2020-2021-1学期 20202404《网络空间安全专业导论》第一周学习总结
自学内容：《计算机科学概论》第2章 二进制数值与计数系统 第3章 数据表示法
在学习过第一章全景图后，第二三章又进一步描绘了信息层中计算机硬件用来表示和管理信息的方式——二进制数值以及用来表示计算机存储和管理的数据表示法。
第2章 二进制数值与计数系统
2.1 数字与计算
所有使用计算机存储和管理的信息类型最终都是以数字形式存储的。在计算机的最底层，所有信息都只是用数字0和1存储的。
①数字的分类
数字：抽象数学系统的一个单位，服从算术法则。
自然数，负数，整数，有理数的定义。
2.2位置计数法
计数系统的基数规定了这个系统中使用的数字量。
1. 基数（base）：计数系统的基本数值，规定了这个系统中的使用的数字量和数位位置的值。
数字是位置计数法编写。
2. 位置计数法（positional notation）：一种表达数字的系统，数位按顺序排列，每个数位有一个位值，数字的值是每个数位和位值的乘积之和。
它更正式的定义是用计数系统的基数的多项式表示值。
φ 0是所有现代数学分支的交集中的基本概念。
2.2.1 二进制，八进制和十六进制
任何计数系统中的最大数字比基数小1。
eg.以10为基数的计数系统具有10个数字（0-9）
以2为基数的计数系统具有2个数字（0-1）
以8为基数的计数系统具有8个数字（0-7）
PLUS 数字943不可能表示一个基数小于10的值。
10在任何基数的计数系统中都表示此基数本身。
∮双五进制表示法
2.2.2 其他计数系统中的运算
二进制的加减法
2.2.3 以2的幂为基数的计数系统
2.2.4 将十进制转换成其他数制的数
算法是解决问题的步骤的逻辑序列。
2.2.5 二进制数值与计算机
二进制机器----高电平=1 低电平=0
二进制数字：二进制记数系统中的一位数字，可以是0或1
位：二级制数字的简称
字节：8个二进制数位
字：一个或多个字节，字中的位数称为计算机的字长
第三章 数据表示法
3.1 数据与计算机
数据：基本值或事实
信息：用有效的方式组织或处理过的数据
多媒体：几种不同的媒体类型
计算机处理数字，文本信息以及可以存储，表示和帮助我们修改各种类型的数据，包括数字，文本，音频，图像和图形，视频。并存储为二进制数字。
数据压缩：减少存储一段数据所需的空间
带宽：在固定时间内从一个地点传输到另一个地区的最大位数或字节数 --------------流式视频
压缩率：压缩后的数据大小除以原始数据大小的值 （ 压缩率越接近0，压缩程度越高。）
无损压缩：不会丢失信息的数据压缩技术
有损压缩：会丢失信息的数据压缩技术
3.1.1模拟数据与数字数据
表示数据的方法：
模拟数据：用连续形式表示的信息。（连续表示法）
数字数据：用离散形式表示的信息。（离散表示法）
计算机是有限的，所以模拟数据不能完全对应我们无限的世界。因此我们需要数字化数据，把信息分割成片段（一个连续的实体）并单独（用二进制数字）表示每个片段（离散元素）。
数字化：把信息分割成离散的片段。
在沿线下降时，所有电信号（包括模拟信号和数字信号）都会降级。由于环境影响，信号的电平会波动。
当模拟信号降级时，信息丢失，由于任何电平都是有效的，我们无法判断原信号。
脉冲编制调制（Pulse-Code Modulation PCM):在两个极端之间跳跃的信号的变化。
重新计时：在信号降级太多之前重新插入原数字信号的行为。（周期性）
3.1.2 二进制表示法
二进制固有特性：一个位只能是0和1
n位二进制数字能表示2∧n种状态，每当可用的位数增加一位，可以表示的状态的数量就会多一倍。分配给任何类型的数据的最少存储量通常是2的幂的倍数。
3.2 数字数据表示法
二进制也是一种记数系统，在数字数据和计算机存储的表示中二进制数值有一种自然对应的关系。
3.2.1 负数表示法
1、符号数值表示法：符号表示数所属的分类（正数或负数）、值表示数的量值的数字表示法。
+0 -0
2、定长量数
十进制补码：一种负数表示法，负数I用10的k次幂减I表示。
3、二进制补码
最左面是符号位------最左边是0为正数，是1为负数------取反加一
4、数字溢出
溢出；给结果预留的位数存不下计算出的值的状况。
3.2.2 实数表示法
非整数的值称为实值。
小数点：在计数系统中，把一个实数分割成整数部分和小数部分的点。（二分位，四分位 ……）
浮点表示法：标明了符号、尾数和指数的实数表示法。 符号*尾数*基数∧exp
科学计数法：另一种浮点表示法。
十进制→其他数制 整数÷新基数，余数再÷，直至为0
小数改为乘
3.3 文本表示法
字符集：字符和表示他们代码的清单
3.3.1 ASCII字符集
8位表示256个字符
3.3.2 Unicode字符集
每个字符编码为16位
3.3.3 文本压缩
1.关键字编码：用单个字符代替常用的单词 。（解压）
大小写字符不同。
2.行程长度编码：把一系列重复字符替换为它们重复出现的次数。
3.赫夫曼编码：用变长的二进制字符串表示字符，十使常用的字符具有较短的编码。
3.4音频数据表示法
周期性地测量信号的电压，记录合适的数值，称为采样。最后得到表示不同电平的一系列数字。（会丢失信息）
3.4.1音频格式
WAV AU AIFF VQF MP3
3.4.2 MP3音频格式
有损压缩，无损压缩
通用格式 WAV等等
3.5 图像与图像表示法
3.5.1 颜色表示法
RGB值
三维色空间
色深度
增强彩色
真彩色
3.5.2 数字化图形与图像
像素：用于表示图像的独立点，代表图像的元素。
分辨率：用于表示图像的像素个数。（位图文件）
光栅图形格式：逐个像素存储图像信息的格式。
元数据：有关数据的数据。
矢量图形：用线段和几何形表示图像的方法。
3.6 视频表示法
视频编译码器：用于缩减电影大小的方法。
时间压缩：根据连续帧之间的差别压缩电影的技术。
空间压缩：基于静态图像的压缩技术的电影压缩技术。
脑图
