【计算机科学导论】——基础

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1.继电器

进化过程：继电器->真空管->晶体管

2.内存

算数逻辑单元ALU

输入二进制，它会执行计算

逻辑门

1. 特殊的异或门：
   

2. 使用逻辑门可以做到储存数据–>进而可以实现手搓内存；
   

内存

引入锁存器——是数字电路中一种具有记忆功能的逻辑元件，用于存储一位二进制信息（0或1）。通常由多个逻辑门组成，并且可以根据输入信号的状态保持或改变其输出状态。

3. 锁存器
   

放入数据称为“写入”，拿出数据称为“读取”。
一个简单的锁存器一般只能储存一个 位(bit)，0或1。

4. 锁存器进化成寄存器
   寄存器是由多个锁存器组成的存储器阵列，可以存储多个位的数据。可以理解为很小的一块内存，能存一个值。

并排放置8个锁存器，可以存8位的数据，比如一个8位的数字。寄存器能存一个数字，这个数字有多少位，叫做“位宽”。

写入数据之前，需要打开来启用内存，可以使用一根线来连接所有的“允许输入线”。
比如说8位寄存器（8位内存），8条输入线，8条输出线，一条贯穿的允许写入线（是否启用内存）：

可是，尽管简化了允许输入线，但是这种形式下，并排放置组成的寄存器的每个锁存器都需要2条线（数据输入和数据输出）。那么如何简化这部分？

5. 解决方法是矩阵
   

如果要启用寄存器中的某个锁存器，就相应的打开行线和列线，放大每一个锁存器来看：

这种情况下，还是用一根“允许写入线”来贯穿所有的锁存器。但是想要启用某个锁存器的内存（也就是想要向里面存/取数据），就需要满足两个条件：一个是锁存器“允许写入线打开”；另一个是行线和列线被打开。
简化结果：一条“允许写入线”、一条“数据线（读/写数据经过的线）”、一条“允许读取线”，16X16=256，16条行线、16条列线。可以理解为：因为有了行线和列线的约束，其他权限线和数据线可以都设置为一条即可。
可以将允许写入线和允许读取线理解为权限线，这只是权限是否允许，具体的操作还是在数据线那里执行。

6. 矩阵中锁存器的地址
   因为这个例子是256个锁存器排成的矩阵，16X16=256。一共16行16列，每个锁存器的地址就可以表示为（行，列）。行/列的表示使用4位足矣。例如，12行8列可以表示为(1100行，1000列)，八位地址：11001000.
7. 多路复用器
   

使用一个多路复用器处理行，另一个多路复用器处理列，那么我们抽象一下：

8. 扩大规模—RAM
   RAM是一块大内存，能在不同地址上存大量数字

不断把内存打包到更大规模…
将8个256位内存并排放置，组成：

8个256内存有256个不同的地址，每个地址对应着8个位的位置，那么一个地址可以存1*8=8位=1字节的数据；总共可以存256字节数据：

内存的一个重要特性是：可以随时访问任何位置。

不同种类的RAM本质上都是矩阵的层层嵌套，来储存大量信息

3.中央处理器—CPU

1. 主要组成：寄存器+RAM+ALU+ …
2. 基本流程：取指令->解释->执行

4.编程方式

1. 早期的编程方式进化过程：打孔纸卡->插线板->面板拨动开关

2. 计算机只能理解二进制，称为“机器语言”或者“机器码”。所以在编早期，只能通过写对程序的高层次描述（伪代码），然后使用操作码表转换成机器码来进行编程
   

3. 之后出现了助记符——汇编语言，通过汇编器读取使用汇编语言写的程序，然后转成机器码。汇编器能够将汇编语言转换成机器码。但是，一条汇编指令对应一条机器指令，这个时候程序员依旧需要思考用什么寄存器和内存地址；

4. 高级语言的出现
   第一个高级语言—A-0诞生。通过编译器，一行高级语言可转换成几十条二进制机器指令。编译器专门把高级语言转换成汇编或者机器码等低级语言。需要注意的是，计算机只能直接执行机器码。
   与使用汇编语言不同，使用高级语言不用从内存取值和寄存器打交道，只需要使用内存的抽象——变量来储存数据。

