《電腦科學概論》第十版

一、第一章

1、布林運算：假設0代表假值，1代表真值，這樣對位的運算看作是對真、假值的操作；則將處理真/假值運算命名為布林運算

布林運算包含3種基本運算：與、或、異或

2、基本概念

門：給出一種布林運算輸入值時，可以得到該布林運算的輸出值。

觸發器：是一個可以產生0或1輸出值的電路，它的值會一直保持不變，除非其他電路過來的臨時脈衝使其改變為另一個值；即輸出值是在外界的刺激下載兩個值之間相互轉換。

計算機儲存器是以稱為儲存單元的可管理單位組織起來的，一個典型的儲存單元容量是8位。一個八位的串稱為一個位元組，因此一個典型的儲存單元的容量是一個位元組。

儲存單元的位排成一行，左端稱為高位端，右端稱為低位端，最左一位稱為最高有效位，最有一位稱為最低有效位。

為區分各儲存單元，每一個儲存單元都被賦予一個唯一的名字，稱為地址。

計算機的主儲存器通常稱為隨機存取器，RAM

聯機：意味著裝置或者資訊已經與計算機連線，不需要人為的干預就可以使用。

離線：意味著必須先有人的干預，裝置和資訊才可被計算機使用。

磁盤裡面是可以旋轉、薄的碟片，表面有磁介質的塗層用以儲存資料。

讀寫磁頭安裝在碟片的上面或下面，當碟片旋轉時，每個磁頭在碟片上面或者下面相對於稱為磁軌的圓圈轉動；

轉動磁頭時，可以對各個同心的磁軌進行存取；

一個磁碟儲存系統包含若干個安裝在同一根軸上碟片，一個碟片在另一個碟片的上面，碟片之間留有足夠的距離，使得磁頭可以在碟片之間滑動；

這種情況下，所有的磁頭是一起移動的；因此，當磁頭移到新的位置時，新的一組磁軌，稱為柱面；

因為一個磁軌可以包含的資料通常比我們一次能夠處理的資料多，所以每個磁軌劃分成若干個小弧區，稱為扇區；記錄在每個扇區的資訊是連續的二進位制位串；

磁碟上所有的扇區包含相同的二進位制位，而且在最簡單的磁碟儲存系統裡，每一個磁軌分為相同數目的扇區，因此，碟片邊緣磁軌扇區儲存的位密度要小於靠近碟片中心磁軌上儲存的位密度，這是因為外面的磁軌要長於裡面的磁軌。

