不插電的計(jì)算機(jī)科學(xué)

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不插電的計(jì)算機(jī)科學(xué)

“不插電的計(jì)算機(jī)科學(xué)''項(xiàng)目

(ComputerScienceUnplugged)是一個

世界范圍的信息科學(xué)普及項(xiàng)目，它透過

一些既有趣又容易的活動，來達(dá)到學(xué)習(xí)

“計(jì)算機(jī)科學(xué)”的目的。

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?:?品種繁多的計(jì)算機(jī)

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?:?課程的意義

名自如孽生的在孽習(xí)器序雀材之前，先耒

源與、旗偈封第機(jī)動行及叁斛決向題的籍屈恩

翹，并應(yīng)行成他們的"H算恩催"耒以常俐決向

霆的能力。

?:?教學(xué)方法

不需襄深入錯斛專業(yè)的計(jì)算機(jī)刖鑰，.電囊

學(xué)在福輻掌握基本的數(shù)學(xué)掂能，。加有一厥學(xué)習(xí)

薪知例的P即可宓成若中所所港動。

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內(nèi)容大綱

。二進(jìn)制數(shù)

壓縮信息

?檢測錯誤

排序

路由和死鎖

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二進(jìn)制數(shù)

(Binary)

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二進(jìn)制數(shù)與“比特”

???Binary

屏幕分辨率⑤

少._____多

1280x1024像素

。網(wǎng)速測試器X

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，下載的速度能達(dá)到：59KB/秒

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二進(jìn)制數(shù)與“比特”

?:?小游戲：二進(jìn)制數(shù)卡片

a.卡片上的圓點(diǎn)有怎樣的規(guī)律？

b.如在左側(cè)增加一張卡片，那么卡片上該畫幾個點(diǎn)?

c.依照怎樣的規(guī)律新增卡片？

d.用卡片表示出5,13,28o

二進(jìn)制數(shù)與“比特”

計(jì)算機(jī)僅用。和工來表示信息

01011=11

一個比特即是一個數(shù)位，其值可以為?；?。

Abitisjustadigitthatcanbeazeroorone.

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二進(jìn)制數(shù)與“比特”

?動動腦

a.二進(jìn)制數(shù)00110對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是：

14

b.二進(jìn)制數(shù)01110對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是17

c.二進(jìn)制數(shù)10001對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是

算出下面各組符號表示的數(shù)值

早占早=

(?=1,!=0)(?=1,0=0)(含=1,=0)

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二進(jìn)制數(shù)與“比特”

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從小比特到大數(shù)字

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從小比特到大數(shù)字

比特的表示

TransistorCapacitor

c

集電極

?-I

++

B*2

基板=C1士C3

E

發(fā)射根

Off=1,On=0

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從小比特到大數(shù)字

RAM（隨機(jī)存取存儲器）：采用晶體管和電容器等元件來儲存數(shù)據(jù)。優(yōu)

點(diǎn)是存取速度快，缺點(diǎn)是價格昂貴，且斷電后數(shù)據(jù)會丟失。

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從小比特到大數(shù)字

?:?用磁帶或磁盤存儲比特

NSSNNSSNSN

10100

N-S表示1

S-N表示0

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從小比特到大數(shù)字

?CD碟片上存儲二進(jìn)制數(shù)

101101

吸收光：0

反射光：1

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從小比特到大數(shù)字

?:?二進(jìn)制數(shù)的性質(zhì)

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曾從小比特到大數(shù)字

?:?二進(jìn)制數(shù)的性質(zhì)

工、將0插入十進(jìn)制數(shù)的右側(cè)

9->90

20一>200

2、將0插入二進(jìn)制數(shù)的右側(cè)

1->10

101->1010

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從小比特到大數(shù)字

?思考:

A.用5比特最大可以表示多少?16+8+4+2+1=31=32-1

64-1=63

B.用6比特最大可以表示多少?

128-1=127

C.用7比特最大可以表示多少?