5.计算机科学之父—阿兰·图灵

1. Lambda算子证明了不存在可以回答可判定性问题的算法
2. 阿兰·图灵发明了图灵机—具有和Lambda算子等同的数学计算力。图灵起初证明了图灵计算机理论上可以执行任何计算；然而证明了停机问题是无法解决的，所以计算机的能力有限，无论有多少时间和内存，有些问题是无法通过计算解决的。
3. 图灵测试：如果计算机能够欺骗人类相信它是人类，才算是智能。

6.软件工程(Software Engineering)

1.打包成对象的思想——“面向对象编程”
一个大的项目程序可以打包成若干函数(Function)；某些相关的函数又可以分类打包成层级、对象(Object)；相关的对象可以作为子对象打包成新的一个层级对象。
总的来说，对象可以包括其他对象、函数以及变量。

2. API—Application Programming Interface

定义好的“程序编程接口”。不用知道具体细节，只要知道怎么使用就行了。API控制哪些函数和数据能够让外部访问，那些仅供内部，即设置public和private来设置权限。隐藏复杂度，选择性的公布功能。

3. IDE—Integrated Development Environment集成开发环境
4. Coding——码代码
5. Debugging——调试
6. Documentation——代码文档 README
7. Source Control——源代码管理
8. Check out——检查编辑代码
9. Commit——提交代码
10. Rolled Back——回滚版本
11. QA——质量保证测试

7.集成电路与摩尔定律

1. 集成电路（IC）

2. 印刷电路板 (PCB)
   通过蚀刻金属线的方式，把零件连接到一起。把PCB和IC结合使用，可以大幅减少独立组件和电线，实现同样的功能。

3. 全新制作工艺—光刻
   用光把复杂图案印到材料上，可以制作出更加复杂的电路
   
   
   

4. 半导体、芯片和集成电路
   

半导体材料就是元素周期表上特定位置的元素；集成电路就是许多小的电子组件的集成；集成电路一般约等于芯片，将集成电路进行封装：


（两种不同的封装方式）

5. 摩尔定律
   集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔两年便会增加一倍；

8.操作系统 (OS)

计算机越来越快，迫切需要一种方式，让计算机自动运作，于是，操作系统诞生了。

1. 操作系统也是程序
   但它有硬件操作的特殊权限，可以运行和管理其他程序。操作系统一般是开机第一个启动的程序，其他所有程序都由操作系统启动。
2. 批处理
   一次给计算机多个程序，运行完一个会自动运行下一个程序。
3. 外部设备
   和计算机连接着的其他设备。
   和早期的外部设备交互是非常底层的，程序员要了解硬件的细节…

OS的功能

4. 设备驱动程序
   所以操作系统来充当硬件和软件之间的媒介，提供API来抽象硬件
5. 多任务处理
   操作系统能力的进化——多个程序可以同时运行，在单个CPU上共享时间
6. 虚拟内存
   真正的程序可能会分配到内存中数十个地方，存在一堆不连续的内存中。为了隐藏这种复杂性，操作系统会把内存地址进行虚拟化——虚拟内存。程序可以假定内存总是从地址0开始。操作系统会自行处理虚拟内存和实际物理内存之间的映射。
7. 动态内存分配
   程序的内存大小可以灵活增减。为操作系统同时运行多个程序提供了极大的灵活性。
8. 内存保护
   如果一个程序开始出错，它只会捣乱自己所被分配的内存，而其他程序所在的内存不受影响。

发展

9. Unix 和 panic警告
   Unix，当时最流行的操作系统之一
10. 个人电脑（PC）
    操作系统很小，缺乏内存保护和多任务处理等功能，程序经常崩溃，但是可以重启解决。
    对比现代的操作系统：Mac系列、Win系列、Linux、iOS 和 Android。虽然大多是情况下个人使用，但它们都具有“多任务、虚拟内存、内存保护”等功能。

9.内存与储存介质

机械化信息存储形式

1. 最早的储存介质是打孔纸卡和打孔纸带
   

磁性存储时代的开始

2. 磁带，顺序存取数据
   电流方向决定了极性，代表1和0。缺点是访问速度很慢。
   
   

3. 磁鼓存储器，顺序存取数据
   类似磁带，硬盘驱动器的前身，之后有了磁盘的发展。
   

4. 延迟线存储器，顺序存储器
   

5. 磁芯存储器，随机存储器的早期版本
   
   
   