事實上，在大容量的磁碟儲存系統裡，邊緣磁軌包含的扇區要遠多於靠近中心的磁軌，這種儲存能力通常通過一種稱作區位記錄的技術得以應用。

運用區位記錄，一些相鄰的磁軌被統一命名為區，一個典型的碟片大約含有10個區；

一個區的所有磁軌由相同的扇區，但是靠外的區中每一個磁軌包含的扇區比靠內的區包含的多。

因此，碟片邊緣的儲存空間利用率要高於傳統磁碟系統。

一個磁碟儲存系統的容量取決於所有碟片數目以及所劃分的磁軌、扇區的密度。

僅由一張塑料碟片組成的低容量系統成為磁碟，也成為軟盤。

由於硬碟系統所使用的所有碟片都是剛硬的，為區別於軟盤系統，成為硬碟。

為了使碟片可以快速的旋轉，硬碟系統裡的磁頭並不接觸碟片表面，而是浮在上面，磁頭與碟片表面的空隙很小，以至於一顆灰塵都會阻塞在 磁頭和碟片之間的空隙，造成破壞。

評估磁碟系統的效能的指標：

（1）尋道時間：讀寫磁頭從一個磁軌到另一個磁軌所需要的時間；

（2）旋轉延遲或等待時間：碟片旋轉一週所需要時間的一半，也就是讀寫磁頭到達所要求刺刀後，等待碟片旋轉使讀寫磁頭位於所要存取的資料上所需要的時間；

（3）存取時間：即尋道時間和等待時間之和；

（4）傳輸速率：從磁碟讀出或寫入資料的速率；碟片旋轉一次邊緣磁軌讀寫磁軌傳遞的資料要多於內磁軌，因此資料傳輸速率依據所使用的碟片部分的不同而變化；

光碟由塗著光潔保護層的反射材料製成，通過在反射層上建立偏差的方法在光碟上面記錄資訊。鐳射束通過監視CD快速旋轉時反射層的不規則反射偏差來讀取資訊；

由於磁碟和光碟、軟盤都是利用物理運動來儲存和讀取資訊，所以資料儲存和讀取的速度比電子電路的速度要慢；

快閃記憶體技術就是克服了這一缺點；在一個快閃記憶體系統中，用電子訊號將二進位制位直接送到儲存介質中，該介質中，電子訊號使得二氧化矽的微小晶格截獲電子，從而轉換微電子電路的性質；因為這些微小晶格能夠保持截獲的電子很多年，所以快閃記憶體技術適合儲存離線資料。

資訊一般被分組為較大的單元，稱為檔案；

海量儲存裝置規定檔案要以較小的多位元組單位進行儲存和檢索，符合儲存裝置特性的資料塊稱為物理記錄，因此大檔案通常包含多個物理記錄；

自然產生的資料塊稱為邏輯記錄；

物理記錄對應於扇區的大小；

邏輯記錄對應於資料內的自然劃分；

邏輯記錄的規格很少能與海量儲存系統的物理記錄相匹配，因此，人們可能發現若干邏輯記錄存放在一個物理記錄中，或者一個邏輯記錄存放在兩個或者更多的物理記錄裡；

因此，海量儲存系統的資訊檢索需要一定的整理工作，這個問題的一個常用的解決方法是：在主儲存器裡留出一個足夠大的區域，用於存放若干物理記錄並以此儲存空間作為重組區域，也就是說，與物理記錄相容的資料塊可以再主儲存區與海量儲存系統之間傳輸，主儲存區的資料能夠根據邏輯記錄引用；這種 儲存區域成為緩衝區

一個檔案由一長串根據ASCII或Unicode編碼的符號組成，則常稱為文字檔案

3、影象的表示

影象表示為一組點，每一個點稱為一個畫素，pixel，即picture element；每個畫素的顯示被編碼，整個影象就表示成這些已編碼畫素的集合，這個集合稱為點陣圖。

位圖表示：

黑白影象

彩色影象：每個畫素的表示方法通常有兩種：

一種是RGB編碼，每個畫素表示為3種顏色成分-紅綠藍，他們對應於光線的三原色；一個位元組通常用來表示每個顏色成分的亮度，因此要表示原始影象中的一個單獨的畫素，就需要3個位元組的儲存空間。

另一種是YUV編碼：Y是亮度，是紅綠藍部分的總和，實際上是畫素中白光的數量，

3、資料壓縮

通用資料壓縮技術有兩類：一種是有失真壓縮，一種無失真壓縮

無失真壓縮的技術主要有：

行程長度編碼：對於被壓縮資料由一長串相同的數值組成的情況，將相同的資料替換成一個程式碼；

頻率相關編碼：用於表示資料專案的位模式長度和專案使用頻率是相反的，即專案採用不同的長度模式來表示；代表有霍夫曼編碼

差分編碼：記錄連續資料單元之間的差別，而不是整個單元，也就是每個單元都是根據其與前一個單元關係編碼的；差分編碼用無損形式和有損形式都可以。

字典編碼技術

自適應編碼技術

4、影象壓縮

GIF：字典編碼系統，將賦予一個畫素顏色的數量減少到256個；這256個編碼儲存在一個稱謂調色盤的表格裡，影象中的每個畫素都可以用一個位元組表示，它的數值指出在256個調色條目中哪一個表示畫素的顏色；GIF用於任意影象時都是有失真壓縮系統，因為調色盤中的顏色不可能與原始影象的顏色一致。因為只能編碼256種顏色，不適於高精度要求。

JPEG：由ISO中的聯合影象專家組開發，JPEG標準實際上包含幾種影象壓縮方法，每種都有它自己的目標；JPEG基線標準稱為很多人的選擇

JPEG影象壓縮的步驟：

第一步：保留所有的原始亮度資訊，在2*2的畫素方塊中，求色度的平均值，這樣色度資訊的大小就減少到1/4；

第二步：將影象拆分成8*8的畫素塊，將資訊壓縮近每一個塊，並作為一個單元，這是運用離散餘弦變換實現，轉換後的塊反映了原始塊中畫素之間關係，而不是實際的畫素值，在這個塊中，低於設定極限的數值將被0替代；JPEG基線標準可以將彩色影象壓縮至少10倍，有時是30倍，沒有明顯質量損失。

