第四章程序設計語言
4.1程序設計語言簡介
■程序設計語言 = 一組用來定義計算機程序的語法規則。
■與人類語言類似，程序設計語言也擁有語法、語義和語用。
4.2程序設計語言的分類及編程模式
■程序設計語言分爲機器語言、彙編語言和高級語言三大類。
4.2.1機器語言
■ = 二進制代碼 + 計算機能讀懂 + 機器指令集合。
4.2.2彙編語言
■ = 機器語言的符號化。
4.2.3高級語言
■ = 面向用戶 + 與自然語言相近。
4.2.4編程模式
■過程式編程模式
■面向對象編程模式
■函數編程模式
■說明式編程模式
4.3高級編程語言介紹
4.3.1BASIC語言
■BASIC來自英語：Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code的縮寫。
■一種直譯式程序設計語言,即爲初學者設計的語言。
■開發於20世紀60年代，由Dartmouth學院John G. Kemeny與Thomas E. Kurtz兩位教授創造。
■語言簡單、易學。
■在微電腦上可充分發揮作用，成爲微電腦的主要語言之一。
4.3.2PASCAL語言
■名稱來自十七世紀法國著名哲學家和數學家Blaise Pascal。
■開發於六十年代末，由瑞士Niklaus Wirth教授創造。
■語言語法嚴謹，層次分明，程序易寫，可讀性強。
■是第一個結構化編程語言。
■被廣泛用於各種軟件。
4.3.3C語言
■一門面向過程的、抽象化的通用程序設計語言。
■廣泛用於底層開發。
■擁有極高的效率，並且能夠不需要任何運行環境支持。
■擁有跨平臺的特性。
4.3.4C++語言
■C++是對C語言的繼承與擴充。
■能夠進行如C語言一樣過程化程序設計的同時,C++還能進行基於對象的程序設計。
■擁有極高的效率，並且能夠極好地適應規模不同的問題。
4.3.5Java語言
■純面向對象。
■功能強大並且簡單易用。
■具有簡單性、面向對象、分佈式、健壯性、安全性、平臺獨立與可移植性、多線程、動態性等特點。
■用於編寫桌面應用程序、Web應用程序、分佈式系統和嵌入式系統應用程序等。
4.3.6Ada語言
■由美國國防部開發。
■能夠改善軟件系統的 清晰性、 可靠性、 有效性和 可維護性。
■是一種通用程序設計語言，並且其表現能力很強。
■是第四代計算機語言的成功代表。
4.3.7Logo語言
■Logo意思是文字、思考和想法。
■於1976年由由美國麻省理工學院佩帕特教授指導下的一個研究小組開發。
■是一種過程性語言。
■結構簡單、卻有豐富的表達方式，體現了現代計算機科學許多最新概念。
4.4並行程序設計
爲了提高計算機的運行速度和系統的處理能力，在總體設計和邏輯設計中廣泛採用並行操作技術，使各部件並行工作。要求操作系統具有併發性及資源共享，於是採用了並行程序設計，它是能夠同時執行2個以上運算或邏輯操作的程序設計技術。採用了並行程序設計技術後，可使分時和多道程序更全面地利用計算機資源，使系統效率提高，開銷減小 (所佔內存小，花費的處理時間短)。
4.4.1並行程序設計語言
■用於並行程序設計的語言。
■可分爲顯式並行語言和具有並行編譯功能的串行語言。
4.4.2並行程序設計語言的編譯過程
■源程序->詞法、語法分析->程序優化->並行代碼生成->超標量處理器、多處理器、多計算機。
4.4.3OpenMP
■由OpenMP Architecture Review Board首先提出，後被廣泛認可。
■是用於共享內存並行系統的多處理器程序設計的一套指導性編譯處理方案。
■支持包括C、C++和Fortran，被Sun Compiler，GNU Compiler和Intel Compiler等編譯器支持。
■程序員通過在源代碼中加入專用的pragma來實現並行化。
第五章計算機中的數據
5.1數據
5.1.1數據的定義
■數據 = 未經加工的原始素材 = 事實或觀察的結果 = 對客觀事物的邏輯歸納。
■分爲模擬數據（連續的值：聲音、圖像）和數字數據（離散的：符號、文字）。
■計算機中，以0和1表示。
5.1.2數據和信息的區別
■數據是供計算機處理的，而信息是供用戶使用的。
5.1.3計算機常用的編碼方式
1.ASCII
■ASCII是American Standard Code for Information Interchange的簡寫，意爲美國信息交換標準代碼。
■基於拉丁字母的電腦編碼系統。
■最通用的信息交換標準。
■等同於國際標準ISO/IEC 646。
■在1967年第一次被以規範標準的類型發表。
■最後一次更新則是在1986年，到目前爲止共定義了128個字符。
2.擴展ASCII
■於1981年由IBM推出，這也成爲IBM標準的一個重要組成部分。
■提供128個附加的字元被其更變爲提供256個字元的字元集。
3.Unicode
■Unicode是計算機科學領域裏的一項業界標準，包括字符集、編碼方案等。
■是爲了解決傳統的字符編碼方案的侷限而產生的，它爲每種語言中的每個字符設定了統一併且唯一的二進制編碼，以滿足跨語言、跨平臺進行文本轉換、處理的要求。
■1990年開始研發，1994年正式公佈。
4.UTF-8
■是針對Unicode的一種可變長度字符編碼。
