计算机导论读书报告

计算机导论读书报告刘震摘要：21世纪是信息时代，计算机发展的迅速让人瞠目结舌。然而虽然现在计算机已经经历四代，但是其基本结构仍然没有改变，还有其数据的存储方式也没有发生太大的变化。然而在计算机领域中，又衍生出许多与计算机相关的知识体系，比如说软件工程，信息安全和物联网等。在软件工程中，又出现了一系列的模型建立的方法，使其独立为一个小的专业知识。同样的，信息安全在当今社会也备受重视，然而我国在信息安全方面做得还不过好，人才也比较少，所以仍需要我们这一代的努力！关键字：计算机；软件；信息安全；一、引言现在的计算机专业已经被分为四个部分：计算机科学与技术、软件工程、信息安全和物联网。其中计算机科学与技术是计算机的基础专业，软件工程也已经成为了非常重要的一门学科。然而新兴的专业是信息安全和物联网。关于物联网，我了解的不多，大概就是将一切我们可以看到的事物都计算机化。然而信息安全已然成为计算机界的焦点，信息安全的重要性我想也不必多说。二、对计算机科学与技术的初步认识和体会21世纪是信息时代。所谓信息，它的发展离不开人类。从一开始最简单的语言交流，到文字的出现。而信息的载体也随着人类文明的进步渐渐变得高效起来。18世纪初人类还用报纸来获取信息，到了19世纪，就出现了电报、电话，到了20世纪，电视也出现了。然而这些并不是当今信息最主要的载体，现在信息化程度之所以这么高，主要是因为计算机。众所周知，计算机诞生于1946年，距现在不到70年的时间，然而也就这短短的六十多年的时间，它已经发展成为现代社会的一个不可缺少的重要信息载体。它由当初庞大的体形渐渐演变成为现在的小巧玲珑；由一开始复杂的操作演变为现在人人都可以轻松掌握的简单操作；同时它的运算速度也发生了天翻地覆的变化。现在的计算机被普遍的称为“电脑”，而它的功能也不仅仅只有计算这个功能了，它兼有着上网、办公、游戏、娱乐等多种功能。它给人们带来了方便，使人们的工作变得快捷、简单。但是计算机在诞生之前，从没有人能想到它会变得这么普及，JohnVonNouma的初衷只是让它完成一些复杂的科学运算，减少科学研究在计算上浪费的时间。然而现在的计算机已经被冠以“电脑“的称号，足见它现在的功能有多么强大！现在的计算机能够储存数字信息、文字信息、图片信息、图像信息和声音信息，并且能够在操作系统上运行很多计算机软件，使得原本功能简单的计算机本体拥有更多的是用功能。现在的计算机可以通过内部已设定的程序自动高速的输入、输出、处理和存储数据。现在的计算机种类很多，每一种有其特殊的用途，有的适合办公，有的则适合娱乐，而大型计算机仍用于科学计算。可是换汤不换药，现在大多数计算机采用的仍是冯·诺依曼体系，也还是二进制编码的指令和数据。当然也有其他的体系结构，如哈佛结构，但其结构的基本思想也还是来自于冯·诺依曼结构。二进制与物理器件的两种状态十分吻合，十进制虽然可以存储更多的数据，但是若是十进制的电路，就需要用十种状态来描述，会使得电路变得非常复杂，这也是计算机一直采用二进制的原因之一。我们计算机专业的学生需要学习的知识有C语言、C++、编译原理计算机网络、计算机系统结构、计算机组成原理、接口与通讯、离散数学、数据结构、数据库原理、数字逻辑、线性代数、专业导论、专业英语等；专业选修课有：概率论与数理统计、汇编语言、计算方法、人工智能、软件工程、信息检索与利用、JAVA语言、多媒体技术、分布式与并行处理、计算机控制系统、计算机图形学、面向对象技术、模糊逻辑与运用、嵌入式系统、数据挖掘、数字图像处理、算法设计与分析、通讯原理、网络操作系统、网络与信息安全、新技术专题等。而我们现在所学的仅仅只有C语言，所以未来的两年学习任重道远。首先，英语是必须学好的一门学科。由于计算机是西方第一个制作出来的，所以它的编译语言是英语，包括一些重要的专业知识，也需要极高的语言要求。所以一旦英语没有学好，这门学科就不可能掌握。其次就是离散数学。这是计算机专业的一门非常重要的基础专业知识。