TIFF：tagged image file format：

5、音訊和視訊壓縮

音訊和視訊壓縮最常用的標準時ISO領導的運動影象專家組Motion Picture Experts Group研製開發的，因此成為MPEG標準

音訊壓縮最著名的就是MP3，MP3利用人耳的特定，即刪除人耳覺察不到的細節：其中一種特性是暫時模糊，指的是在一個巨大聲響後，短時間內，人耳覺察不到本來可以聽到的輕柔的聲音；另一種特性是頻率模糊，指的是某一頻率的聲音可能掩蓋相近頻率的輕柔的聲音。利用這些特性，MP3就可以獲得視訊的有效壓縮，而且聲音接近CD；

奇偶校驗位：在資料高位或低位新增一位，並賦值0或1；這樣就得到有奇數個0，若是出現偶數個0，就表示出錯，

二、資料操控

1、CPU由3部分構成：算術/邏輯單元：包含在資料上執行加減法運算的電路；控制單元：包含協調機器活動的電路；暫存器單元：包含暫存器的資料儲存單元，用作CPU內部的資訊臨時儲存，分為通用暫存器和專用暫存器。

通用暫存器用於臨時儲存CPU正在操縱的資料；

2、機器語言：能被計算機識別的二進位制模式編碼的指令，這組指令稱為機器指令，機器指令和對應的編碼系統稱為機器語言

3、計算機按照指令集的複雜程度分為兩種：精簡指令集計算機RISC和複雜指令集計算機CISC

機器指令分為三類：資料傳輸、算術邏輯、控制

4、機器指令編碼形式分為操作碼和運算元

5、CPU中有兩個專用暫存器：指令暫存器和程式計數器；指令暫存器用於儲存正在執行的指令，程式計數器包含下一個待執行指令的地址，因此它用於以機器方式跟蹤程式執行到什麼地方。

機器週期的三個步驟：取指、譯碼、執行

在取指步驟，控制單元根據程式計數器指定的地址，請求主儲存器提供它存放該地址的指令；

6、邏輯運算

AND運算可以遮蔽某些位，使用0相與可以遮蔽，使用1相與可以保留該位

XOR：任何一個二進位制數與相同位數的全1相異或，得到該二進位制數的反碼

7、USB：universal serial bus：通用序列匯流排

FireWire：火線

8、儲存對映輸入/輸出memory-mapped I/O：CPU是通過控制器與儲存器打交道，無論存取，都是通過控制器與儲存器相聯絡

直接儲存器儲存DMA：不通過CPU，控制器直接同主儲存器通訊。

握手：計算機與外圍裝置之間交換裝置狀態的資訊，協調他們之間的活動

狀態字：有外圍裝置生成併發送給控制器的一個位模式，該狀態字是一個位圖，其中的各個二進位制位反映了該裝置的各種狀態。

三、1、負載均衡：動態的把任務分配給各個處理器，使得所有的處理器都得到有效的利用。

2、均分：把大任務劃分成若干個子任務，並與可用的處理器數目相適應。

3、計算機軟體分為：應用軟體和系統軟體

應用軟體是由一些完成計算機的特定任務的程式組成的；應用軟體是為了滿足使用者某種具體需要的程式組成的；

4、作業系統必須能夠與使用者進行通訊，作業系統處理通訊的這一部分，通常稱為外殼，即shell

5、unix系統目錄路徑是用斜槓分隔的，二windows使用者是用反斜槓分隔的

6、與作業系統外殼相對，作業系統內部部分稱為核心。

其中一個元件式檔案管理程式：他的工作時協調計算機與海量儲存器設施的使用。

另外一個元件是裝置驅動程式：負責與控制器通訊，以實現對連線到計算機外圍裝置的操作的軟體元件。

還有一個元件是記憶體管理程式：主要協調和管理計算機所使用的主儲存器的任務。

虛擬記憶體：由分頁技術所產生的大的虛構的記憶體空間；當所需的總記憶體空間超過該計算機實際所能提供的可用記憶體空間時，記憶體管理程式通過在記憶體與海量儲存器之間來回切換程式和資料，這樣就造成了由額外的記憶體空間的假象。