   

磁盘储存时代

6. 磁盘（包括硬盘和软盘等）

磁盘属于直接存取存储器，即既不像 RAM 那样随机地访问任何一个存储单元，又不像顺序存取存储器那样完全按顺序存取，而是介于两者之间。存取信息时通常先寻找整个存储器中的某个小区域（如磁盘上的磁道），再在小区域内顺序查找。

原理还是一样的，磁盘表面有磁性，使得写入头和读取头可以处理0和1。优点是可以叠在一起。

另外还有光存储

如DVD和CD，原理如下：

硬盘细究

如今储存技术正在朝固态前进，机械硬盘（HDD）逐渐被固态硬盘（SSD）取代，二者都属于非易失性内存类型。

1. SSD是完全没有机械零件的，使用的是集成电路，而不是光纤或磁力存储媒介；数据存储在哪里并不重要，因为固态硬盘各个扇区的访问速度都一样，访问时间是很快的。
2. HDD基于磁性旋转盘片技术，使用移动磁头在旋转盘片或磁盘上执行数据读取和写入操作，在外边缘上存储的数据访问起来要比中心位置存储的数据快；使用了大量的活动机械结构，因此较容易发生机械性的故障，同时也容易因为热、冷、冲击及震动等环境条件而产生数据损毁的问题。

内存层次结构

访问速度、空间大小、成本因素不同

10.文件系统

文件格式

1. TXT文件
   原始数据是一堆二进制机器码，先将二进制转成十进制，解码数据的关键是ASCII码。
2. WAV文件

• 波形(Wave)文件 ，它来存储音频数据。数据的数据称为元数据，WAV音频数据的元数据有码率、单/双音道、立体声等。

• 元数据存在文件开头，在实际数据前面，因此也叫文件头(Header)。WAV文件的前44个字节的元数据形式是这样的：
  

• 其中有一部分都是一样的（写着WAVE的部分），其他部分的内容会随着数据具体内容变化；

• 音频数据紧跟在元数据之后，是一长串的数字。

• 储存的就是音频采样数据的振幅。
  

3. BMP文件

• 位图（Bitmap），它存储图片。计算机上图片是由许多像素方块组成的，每个像素由红绿蓝三种颜色组成(RGB)。
  

• 其中，颜色深度24位（8位红色、8位蓝色、8位绿色）。8bit=1byte，所以表示颜色的深度程度是0-255。由于成色效果是在三种颜色共同作用下，所以每3字节组成一个像素的颜色，第一个像素颜色为白色（255红+255蓝+255绿）。
  

• 假设元数据中的图片大小是4X4像素的，那么成像效果就是4x4的像素矩阵：
  

以上文件格式或是其他文件格式，文件在底层是完全一样的：一长串的二进制数字。为了知道文件是什么，文件格式至关重要。

储存文件

1. 将储存器抽象成能排数据的桶。
   

2. 把文件连续储存，分文件。为了记录不同文件位置，需要额外的“目录文件”。目录文件经常放在开头，位置0，方便寻找。
   

3. 在目录文件中，其他不同文件的显示格式为“文件名” + “.文件格式”，还有其他的文件信息。如果对任何分文件进行改动，需要更新目录文件。
   

4. 以上属于一个文件系统管理文件的例子，属于“平面文件系统”，因为文件都在同一个目录里、文件都在同一个层次。可以想到，如果对顺次连接的文件新增内容，那么就会覆盖掉后面的文件数据…

5. 所以现代文件系统会做两件事：1.把空间划分成一块一块的，预留一些空间方便改动和管理，那么饿目录文件还要记录每个文件储存在哪个块里面；2.拆分文件，将文件存放在多个块里面。因为预留的空间是有限的，假如增添的内容过大，为了避免覆盖掉之后文件的数据，文件系统会分配一个没用的块来容纳额外的数据。这种操作有点像“虚拟内存”。
   

6. 如果要删掉文件，只需要将目录文件中的记录删除，表示那块空间可用。但是保持内存块中的文件不动，当需要存入新的数据的时候，只需要覆盖掉无用的数据即可。注意在此之前，只是擦除了记录，并没有立刻删除数据，所以某种情况下的计算机数据是可以恢复的！