D.用8比特最大可以表示多少？256T=255

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從小比特到大數(shù)字

字節(jié)：一般將連續(xù)存儲的8比特稱為一個字節(jié)(byte),在計(jì)算機(jī)中

每次都將這一組比特位一起處理。

lByte=8bit

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曾從小比特到大數(shù)字

?:?大一點(diǎn)的二進(jìn)制數(shù)

怎樣用二進(jìn)制數(shù)來表示77?

1286432168421—

01001101

練習(xí)：

采用這種方法用二進(jìn)制數(shù)來表示165,99,127,

lOOOo

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從小比特到大數(shù)字

lKUobyte=1024byte

1286442

2568

51232161

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從小比特到大數(shù)字

?:?讀心術(shù)的小魔術(shù)

龍蛇在￥

猥雞狗豬

tK?:20U1

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從比特到字母

從比特到字母

12345678910

—/V\abcdef

11121314151617181920

ghijk1mn0P

21222324252627282930

qrstuvwXyz

30個元素（26字母,4個聲調(diào)）,空格用。表示

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W從比特到字母

?:?編碼(encode)

解碼(decode)

hello

編碼解碼

129161619

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W從比特到字母

24816

inim■onio==>1414132540

?■01101==>13

1mjiu4

,■ni1111001==>25

■in■00100==>417：131181111410

,■1

一■nI10001==>17ming4

IBIEl■■01101==>13

inL10010==>186~|9113141I0

in?tl01011==>11bei4

■ri■sI00100==>4

i.■■|15^251■18l4f0

■■i00110==>6

innU|n|4

■■■■一01001==>9W■■

EJ01101==>13

?

n00100==>4

■

inn■01111==>15

n11001==>25ji￡imingbeikun

■■KnJRn

inEl―10010==>18

■0?00100==>4

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從比特到字母

?:?將比特轉(zhuǎn)換成聲音的過程稱為調(diào)制

(modulation),而將聲音轉(zhuǎn)換回比特的過

程稱為解調(diào)(demodulation),所以連接電

話線和計(jì)算機(jī)的設(shè)備又稱為調(diào)制解調(diào)器，簡稱

貓(modem)。

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有趣的事

?:?制作屬于你自己的信息

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從比特到圖像

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從比特到圖像

圖像中的小方塊被稱為圖像元素(pictureelements)o為了便

于發(fā)音，用pix表示picture的縮寫，并結(jié)合元素“elements”

開頭的兩個字母，組成新名詞“pixel”。

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從比特到圖像

Ozlzlzl/O

0,0,0,0,1

1,0,0,0,1

0,144/1

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從比特到圖像

?:?游程編碼(rurHengthencoding,RLE)

0,1,1,1,01,3,1

0,0,0,0,14,1

?????

?,?

?A

1,0,0,0,10,1,3,1

??????,?,?,?

0,1,1,1,11,4

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從比特到圖像

?:?小游戲:圖像解碼

4,11

4,9,2,1

4,9,2,1

4,11

4,9

4,9

5,7

0,17

1,15

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壓縮信息

(CompressingInformation)

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壓縮信息

?:?滑動窗口壓縮(LZcompression)

Peaseporridgehot.

Peaseporridgecold,

Peaseporridgeinthepot,

Ninedaysold.

Somelikeithot,

Somelikeitcold,

Somelikeitinthepot.

Ninedaysold.

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?:?文字的壓縮

Pitterpatter

g

1Pitterp,w

Pitterpatter-->Pitterpa(7,4)

Googledl

玉縮信息

?:?考考你

miss(3,4)ppi

I解壓縮

5

mississip

pi

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檢測錯誤

(FindingErrors)

Google

檢測錯誤

?:?小游戲：翻卡魔術(shù)

被翻過的卡片

■□□□□■

□□□□■■

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檢測錯誤

奇偶校驗(yàn)(parity)一詞的英文來源于詞根"pair”(對)，偶校驗(yàn)(even

parity)表示物庫的總數(shù)量為偶數(shù)，奇校驗(yàn)(oddparity)表示它們不能被

組成對。

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W檢測錯誤

*發(fā)現(xiàn)更多的錯誤

1,翻劫2藤卡件能檜涮出耒嗚？能62嗚?