7、在一般電腦中，稱之為引導的程式是永久儲存在機器的ROM中的，儲存在ROM的程式稱為韌體firmware，反映出這樣一個事實，即它是永久記錄在硬體中的軟體組成的；

計算機開機的時候：

最先執行的就是載入程式，載入程式的作用就是引導CPU吧作業系統從海量儲存器中預先定義的位置調入主存的可變儲存區；

一旦作業系統被放調入主存，載入程式就引導CPU執行跳轉指令，轉到這個儲存區；

作業系統接管並開始控制計算機的活動

執行引導和開始作業系統的整個過程稱作啟動計算機。

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2013年2月2日更新

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8、為什麼計算機不提供足夠的ROM來裝載整個的作業系統呢，這樣從海量儲存器來引導啟動就沒有必要了？

就當今技術而言，把通用計算機的大塊主存專用於不可變的儲存，效率就不高了；另一方面，像家用電器中使用的大多數專用計算機，如果讓他們所有的軟體都常駐記憶體，每次裝置啟動時就比較方便。由於很容易通過輕擊一個鍵就可以使系統開始工作，所以我們將這樣的系統稱為交鑰匙系統。

9、現代作業系統的一個最基本的概念就是程式和執行該程式的行為區別開來，前者是一組靜態的指示，後者是一組動態的行為，其屬性會隨著時間的推進而改變。

我們把執行某些程式的行為稱之為程序process；與程序聯絡在一起的行為的當前狀態，稱之為程序狀態process state；

程序狀態包含正在執行的程式的當前位置（程式計數器的值）、CPU中其他暫存器的值以及相關的儲存單元。

大約說來，程序狀態就是機器在特定時刻的快照，在程式執行期間的不同時刻（一個程序中的不同時刻），將觀察到不同的快照。

9、程序管理

與協調程序的執行有關的任務是由作業系統核心中的排程程式和分派程式處理的。

排程程式維護一個有關計算機中現存程序的記錄，將新的程序加入到程序記錄，並把已經完成的程序移出程序記錄；當用戶提出一個請求時，排程程式就把這個應用加到當前程序記錄中。

為了跟蹤所有的程序，排程程式在主存中維護著一個資訊塊，稱為程序表；每當要請求程式執行時，排程程式都要在程序表中為該程式建立一個新的表項；這個表項包含該程序儲存區的資訊，程序的優先順序、程序的狀態等；如果程式能夠繼續執行，那麼該程序就處於就緒狀態；如果該程序需要等待某個外部事件的發生而中斷，如果磁碟的競爭訪問、等待鍵盤的輸入以及等待其他程序傳來的訊息等，那麼該程序就處於等待狀態。

分派程式是核心的一個元件，它確保被排程的程序實際被執行。在多工系統彙總，這個任務是依靠多道程式設計（multiprogramming）來完成的，也就是說，先將時間劃分成小的時間段，每段稱為一個時間片--time slice通常不超過50ms，然後把CPU的注意力放在就緒程序上，允許每個程序一次執行一個時間片。

程序切換或者程序上下文切換：從一個程序切換到另外一個程序。

10、每次，分派程式給程序分配一個時間片時，它都會初始化一個計時器電路，通過產生一箇中斷訊號來指示時間片的結束。

CPU收到一箇中斷訊號時，它會完成當前的機器週期，儲存它在當前程序中的位置，然後就開始執行稱為中斷處理程式，該程式存放在預先定義的位置上。中斷處理程式是分派程式的一個部分，他來描述分派 程式如何響應中斷請求。

