(yōu)先次序、控制輸入與輸出設(shè)備、操作網(wǎng)絡(luò)與管理文件系統(tǒng)等基本事務(wù)。操作系統(tǒng)的型態(tài)非常多樣，不同機(jī)器安裝的OS可從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，可從手機(jī)的嵌入式系統(tǒng)到超級(jí)電腦的大型操作系統(tǒng)。目前微機(jī)上常見的操作系統(tǒng)有DOS、OS/2、UNIX、XENIX、LINUX、Windows、Netware等。操作系統(tǒng)主要由四部分組成: 驅(qū)動(dòng)程序,內(nèi)核，支承庫，外圍。操作系統(tǒng)的主要功能是資源管理，程序控制和人機(jī)交互等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的資源可分為設(shè)備資源和信息資源兩大類。設(shè)備資源指的是組成計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)備，如中央處理器，主存儲(chǔ)器，磁盤存儲(chǔ)器，打印機(jī)，磁帶存儲(chǔ)器，顯示器，鍵盤輸入設(shè)備和鼠標(biāo)等。信息資源指的是存放于計(jì)算機(jī)內(nèi)的各種數(shù)據(jù)，如文件，程序庫，知識(shí)庫，系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件等。操作系統(tǒng)位于底層硬件與用戶之間，是兩者溝通的橋梁。用戶可以通過操作系統(tǒng)的用戶界面，輸入命令。操作系統(tǒng)則對(duì)命令進(jìn)行解釋，驅(qū)動(dòng)硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)用戶要求。以現(xiàn)代觀點(diǎn)而言，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)個(gè)人電腦的OS應(yīng)該提供以下的功能：進(jìn)程管理（Processing management），記憶空間管理（Memory management），文件系統(tǒng)（File system），網(wǎng)絡(luò)通訊（Networkin