7. 碎片
   由于对文件数据的增加和删除等操作，会导致某个文件中的数据占用不同的块，处于分隔的状态，顺序也是乱的。碎片的产生不可避免。

8. 碎片整理
   
   

9. 分层文件系统

• 与平面文件系统相对的，平面文件系统将文件放在不同的文件夹下，文件夹套文件夹。
  最大的变化是，需要在目录添加额外元数据（Is Directory？）。因为目录之下还可以有目录，所以要区分出文件和目录。
  

• 最顶层的目录文件是根目录，所有其他的文件和目录都在根目录下。可以看到这个根目录下有三个文件和两个子目录文件。
  

• 如果要查看子目录文件有什么文件，就要去访问它：

• 轻松移动文件：如果想把根目录中的一个WAV文件移动到music子目录文件，不需要改动任何数据块，只需要在对应的两个文件中增、删记录即可。

10. 文件系统使我们不必关心文件在磁盘或磁带中的具体位置，使得整理和访问文件更加方便。

11.压缩

无损压缩

即不损失任何数据，解压之后和压缩前的数据完全一样。以下两种方法经常组合起来使用，现在几乎所有无压缩格式都是用它们完成。

1. 游程编码
   减少重复数据，适合经常出现相同值的文件。连续的数据就可以新增一个字节来储存个数进行简化。删除掉后那边的重复数据，为了保持一致，所有像素化成格式一致。有的情况会导致字节数会变多，那就说明不适合这种压缩方式。
   
   

2. 字典编码 (DFTBA)
   需要一个“字典”，储存“代码”和“数据”间的关系。使用更紧凑的方式表示数据块。
   1，把图像看做是一块一块而不是一个一个像素。（以下例子把两个像素看做一块）2，根据频率生成哈弗曼树。3，使用0 1进行生成字典（也就是哈夫曼编码）4，最后整理成压缩后的数据，编码+对应的字典。
   
   
   

有损压缩

一些其他文件，丢掉一些数据影响不大。

1. 感知编码
   删掉人类无法感知的数据的方法。

• 有损音频压缩。人类对有某些音频的频率是不敏感的、听不到的（如超声波），可以扔掉；而对于人声是敏感的，不可扔掉；低音介于两者之间，听得到但是不怎么敏感，只是感受得到震动。有损音频压缩利用这一点使用不同的精度编码不同的频段。结果是听不出什么区别，不会影响体验。
• 有损图像压缩。最著名的是JPEG。人类的视觉也不是完美的，对于图像，我们善于看到尖锐对比(比如物体的边缘)，但是不善于发现颜色的细微变化。利用这一点，JPEG把图像分解成8X8像素的块，然后删掉大量高频率空间数据
  
  
  
  效果图
  视频也算是一连串的图像，压缩的方法类似。

12.命令行界面

1. 人机交互

• 早期机械计算设备使用齿轮、旋钮、开关等机械结构来输入输出，运行完毕之后数据通过打印机打印到纸上；
• 之后机械输入完全消失，出现了打孔纸卡和打孔纸带。但是输出还是打印到纸上，还有大量指示灯，在运行中提供实时反馈。
  以上时期，计算机不会和人类进行交互式回应，程序开始运行后会一直运行，直到结束。
• 出现了与计算机的交互。使用类似现代的键盘——打字机，将数据输入。之后逐渐兴起了由单手到十指打字、十指盲打，使得打字速度大幅提高。这个时候是将字打到纸上。
  之后出现了电传打字机，有电子接口，稍作修改就可以连接到计算机，电传交互界面诞生，用户和计算机来回“对话”——命令行界面。
• 随着电视的量产、处理器和内存的发展，屏幕代替电传打字机变得可能。协议没有改变，这种“虚拟电传打字机”叫做终端。使用命令行界面操作计算机仍传至今。

13.图形显示

早期屏幕是用来追踪运行的程序，例如寄存器的值。实时性显示，对于更新很快的屏幕来说刚好。但屏幕很少用于输出计算结果，结果一般都会打印在纸上。

1. 阴极射线管

• 使用磁场来控制电子，发射到屏幕；
  
• 绘制图像：
  矢量扫描。引导电子束描绘出形状；
  

光栅扫描。使用很多小线段绘制形状甚至文字。

14.图形学

简单了解：

1. 扫描线填充
2. 抗拒齿
3. 光照
4. 纹理化

对于渲染图形，CPU（中央处理器）不是为此设计的，负责处理操作系统和应用程序运行所需的各类计算任务，它的图形运算能力不强。所以计算机工程师为图形做了专门的处理器——GPU（图形处理器），做图像和图形相关运算工作，实现图形加速。