11、處理程序間的競爭

臨界區：只允許被一個程序執行的資源

互斥：一個臨界區一次只能允許被一個程序執行

訊號量：對一個臨界區的互斥的常用方法

死鎖狀態出現的狀態：

存在對不可共享資源的競爭；

這些資源是在不完整的基礎上請求的；一個程序接受了某些資源後，稍後還將請求其他資源；

一旦資源被分配出去，他不能以強制的辦法再收回；

假離線：儲存資料以供以後在合適的時候輸出的技術；允許多個程序訪問一個公共資源的技術。

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2013年2月3日更新

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四、組網和因特網

1、區域網LOCAL AREA NETWORK 都會網路Metropolitan Area Network 廣域網Wide Area Network

開放式網路、封閉式網路

按拓撲分：匯流排型網路、星形網路

在星形網路中，中央計算機被稱為接入點，作為協調所有通訊的焦點。

在基於乙太網標準的匯流排型網路中，報文傳輸的許可是通過名為帶衝突檢測的載波偵聽多路訪問（CASM/CD）的網路協議進行控制的。

該網路協議規定每條報文都要廣播給總線上的所有計算機,每臺計算機都對所有報文進行監聽，但是隻關注傳送給自己的報文。

為了傳輸報文，每臺計算機都要等到匯流排空閒的時候才能傳送報文，如果兩臺計算機發送報文的時間衝突，則會各自暫停一段時間後，再次進行嘗試傳輸。

CASM/CD和無線星型網路並不相容；因為無線星型網路中的每個計算機都是與中心計算機相連，某個計算機接收不到其他計算機的訊號，可能是自己傳送的訊號掩蓋了其他計算機的訊號，也可能是由於障礙物阻塞；所以無線網路採用避免傳輸衝突的方法，而不是檢測衝突的方法；

衝突避免最常見的方法就是將優先權賦予正在等待傳輸機會的計算機；

衝突避免和衝突檢測的主要區別就是：一臺計算機要傳輸報文，即使發現通道是空閒的，也不是立即傳輸報文，而是先等待短暫的時間，確定通道在一段時間內都是保持空閒狀態才會傳輸，如果在這個過程中，通道被佔用，那計算機就會等到一段時間，時間的長度隨即決定，然後再重新嘗試傳輸。一旦等待的時間耗盡，計算機就會被允許立即佔用空閒的通道；這就意味著新來者和已經處於等待狀態的計算機之間的衝突，因為新來者需要等到一直處於等待狀態的計算機開始傳輸之後，才能允許佔用空閒通道。

基於乙太網協議的匯流排網路，是利用中繼器、網橋、交換機等不同裝置來將匯流排連線起來形成長匯流排的。

中繼器：僅僅是在兩個原始匯流排之間進行簡單的來回傳送訊號的裝置，而不會考慮訊號的含義。

網橋：類似中繼器，但是不必傳輸所有的報文，在傳輸之前需要檢查報文的目的地址，並且當報文的目的地址是另一端計算機時才會傳輸。

交換機：本質上是具有多連線的網橋，並且僅僅轉發報文到相應的線路；

路由器：是一種用來傳送報文的專用計算機，與中繼器、網橋、交換機不同的是，路由器提供了網路之間的連結，並且允許每個網路都保持它獨特的內部特性；

路由器得名的原因在於它能夠將報文傳輸到合適的方向；這個轉發過程是基於因特網範圍的定址系統，其中因特網上的所有裝置都被賦予了唯一的地址。

所以，一臺計算機要想傳送給其他網路的計算機報文，就要先在報文內加上目的地址，然後將報文傳送給本地的路由器，然後由路由器項正確的方向傳送；因此路由器必須維護一種轉發表，該表中包含了根據目的地址訊息應該傳送的方向等路由知識；

一個網路與因特網連結的點經常被稱為閘道器；因為他是作為本地網路與外界網路聯絡的通道。

2、程序間的通訊

（1）不同計算機各種程序之間、同一臺計算機各種程序之間必須經常相互通訊，以便協調行動，並完成指派的任務，這種程序之間的通訊稱為程序間的通訊；

（2）程序間通訊通常採用的是客戶機/伺服器模型，這種模型決定了程序的基本角色；或者是向其他程序提出請求的客戶機client，或者是滿足其他程序請求的伺服器server

（3）程序間另外一種通訊方式是對等模型，即p2p模型

它與前者不同：客戶機/伺服器模型是為一個程序與多個程序通訊，而p2p模型為兩個程序間對等通訊，而且伺服器必須持續操作，以便隨時服務於客戶機，但是對等模型涉及的則是臨時執行的程序。