所以在学习时必须一丝不苟，上课要认真听课，课后也要及时复习。只有学好了离散数学，才能学好计算机。接下来就是计算机语言的学习了。这些虽然以前从没有接触过，但是经过一个学期的学习后，对这些知识有了一定的了解，所以以后学习起来即使会有一些困难也会努力克服。总而言之，要付出百分之百的努力学习专业知识，打好基础，同时还要提高自己各方面能力。三、计算机硬件系统的结构和工作过程计算机系统包括硬件和软件两个部分，其中硬件是指计算机中的物理设备，是一系列电子元件按照一定的逻辑关系连接而成是计算机系统的物质基础，包括运算器，控制器，存储器，输入和输出设备等；而软件是有操作系统、语言处理系统以及各种软件工具和和应用软件等等软件程序组成，其包括应用软件和系统软件两种。在计算机系统中，计算机软件指挥和控制计算机硬件按照预定的程序运行和工作。所以计算机的强大功能需要通过软件来实现。在第一点已经说过，现在计算机普遍采用的是冯·诺依曼体系，其基本工作原理是存储程序和程序控制。下面介绍计算机的硬件结构：运算器：又称算术逻辑单元，是计算机对数据进行加工处理的部件，其功能不仅仅包含加减乘除，还有复杂的逻辑判断；控制器：整个计算机系统的控制中心，其从存储程序的内存中取出数据，将其翻译为机器语言，然后根据指令向相关的部件发出控制命令，从而执行程序。控制器同样可以从各个部件接受反馈回来的信息。存储器：是计算机的记忆装置，其存储的数据包括原始数据、中间数据、运算结果和处理程序。存储器可以读出数据，这也是计算机信息读出后不会损坏并且可以反复多次读取的原因。通常这三者被合称为“CPU”或是“主机”，这些是计算机的核心部件。输入和输出设备：这些是计算机的外部设备。用户可以通过输入设备将数据输入计算机，并通过输出设备得到输出的结果。常用的输入设备有：键盘，鼠标，扫描仪等；常用的输出设备有：显示器，打印机等。计算机在工作的时候，将原始数据和处理程序通过输入设备输入计算机并存储在存储器中，紧接着，控制器执行程序，发送指令，指挥运算器从内存中取出数据，进行运算处理。处理完毕后将结果存入存储器中，然后通过输出设备（显示器）将运算的结果输出。以上便是计算机系统工作的大致过程。实际上，计算机在执行程序的时候，还要将程序中的高级语言翻译为计算机可以识别的机器语言，这其中是一个复杂的过程，我们所编的一串串代码会被翻译成一串串仅由“0”和“1”组成的二进制代码，然后再被机器识别,但由于计算机的运算速度非常快，所以在我们看来只有短短的几微秒。四、科学中的算法的概念和认识在现代，算法有两个概念：广义的概念是可以用来解决一系列问题的方法；而狭义的概念就是能够在计算机上实现和分析的算法。计算机算法的特点就是需要能被计算机识别，所以其需要特殊的语言，即计算机语言。而一个算法只能有有限个步骤，并且每个步骤都要有明确的含义，并且每一步都有可行性能够达到预期的目的，还要有至少一个的输入输出数据。而对一个算法的评价也有几个方面:正确性、可理解性、健壮性、时间复杂度和空间复杂度。其中前三者容易理解，而时间复杂性指的就是此算法运行所需的时间，或者说是此算法的运算效率，至于空间复杂性则指的是此算法在执行时所需的内存空间的大小。在计算机中，算法的表示形式就是程序。人们通过编写程序来在计算机中实现算法。因此对于计算机而言，程序就是算法。计算机程序的种类繁多，总的来说可以分为低级语言和高级语言两种。所谓高级语言就是接近于人类日常所说的自然语言；而低级语言就是计算机可识别的语言。算法是一个程序的灵魂，没有了算法就不可能有程序的存在，而没有了程序就更不可能有现在功能强大的计算机。所以说，算法是计算机实现功能的基础。同样的，算法也有好坏。一个优秀的算法可以再系统配置很低的计算机上运行，而一个劣质的算法即使在配置非常高的计算机上也不一定能流畅的运行。因此，在计算机程序设计中，算法处于核心地位。所以，想要能够切实的解决现实中的问题，需要充分的对现实问题进行分析，再利用数学或实验对比方法设计出算法。