■它可以用來表示Unicode標準中的任何字符。
■當用作ASCII時，無須或只進行少部份修改後，便可繼續使用。
■它逐漸成爲電子郵件、網頁及其他存儲或傳送文字的應用中，優先採用的編碼。
5.GB-2312
■GB2312編碼是第一個漢字編碼國家標準，由中國國家標準總局1980年發佈，1981年5月1日開始使用。
■共收錄漢字6763個，其中一級漢字3755個，二級漢字3008個。同時，GB2312編碼收錄了包括拉丁字母、希臘字母、日文平假名及片假名字母、俄語西裏爾字母在內的682個全角字符。
6.音頻編碼
■通常採用脈衝代碼調製編碼，即PCM編碼。PCM通過抽樣、量化、編碼三個步驟將連續變化的模擬信號轉換爲數字編碼。
7.圖像編碼
■圖像編碼也稱圖像壓縮，是指在滿足一定質量的條件下，以較少比特數表示圖像或圖像中所包含信息的技術。
5.2數據結構
5.2.1數據結構的定義
■數據結構是程序設計中數據的一種組織方式，其目的是配合相應的算法編寫出好的程序。
5.2.2數據的邏輯結構
■集合
■線性結構
■樹形結構
■圖狀結構
5.2.3數據的物理結構
■順序存儲
■鏈式存儲
■索引存儲
5.2.4常用的數據結構
■線性表
■棧
■隊列
■樹
■圖
5.3算法
5.3.1算法的定義
■算法是指解題方案的準確而完整的描述，是一系列解決問題的清晰指令，算法代表着用系統的方法描述解決問題的策略機制。
■其優劣可以用空間複雜度與時間複雜度來衡量。
■算法中的指令描述的是一個計算，當其運行時能從一個初始狀態和（可能爲空的）初始輸入開始，經過一系列有限而清晰定義的狀態，最終產生輸出並停止於一個終態。
5.3.2算法實例
■尋找最小數。
5.3.3定義動作
■需要說明該算法每一步驟究竟做了什麼工作。
5.3.4細化
■說明步驟。
5.3.5泛化
■從n個數中尋找最小數。
5.4數據庫
5.4.1數據庫的定義及特點
數據庫的定義
■數據庫是“按照數據結構來組織、存儲和管理數據的倉庫”。是一個長期存儲在計算機內的、有組織的、有共享的、統一管理的數據集合。
■數據庫是以一定方式儲存在一起、能與多個用戶共享、具有儘可能小的冗餘度、與應用程序彼此獨立的數據集合，可視爲電子化的文件櫃——存儲電子文件的處所，用戶可以對文件中的數據進行新增、查詢、更新、刪除等操作。
數據庫的特點特點
●數據結構化
●數據共享性高，易擴充
●數據獨立性高
●數據由數據庫管理系統統一管理和控制
5.4.2數據庫的體系結構
■三級模式結構
●概念模式
●外模式
●內模式
■二級映射
●外模式/概念模式映射
●概念模式/內模式
5.4.3數據庫模型
■層次模式
■網狀模型
■關係模型
5.4.4關係的操作及結構化查詢語言
■插入
■刪除
■更新
■選擇
5.4.5數據庫管理系統
■數據庫管理系統是定義、創建、維護數據庫的一鍾工具。
■對數據庫進行統一的管理和控制，以保證數據庫的安全性和完整性。
■支持多個應用程序和用戶用不同的方法在同時或不同時刻去建立，修改和詢問數據庫。大部分DBMS提供數據定義語言DDL和數據操作語言DML，供用戶定義數據庫的模式結構與權限約束，實現對數據的追加、刪除等操作。
5.4.6主流數據庫
■Oracle數據庫
■Microsoft SQL server數據庫
■MySQL數據庫
■sybase數據庫
■DB2數據庫
5.5數據中心
5.5.1數據中心的定義
■數據中心是一個物理空間內實現數據集中處理、存儲、傳輸、交換、管理的一整套複雜的設施。
■目的是通過運行應用系統來處理租住的數據。
5.5.2數據中心的組成
從功能上：
■核心計算機機房
■其他支持空間
5.5.3新一代數據中心
傳統數據中心的困擾：
■數據量急劇膨脹
■能耗壓力
■管理壓力
■高可用性壓力
■合規壓力
■業務連續性壓力
新一代數據中心的實現：
■綠色環保
■虛擬化和雲計算
■整合
■模塊化
■靈活性
參考鏈接：
●https://power.baidu.com/question/262714694282839645.html?qbl=relate_question_4
●http://weimeiba.com/so/10001%E6%B5%9C%E5%B2%83%E7%B9%98%E9%8D%92%E6%83%B0%E6%B5%86%E9%8E%B9%E3%88%A0%E5%B4%84%E6%9D%A9%E6%B6%98%E5%9F%97.html
●https://www.2cto.com/kf/201604/503384.html
●http://zhishi.xkyn.net/jingyan-knvvfpakmmnsgfbnvn.htm
●http://www.sherc.net/reshow.html?c=A16B-4102C7C7034
●http://bbs.21ic.com/icview-1259194-1-5.html
●https://m.soft78.com/article/2012-04/2-ff80808136ceca2b0136f84dc5ec2884.html
●http://server.yesky.com/datacenter/363/100793363.shtml