15.计算机网络

1. 第一个计算机网络
   “球鞋网络”。1，安全可靠；2，联网可以共享打印机、储存空间…
2. 局域网（LAN）
   计算机近距离构成的小型网络。小到同一个房间里的两台电脑，大到校园里的上千台机器。
3. 以太网
   在不同的LAN技术中，最著名和成功的是“以太网”，至今仍在使用中。使用一条以太网电线连接数台计算机，当其中一台计算机要传递数据时，就会以电信号的形式将数据传入电缆，因为电缆是共享的，所其他任何计算机都可以看到数据，但不知道传递的数据是给哪一台计算机的。

• 为了解决这个问题，以太网需要每台计算机有唯一的媒体访问控制地址（MAC地址）。将要发送到的计算机的地址放在头部，作为数据的前缀发送到网络，那么其他计算机只有看到自己的MAC地址才会处理数据。
• 这种多台计算机共享一个传输媒介的方法，称为“载波监听多路访问”，Carrier Sense Multiple Access，简称“CSMA”。因为很多计算机同时监听载体，所以叫监听、多路访问。
• 载体（Carrier）是指运输数据的共享媒介。以太网的载体是铜线；WIFI的载体是传播无线电波的空间。
• 载体传输数据的速度，叫“带宽”。
  
• 一个缺点是如果两台计算机同时传输数据，就会检测到冲突。
• 以太网的一个解决方法是，计算机会等待1s+随机时间，如果有网络堵塞，就会等待更多的时间…——指数退避
• 载体和其中的设备总称为“冲突域”。最好减少同一载体上计算机的数量。下面这种情况下，只有需要跨过交换机的数据传输才会同时占用两个网络。
  

4. 路由
   计算机网络由许多机器（称为节点）和连接这些节点的路径或链接组成。互连网络中两个节点之间的通信可以通过许多不同的路径进行。
   路由是根据一些预先确定的规则选择最佳路径的程序，提高了网络通信的效率。
   

• 路由的类型
  有两种不同的路由类型，取决于路由器创建路由表的方式：
  1）静态路由
  静态路由本身并不需要像动态路由那样通过协议来交换路由信息。静态路由是由网络管理员手动配置和维护的，不会自动更新。
  2）动态路由
  动态路由使用动态路由协议来自动学习和更新路由信息，尝试使用路由协议找出到目的地的最快路径。

5. 路由表
   路由表是存储在路由器或节点中的一个数据表，用于存储网络路径信息，供路由器查找路径使用，帮助路由器确定将数据包发送到哪个路径。
   储存的信息包括：
   1）接口：数据包应从哪个接口发送出去。
   2）目的网络：目标网络的地址。
   3）子网掩码：用于确定目标网络的网络部分和主机部分。
   4）下一跳地址：数据包应发送到的下一个路由器或节点的地址。
6. 路由器
   路由器是连接多个网络、进行数据包的路由选择（执行路由过程）的联网设备。主要功能包括：
   1）路径选择：使用路由协议和路由表选择最佳路径。
   2）数据包转发：根据路径选择的结果，将数据包转发到下一个路由器或目标设备。

7. 动态路由协议
   一组用于创建、维护和更新动态路由表的规则，使用具体的动态路由算法。
   

8. 动态路由算法
   是实现动态路由协议的核心算法，用于计算最佳路由路径。
   

9. 度量标准
   跳数、带宽和延迟都是用于评估和选择最佳路由路径的度量标准，帮助路由协议在不同网络环境下选择最优路径。某些高级路由协议会综合考虑多个度量标准。

• 跳数
  指数据包从源到目的地经过的路由器数量。每经过一个路由器，跳数增加1。
• 带宽
  带宽是指链路上传输数据的最大能力（传输速度），通常以比特每秒（bps）为单位。带宽越大，链路的传输能力越强。
• 延迟
  延迟是指数据包从源到目的地所需的时间，包括传输延迟、处理延迟和排队延迟等。延迟通常以毫秒（ms）为单位。
  