这样设计出的算法还要经过不断地分析、调整，才有可能在计算机上很好的运行。所以在今后的学习中，我们要注意培养自己设计算法的能力。这就对我们的数学能力要求很高，因此，培养出严谨的逻辑思维在计算机专业中非常重要。五、对软件工程的认识（1）软件工程模型软件开发有几种模型：瀑布模型、迭代模型、快速原型法模型、螺旋模型、喷泉模型、转换模型和智能模型等。其中瀑布模型在软件工程中占有很重要的地位，它提供了软件开发的基本框架，非常有利于大型软件开发过程中人员的组织、管理，有利于软件开发方法和工具的研究与使用，从而大大提高了大型软件项目开发的质量和效率。但是它也存在一些问题，比如在设计的时候，文档的规格说明可能会发生错误，又或在设计编码阶段发现很多问题。原因就是人们把瀑布模型过于理想化了，事实上，人在工作的时候不可能不犯错误。（2）软件工程的方法学——UMLUML是一种通用的可视化软件系统建模语言。由于软件系统越来越复杂，所以人们需要一种简单的语言来实现模型的建立，于是UML出现了。它诞生于上世纪九十年代，并随着其不断地更新，所受的好评也越来越多，最终成为了现代软件工程的建模方法。UML的概念模型是视图，而其视图分为四种：设计视图、进程视图、实现视图和分布视图。UML中包含九种图：类图、用例图、对象图、时序图、协作图、组件图、分布图、活动图和状态图。对整个系统而言，其功能由用例图描述，静态结构由类图和对象图描述，动态行为由状态图、时序图、协作图和活动图描述，而物理架构则是由组件图和分布图描述。（3）对软件工程能力培养的认识计算机软件是计算机拥有众多功能的原因。随着计算机应用的普及，计算机软件的数量、规模和复杂程度都在急剧增加。而由于中国计算机行业的起步较晚，所以在我国，缺乏的就是计算机技术的人才，进一步说，就是缺乏软件开发的人才。因此国家对大学生软件工程能力培养十分重视。想要培养出一个软件开发的人才不是一件容易的事。首先，这个人的英语能力要很强；其次，这个人的专业知识要过硬。其实即使是这样的人才，想要自行开发出一套软件也十分的困难。原因很简单，软件的结构现在日趋复杂，其开发的管理也很困难，费用也在不断地增加。所以软件工程能力想要培养出来，绝不是一朝一夕的事。历史上曾经发生过千年虫事件，虽然后来被人们发现并解决，但是这也给我们敲响了警钟，软件的开发思想一定要严谨。否则可能造成不可挽回的损失！六、对信息安全的认识在高速信息化的当代社会，人们想要获取某一信息十分方便，可以说是唾手可得。然而事物总有它的两面性，现代社会同时也是一个信息泛滥的社会，各种稂莠不齐的信息在网络之间传递。但是这只是涉及到网络不良因素的问题，更严重的就是出现了黑客。这些黑客不断地制作出电脑病毒，然后通过电子邮件或是其他的一些形式发送到个体用户或是企业的计算机中，使其瘫痪，造成企业或个人的损失。更有甚者，想要进入国家重要的机构盗取国家机密，这显然已经触犯了法律。难道这些现象就没有办法制止了吗？当然不可能！人们早已认识到网络信息安全的重要性，于是信息安全应运而生。我们所说的信息安全主要指的是网络信息的安全。由于黑客的猖狂，网络似乎变得已经没有那么可靠。比如说，在一家大型公司运转时，突然机器死机了，那会是怎样的恐怖？这个公司的亏损可能无法想象。再比如，你是一个研究生，在快毕业的那年，你的电脑被黑客入侵了，于是你辛辛苦苦做了一年的研究报告和材料全没了，那是多么的令人愤懑！所以信息必须要有安全保障。目前世界上很多国家将信息安全看的非常重要，中国近些年也意识到了其重要性。然而可惜的是，中国在这方面还没有明确的规定，而信息安全的人才也很少，所以说信息的改革在我国迫在眉睫，甚至可以说这是我国将来能否立足于世界的一个重要因素。然而我国的信息安全做的不够好的原因还有用户的安全意识较低。与发达国家相比，我国的用户的安全意识很低，仅仅从盗版横流就可以看得出来。同时，企业、政府等事业单位缺少有效的安全措施，虽然信息安全是全球的问题，但是我国的用户