（4）分散式系統：軟體系統由在網路中不同計算機上作為程序執行單元的軟體單元組成。

（5）如果使用者想給遠端計算機傳輸訊息並通過助記符地址來表示目的地，那麼使用的軟體必須能夠將地址轉化為IP地址，然後才能傳輸訊息；

域名伺服器：他是可以向客戶端提供地址解析服務的目錄；域名伺服器共同作為因特網範圍內的目錄系統，稱為域名系統

因此，如果一臺計算機可以通過助記域名連線，那麼這個域名必須存在於域名系統內的域名伺服器上。

（6）為了提供電子郵件服務，每個域的本地機構都要在其域內指定一臺計算機，用以處理該域內的電子郵件活動，這臺計算機就被稱為該域的郵件伺服器；通常，為了向域內的使用者提供郵件服務，因特網接入服務提供商都會在其域內建立電子郵件伺服器。當一名使用者在其本地計算機發送郵件後，郵件首先會傳送到使用者的郵件伺服器上，然後郵件伺服器將郵件轉發到目的地郵件伺服器上，目的地郵件伺服器一直儲存郵件，知道收件人聯絡郵件伺服器並請求檢視收到的郵件。

（7）郵件傳輸遵循的協議時簡單郵件傳輸協議SMTP

（8）傳輸檔案的一種方法是作為附件附在電子郵件中，另一種方法就是利用檔案傳輸協議FTP：File Transfer Protocol，它是一種在因特網上傳輸檔案的客戶機/伺服器協議，使用FTP傳輸檔案，因特網中一臺計算機的使用者需要使用一個實現FTP的軟體包，然後與另外一塔計算機建立連線。

（9）遠端登入：允許計算機使用者在很遠的距離訪問計算機，使用遠端登入，一個使用者（執行遠端登入客戶端軟體）可以與遠端計算機的遠端登入伺服器取得聯絡，然後遵循那個作業系統的登入步驟獲得那臺計算機的訪問權。

遠端登入在使用之初存在通訊沒有加密的缺點，安全殼(secure shell，SSH)是解決這個問題的一個遠端登入候選方法，而且迅速代替了遠端登入。

SSH的特徵是：他在 傳輸中的資料提供了加密，以及驗證，驗證中是確定通訊的兩臺計算機的身份。

（10）超文字：最初指的是包含指向其他文件的連結的文字文件；該連結稱為超連結

使用者通過它計算機裡的瀏覽器獲得對超文字文件的訪問權，充當客戶端的瀏覽器通過向遍佈因特網上的全球資訊網伺服器提出請求服務而訪問那些文件，超文字文件通常是使用稱為超文字傳輸協議HTTP在瀏覽器與全球資訊網伺服器之間傳輸。

為了全球資訊網上的定位及檢索文件，每個文件都被賦予了唯一的地址，稱為統一資源定位符URL：uniform resource locator

每個URL都包含瀏覽器要連線到正確的伺服器以及請求希望的文件所需要的資訊，因此，為了瀏覽網頁，人麼要首先提供給瀏覽器所需要文件的URL，然後要求瀏覽器區檢索和顯示該文件。

典型的URL包含4段：與伺服器進行通訊並控制文件的存取協議，伺服器所在機器的助記地址，目錄路徑提供伺服器找到存放該文件的目錄，以及該文件的名字。

（11）HTML：超文字文件區別於傳統文字文件：超文字文件還包含稱為標記的專用符號，用於表示該文件應該如何呈現在顯示器上和該文件還需要什麼多媒體資源，以及該文件的哪些項連線到其他文件上。這個標記的 系統稱為超文字標記語言（Hypertext Markup Language，HMTL）

XML：可擴充套件標記語言，eXtensible Markup Language，是一種標準化的文體，用於設計將資料表示為文字檔案的符號系統。

HTML是一種基於XML標準，為表示網頁而開發的標記語言，實際上HTML的原始版本在XML標準鞏固之前就已經開發出來了，因此HTML的一些特徵不是很嚴格的遵守XML。

（12）因特網的層次是四層：應用層、傳輸層、網路層、鏈路層。

確定應用層哪個單元接受到來的報文是傳輸層的一個重要任務，這個任務由為每個單元分配 的唯一埠號來控制，傳輸層在報文開始他的傳輸旅程之前要把適當的埠號附加到報文地址上。一旦目的地的傳輸層收到報文，它只將報文交給指定埠號上的應用層軟體。

OSI:Open System Interconnection 開放系統互連參考模型。

OSI標準時基於7層結構，因為它代表國際組織的權威，所以經常被引用，但是它已經很難取代4層結構的觀點，這主要是因為4層結構在OSI模型指定之前已經成為因特網的事實標準。

