2023-2024-1 20231304《计算机基础与程序设计》第一周学习总结

作业信息

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这个作业的目标	快速浏览预习《计算机科学概论》，并提出相关问题期望在未来解答
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教材学习内容总结

大致阅读并了解《计算机科学概论》，对其内容有初步的认知与理解

教材学习中的问题和解决过程

问题1：为什么要用二进制而不是十进制
问题1解决方案：
1.技术实现。二进制是由0和1两个状态组成的数字系统，而十进制则需要更多的状态（0~9）来表示数字。在计算机硬件中，例如开关电路的通与断、晶体管的导通与截止等，都可以简单地表示为二进制状态。因此，二进制比十进制更适合用于计算机内部存储、传输和处理数据。
2.可靠性。二进制只有两种状态，数字传输处理不易出错。
3.简易性。二进制运算法则比较简单，例如求和法则和求积法则都有固定的3个，这使得计算机运算器的结构和控制都变得简单，也更容易实现。
4.逻辑性。基于布尔代数的逻辑运算理论，二进制中的0和1可以代表逻辑代数中的“假”和“真”，这也为计算机内部处理数据提供了方便。
问题2：计算机硬件和计算机软件的作用和区别是什么？
问题2解决方案：
计算机硬件是计算机系统的物理组成部分，包括中央处理器、内存、硬盘、主板、电源等，它们共同构成了计算机的基础结构。计算机硬件的主要作用是进行计算和存储数据的物理实现，所有的计算操作都是由硬件来完成的。
计算机软件是运行在计算机硬件上的程序和数据的集合，包括操作系统、应用程序、数据库等。计算机软件的主要作用是进行计算和数据处理的高级实现，如果没有软件系统，硬件系统就不知道如何进行计算操作。换句话说，计算机软件指导硬件系统完成相应的计算。
计算机硬件是计算机系统的物理基础，而计算机软件则是计算机系统的灵魂，使计算机能够完成各种复杂的任务。
问题3：数据在网络中为什么要以数据包的形式传播？
问题3解决方案：使用数据包可以提高网络通信的效率和安全性。
数据包是一种由多层协议组成的电脑网络中的有效传输数据的媒介，是网络通信中将数据从源节点传递到目标节点的载体，包含了要传输的数据以及一些必要的控制信息。在网络中传输数据时，数据包会经过多台计算机中各层协议的处理，最终以有序的形式传输到接收方，再被组装成原样的数据，这样可以确保数据传输的可靠性。
问题4：一个数据和一个网络数据包的区别是什么？
问题4解决方案：
1.范围不同。数据是泛指所有的信息，而网络数据包是数据的一种特定形式，是指通过网络（有线网络、无线网络）来传输的信息。
2.传输方式不同。数据可通过多种方式传输，而网络数据包是依附于网络协议，通过特定的格式进行传输。
问题5：计算机科学的未来趋势是什么？
问题5解决方案：
1.计算机体系结构的变革。计算机将具备更多的智能成分，将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。除了提供自然的输入手段，让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现，虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。
2.量子计算机的诞生。量子计算机中数据用量子位存储，同时量子计算机能够实行量子并行计算，其运算速度可能比目前个人计算机的晶片快10亿倍。
网络化发展。网络化是计算机技术和通信技术紧密结合的产物，计算机网络在政府、学校、企业、科研、家庭等领域得到了广泛的应用。

基于AI的学习

我：我在学习基于VirtualBox虚拟机安装Ubuntu图文教程安装Linux系统，请你以苏格拉底的方式对我进行提问，一次一个问题。
AI：好的，让我们开始吧。首先，请告诉我，你为什么想要安装Ubuntu Linux系统呢？
我：创建一个虚拟的环境而不影响主机系统
AI：创建虚拟机可以在不影响主机系统的情况下创建一个隔离的环境。
虚拟机软件可以在一台计算机上模拟多个操作系统，并且每个虚拟机都可以安装自己的操作系统，就像一台独立的PC一样。虚拟机的运行环境是独立的，不会受到主机系统的影响。在虚拟机中运行的程序和操作系统与主机系统是完全隔离的，可以保护主机系统的安全和稳定性。
例如，可以在虚拟机中运行Windows应用程序，而不必担心会影响到主机系统中的其他应用程序或文件。如果虚拟机出现任何问题，只需简单地关闭虚拟机并重新启动主机系统即可。
我：虚拟机有什么优点和缺点？
AI：虚拟机具有以下优点：
安全：虚拟机不会影响主机系统的安全性。
可靠性：虚拟机软件具有可靠性高、稳定性好的特点。
多操作系统：虚拟机可以在一台计算机上模拟多个操作系统，并且每个虚拟机都可以安装自己的操作系统，就像一台独立的PC一样。
隔离：虚拟机与主机系统是完全隔离的，可以保护主机系统的安全和稳定性。
可移动性：虚拟机可以被复制和移动到其他计算机上运行。
易于管理：虚拟机可以被集中管理和控制，方便管理员进行维护和管理。
虚拟机也存在以下缺点：
性能：虚拟机需要占用大量的内存和CPU资源，会影响计算机的性能。
兼容性：虚拟机需要与主机系统兼容，并且需要安装相应的虚拟机软件才能运行。
安全性：虚拟机中的操作系统和应用程序可能会存在漏洞和恶意软件，需要加强安全管理和防范。
成本：虚拟机需要购买相应的软件和硬件设备，并且需要进行维护和管理，成本相对较高。
我：虚拟机和模拟器有区别吗？
AI：虚拟机和模拟器是两种不同的技术，用于模拟和运行不同的操作系统和软件。
虚拟机是一种软件，可以在一台物理机器上模拟多个虚拟环境，每个环境都具有自己的操作系统和资源。虚拟机可以运行在各种不同的操作系统上，并且具有灵活性和可扩展性。
相比之下，模拟器是一种特殊的软件，用于模拟特定硬件或软件平台。它通过模拟硬件设备和操作系统的功能来运行特定应用程序或游戏。模拟器通常需要安装相应的硬件驱动程序才能正常运行。
虚拟机和模拟器都是用于模拟和运行不同环境的技术，但是虚拟机是一种软件工具，可以运行多个虚拟环境；而模拟器则是一种专门用于模拟特定硬件平台的工具。