2.翻動3歌卡仰能檜派）缶耒嗚？

3.翻動4施卡體能檜測出耒嗚？

NumberofErrorsAlwaysDetect?AlwaysCorrect?

1Yesyes

2or3YesNo

4NoNo

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檢測錯誤

檢測錯誤

?小游戲：ISBN(IntemationalStandardBookNumber)檢測，最后一位數(shù)字稱計(jì)算

機(jī)校驗(yàn)碼(checkdigit)o

【例】計(jì)算10位ISBN的校驗(yàn)碼。

ISBN0-13-911991-4

(0X10)+(lX9)+...+(9X3)+(lX2)=172

172911=15……7

11-7=4

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檢測錯誤

【例】計(jì)算13位ISBN的校驗(yàn)碼。

ISBN978-897283571-4

(9Xl)+(7X3)+(8Xl)+(8X3)+...+(7Xl)+(lX3)=146

146^10=14……6

10-6=4

思考：如果兩個數(shù)字顛倒、或者錯寫一位

數(shù)字，結(jié)果怎樣？

ISSN978-7-5640-0145-2

”78756400145?

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排序

(Sorting)

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排序

?:?選擇排序(selectionsort)

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排序

。排序方案：冬漢"未舞序的物體中找出辰雅星例者。

星傳方拿迷如星鼓的色揚(yáng)絲會都在天壽的⑥一繞，然后

拿典他重筋也耒促自色竹砧皎，&果遇到更放的魚弱，

就用整個更微的取代之韻星修望的的eMo

排序后：

同國園國國園國園

總共比較的次數(shù)為：,

7+6+5+4+3+2+1效2孥不同

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排序

*插入排序(inserthmsort)：自一個未排序的序列中

傕漢修出名個對算得自的鹿人到布序序列中立篇的色￡

總共比較的次數(shù)為:

最佳情況只需比較7次，最糟情況比較28次

(1+2+3+...+7)。

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A排序

?:?冒泡排序(bubblesort)：將整個序列反裒加旗，并

交抿所存和對色置緒襟的秘鄰敢據(jù)的方強(qiáng)。右檜在整

個序列愛現(xiàn)不用交族餒佝散據(jù)時便證明序列包被加好

總共比較的次數(shù)為:效率最低

最佳情況只需比較7次，最糟情況比較49次(7X7)。

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排序

?？焖倥判?quicksort)：第一步卷取一個《捌，將英

發(fā)置在天年的一端。第二步，將和下的所存色揚(yáng)僚法“

這個《場色竹嘰皺，將栽放的笈自他的左燈，皎魚的經(jīng)

崔偉的右邊，然后將之的便取的色的史戊焉出之向。然

后再對冬一⑷色裒此過招，嗜到冬一切中9藥一個對算

O

排序

?:?快速排序總共比較的次數(shù)為：

最佳情況只需比較13-14次，最糟情況比

較28次(7X7)。

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排序

+歸并排序(mergesort)：首無將&推序序列隨機(jī)分

成高⑷獨(dú)高切中對象數(shù)杓同(4果對算恁散處希敷的綸

,褥為敢雅刖應(yīng)插邊雨等)。然后分別對；5團(tuán)對算色竹

第停，耳將？5⑷對象為養(yǎng)超泉。

10g30g30g

如多睇璃詈卷如加并辯序，五堂所存的孑序列都盍

成利卿郴描隆較12次，最糟情況比較17。

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路由和死鎖

(RoutingandDeadlock)

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啜^路由和死鎖(RoutingandDeadlock)

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路由和死鎖(RoutingandDeadlock)

路由2s交換機(jī)

核，

?Memory使用牛=18”域:WINDOWS

說口接收速率=6385686/s安找ZbSiurClientN

?埔口發(fā)送速率=5689751/w網(wǎng)管服務(wù)罌

?烷口丟包率=0X-------------------

?數(shù)1K返回時他】-106/?s

?SNMPvalue=€M8J不^S：win2OO3server

?Pin區(qū)包成功率《X)女裝NetStarServer網(wǎng)彷子

N、

wch服務(wù)器

防火培

備份數(shù)據(jù)庫

中心