TCP/IP協議簇是因特網所使用的協議的集合，這個協議集用來實現因特網的4層通訊層次結構。

傳輸控制協議TCP和網際協議IP只是這個龐大集合中兩個協議的名字。

更確切的會所，TCP只是定義了傳輸層的一個版本，TCP/IP協議簇不只是提供一個傳輸層的實現方式，另一個版本是使用者資料報協議UDP

TCP和UDP之間有一些區別：
一是TCP協議時面向連線的協議，基於TCP的傳輸層在傳送報文之前建立一個連線，而UDP協議時無連線的，基於UDP的傳輸層在傳送報文之前不用建立這樣的連線。

二是TCP通過確認和分組重發確保所有片段成功傳輸，因此TCP是可靠的協議，UDP不提供重發服務，是不可靠的協議

三是TCP提供流量控制flow control和擁塞控制congestion control

流量控制：報文源點的TCP傳輸層能降低它傳送資料段的速率，防止TCP傳送方向網路傳入大量的突發資料造成網路阻塞

擁塞控制：報文源點的TCP傳輸層能調整它的傳送速率，緩和它與報文目的地之間的擁塞。

報文的IP層資料頭中含有跳數或者生存時間，跳數限制了資料包向前轉發的次數，IP層每次向前轉發一個數據包，該資料包的跳數減1，這樣以免資料包在系統內無休止的迴圈，

（13）代理伺服器：它作為客戶機和伺服器之間的媒介，其目標是保護客戶機遮蔽來自伺服器的不利行為，如果不適用代理伺服器，客戶機就直接與伺服器通訊，這就意味著伺服器有機會獲得客戶機的一定數量的資訊，時間長了，該伺服器就能收集大量關於內聯網內部結構的資訊，而這些資訊有可能用於破壞。

使用代理伺服器，客戶機實際連線的是代理伺服器，代理伺服器扮演了客戶機的角色與實際的伺服器相連，代理伺服器實際扮演了實際客戶機與實際伺服器之間媒介的角色，來回的中轉報文。

這種設定的好處之一：實際的伺服器沒法知道，代理伺服器不是真的客戶機，事實上，他永遠不會意識到實際的客戶機的存在

好處之二：代理伺服器能夠過濾所有伺服器發往客戶機的報文的作用。

（14）公鑰加密：在這個加密系統中，可以知道是如何對報文進行加密的，但是不允許知道如何對報文進行解密。

公鑰加密系統涉及到兩個稱為金鑰的值的使用，一個金鑰稱為公鑰，用來對報文進行加密，另一個金鑰稱為私鑰，用來對報文進行解密。

為了使用這個系統，首先將公鑰分發給那些需要向某個目的地傳送報文的一方，二私鑰則在這個目的端儲存。於是，初始報文可以用公鑰進行加密，然後將報文送往目的地，即使在這期間，報文被也知道公鑰的人截獲，還能保證它的內容是安全的，事實上，唯一能對報文進行解密的是在報文目的地持有私鑰的那一方。

需要保證的是：所用公鑰事實上對目的地一方而言是一個正確的金鑰。

同時將公鑰關聯到正確的另一方的任務很重要：解決這個問題的辦法就是建立一個可信任的因特網站點，稱之為認證機構，其任務是維護相關方的準確列表以及他們的公鑰。於是，這些起著伺服器作用的認證機構為他們的客戶提供了可靠的公鑰資訊，這些資訊是用稱為證書的軟體包的形式表示的。

證書是一個軟體包，它包含有關方的姓名和該方的公鑰。

如果報文的作者實際上是他們聲稱的一方，這裡關鍵就是：在有些公鑰加密系統中，加密公鑰和解密金鑰的作用可以轉換，即原文可以由私鑰來加密，並且由於只有一方可以訪問真個金鑰，因此這樣加密的任何原文必須是從那一方產生而來的；在這種方式下，私鑰的持有者就能產生一個位模式，稱之為數字簽名，只有那一方才知道是怎麼產生的。通過對報文附加這樣的簽名，傳送者就能對報文做可以信任的標籤。