10. 三种交换方式
    1）电路交换

• 定义：在通讯开始前为通信双方建立一条专用通道，通讯过程中此通道一直被占用，直到通信结束释放资源。
• 三个步骤
  1，建立连接，分配资源
  2，进行通信过程
  3，释放资源
• 缺点：资源浪费
  

2）报文交换

• 定义：将整个传送的数据作为独立的单元进行传输，报文在传输路径上的各个节点都要完全接收并存储，然后再转发到下一个节点。
• 特点：和分组交换类似，但是需要足够的存储空间来保存完整的报文。
  

3）分组交换

• 定义：将数据分组，分割成较小的数据包，每个数据包独立进行传输。
• 特点：
  1，每个数据包可以走不同的路径
  2，分组传输的数据是乱序的，到达目的网络不一定按照顺序，需要重新组装成完整数据（例如TCP协议把顺序排对）。
• 步骤：
  1，将报文分成更小的等长的数据段
  2，基于协议，每一个数据段加上一些元数据【如目的地址和原地址等组成首部 header。不同的协议加载的元数据不同，更高级的协议具有不同作用的header】，构成一个分组（packet），每个分组又称为“数据包”。如以下的IP协议和更高级的UDP协议组合成的UDP/IP协议：
  

3，每个数据包独立选择路由，路由器在每个节点对数据包进行路由，基于当前数据包的信息和路由表。

在现代计算机网络中，分组交换是最常用的方式，尤其是互联网，广泛依赖于这种方式来实现高效的数据传输和动态路由选择。

16.互联网

基于协议的数据传输

1. 个人计算机和巨大的分布式网络连在一起，这个网络叫互联网。
2. 计算机要获取数据，首先要连接到局域网。家里(这个范围内)路由器连接着的所有设备，组成了局域网(LAN)。
3. 局域网再连接到广域网(WAN)。WAN的路由器一般属于用户的“互联网服务提供商”（ISP）。广域网里，线连接到一个区域性路由器（这个路由器可能会覆盖整个街区），然后在连接到一个更大的WAN(可能覆盖整个城市)…最终到达互联网主干。
4. 互联网主干由一群超大型、带宽超高的路由器组成。

域名系统（DNS）

5. 当计算机要访问一个网站时，需要两个东西：1.IP地址2.端口号。例如172.217.7.238的80端口号就是谷歌的IP地址和端口号。

6. 实际上可以在浏览器输入IP地址和端口号，就会进入到对应的网站，但是记忆长串数字很麻烦，google就比较好记。所以互联网有个服务就负责把域名和IP地址一一对应，简称为DNS。

7. DNS工作原理：在浏览器输入youtube，浏览器会去访问DNS服务器得到它的IP地址。DNS服务器一般是由互联网供应商提供，DNS会查表，如果域名存在，就返回对应的IP地址。

8. DNS不是存成一个超长的列表，而是存成树状结构：
   

9. OSI模型
   

17.万维网

1. 定义：是一个信息共享的空间，用户可以通过互联网访问和浏览网页。

2. 组成部分：
   1）HTML：HTML（超文本标记语言）编写网页，为万维网的基本构成单元。
   2）浏览器：用户通过浏览器（如Chrome、Firefox）访问和浏览网页。
   3）URL: 每个网页都有一个唯一的URL（统一资源定位器）来标识和访问。
   4）HTTP/HTTPS: 传输协议，用于在浏览器和服务器之间传输数据。

3. 功能：
   1）提供信息和资源的访问。
   2）支持超文本链接，使用户可以从一个网页跳转到另一个网页。
   3）支持多媒体内容，如文本、图像、视频和音频。

4. 互联网是全球计算机网络的集合，是物理基础设备刚和协议的总和；万维网是基于互联网运行的服务之一，来访问和浏览网页。

5. 例如使用HTML来写一个简单的网页
   

6. 搜索引擎开始出现

7. 网络中立性

18.计算机安全

可以把计算机安全看成是保护系统和数据的：保密性、完整性和可用性，称为信息安全的三大支柱。

1. 保密性
   只有拥有权限的人才能够访问和读取计算机系统和数据。
2. 完整性
   只有拥有权限的人才能够修改或者破坏数据
3. 可用性
   确保有权限的人可以随时访问系统和数据

本文标签： 导论 计算机科学 基础