计算机科学导论
第一章 绪论
图灵机
定义计算，更关注计算的哲学意义。 在存储器中存储数据（并没有包括程序）。
冯诺依曼模型
结构：存储器+算术逻辑单元（ALU）+控制单元+输入输出单元 指出程序和数据在逻辑上是相同的，所以程序也可以存储在计算机的存储器中。 该模型要求程序必须存储在存储器中。 没有定义数据如何存储在计算机中。对于电子计算机来说，最好的存储方式是电子信号，即以电子信号的出现和消失的特定方式来存储数据。
计算机组成
计算机硬件+数据+计算机软件
发展历史
机械计算机器，与现代计算机概念无相似之处 早期电子计算机，非冯诺依曼结构，即程序是在外部编程而不是存储在存储器中的。包括第一台通用的、完全电子的 ENIAC。 冯氏计算机，采用冯诺依曼结构，最早是 EDVAC。
作为一门学科的计算机科学
包括系统领域和应用领域。 系统领域：与硬件和软件直接相关，如计算机体系结构、计算机网络、安全问题、操作系统、算法、程序设计语言、软件工程。 应用领域：与使用有关，如数据库、人工智能。
第二章 数字系统
位置化数字系统：数字中符号的位置决定了其表示的值，如十进制、二进制、八进制、十六进制。 非位置化数字系统：数字中符号的值与其位置无关，数字的值为所有符号表示的值相加，如罗马数字系统。
第三章 数据存储
整数存储
二进制补码表示法
最左位为符号位，其余位表示数，有两种计算方式。 第一种，从右边复制位，直到有 1 被复制，接着反转其余的位。 第二种，先反转所有的位，再加 1 。
二进制余码表示法
将偏移量 加到每一个数上。
小数存储
IEEE 标准：
| 参数 | 单精度 | 双精度 |
|---|---|---|
| 存储定位器 | 32 | 64 |
| 符号位大小 | 1 | 1 |
| 指数的大小 | 8 | 11 |
| 尾数的大小 | 23 | 52 |
| 偏移量 | 127 | 1023 |
第四章 数据运算
算术位移运算（假定位模式是用二进制补码格式） 算术右移：保留符号位，但是同时也进行复制，放入相邻的右边的位中。 算术左移：丢弃符号位，符号位由其右边的数字位补。
第五章 计算机组成
计算机组成部件：中央处理单元（CPU），主存储器和输入/输出子系统。 中央处理单元（CPU）：算术逻辑单元（ALU），控制单元和寄存器组。 寄存器：数据寄存器（R，存储临时中间数据），指令寄存器（IR）和程序计数器（PC，保存当前正在执行的指令，执行完后计数器自动加 1）。 主存储器： 随机存取存储器（RAM，断电后数据丢失），只读存储器（ROM，制造商写入，用户只读） 存储器层次结构：寄存器-高速缓冲存储器-主存