五、演算法

1、原語：電腦科學解決某些問題的途徑是建立一組嚴格定義的構建塊，利用他們來構建演算法的表示，這些構建塊稱作原語。、

原語的集合以及說明如何組合這些原語來表示比較複雜的想法的規則集合就構成了一種程式設計語言。

2、虛擬碼是一種在演算法開發過程中非正式表達思想的符號系統。

3、迭代結構：在這種結構中，一組指令以迴圈的方式重複執行。

4、演算法的有效性和正確性

六、程式設計語言

1、程式設計範型：

命令型範型：開發一個命令序列，遵照這個序列，對資料進行操作以產生所期望的結果。

說明性範型：要求程式設計師描述要解決的問題，而不是解決該問題的演算法。

函式型範型：接受輸入和產生輸出的實體。

面向物件範型：一個軟體系統被看做是物件的集合，每一個物件都能夠執行與自己相關的以及其他物件請求的動作，總之，這些物件之間的互動可以很方便的解決問題。

2、面向物件設計

物件：

類：物件的屬性

物件稱為是類的例項。

3、程式一般由3類語句構成：

宣告語句：定義了在程式中使用的需要自定義的術語

命令語句：描述了潛在演算法裡的步驟

註釋：通過人性化的語言解釋一個複雜的程式

4、過載：一個運算子的多種用法

5、過程是實現一個任務的一組指令的集合，它能夠作為其他程式單元使用的抽象工具。

呼叫：將控制權轉移給過程的步驟

呼叫單元：請求過程執行的程式單元

過程內部使用的變數稱為區域性變數，不限定某個過程使用的變數稱為全域性變數

過程內部使用的通用項稱為引數，即形參

在過程呼叫中，賦給形參的值稱為實參

6、翻譯：將程式從一種語言轉換到另一種語言的過程

源程式：原始形式的程式

目標程式：翻譯後的版本

翻譯過程包括3部分的工作：詞法分析、語法分析、程式碼生成

完成這三部的相應單元分別是詞法分析器、語法分析器、程式碼生成器

7、類是一組物件的模板

面向物件允許一個類通過稱為繼承的方法包含其他類的屬性

封裝是指限制對一個物件內部屬性的訪問，說一個物件的特定屬性石封裝的，意味著就只有物件自己才可以訪問他們。

被封裝的屬性稱為私有屬性、而可以從物件外部訪問到的屬性稱為公有屬性。

七、軟體工程

1、整合開發環境：IDE，把軟體開發工具諸如編輯器、編譯器、除錯工具等組合到單個整合的程式包中，有些還提供了視覺化程式設計特性，其中 程式是被在計算機上顯示為表示構件塊的圖示視覺化的構造。

2、傳統的開發階段：

（1）需求分析

其主要目標是確定預期系統要提供的服務、這些服務執行條件，以及定義外界與系統的互動方式

需求被記錄在軟體需求規格說明文件中，從某種意義上來說，這個文件是涉及到各個方面的之間達成的書面確認。

（2）設計

為預期系統的構建提供一個解決方案

（3）實現

實現階段涉及程式的具體編寫、資料檔案的建立和資料庫的開發。

（4）測試

測試本質上是除錯程式和確認最終的軟體產品是否與軟體需求規格說明書相一致的過程。

3、軟體工程方法

（1）瀑布模型

強調以一個嚴格的順序，按照需求分析、設計、實現和測試階段進行，理由是，在大型軟體中，允許作出隨意變更會冒太大的風險，結果軟體工程師堅持：完全按照順序來

（2）增量模型

依據這個模型，所需的軟體系統以一種漸進的模式來構建，即軟體產品先是以功能有限的簡化版本出現，一旦這個版本的系統通過測試或者經未來使用者的評估，更過的功能就以遞增的方式加到系統中來，然後在測試，直到整個系統全部完成。

（3）迭代模型

增量模型使用擴充套件產品的每個前期版本到更大版本的概念，二迭代模型則使用重建每個版本的概念，實際，增量模型通常會包含一個迭代過程，而迭代過程通常導致增量結果。

（4）增量模型和迭代模型反映出軟體開發採用原型開發，即將預期系統先做成一個非完整版本，稱之為原型，並加以評估。

在增量模型中，將這些原型發展為一個最終的完整系統，將這樣一個過程稱為演化式原型開發。

在另外一些模型中，原型可能會拋棄不用，以使得最後設計有全新的實現，這種方式稱為拋棄式原型開發。快速原型開發通常屬於拋棄式原型開發這個範疇。

由瀑布模型轉化而來的最顯著的方法就是被稱為敏捷方法的方法學集合，他們都建議在增量的基礎上的早期和快速實現，以響應需求變更，降低嚴格需求規格說明和設計的重要性。

敏捷方法的一個例子就是極限程式設計。

（5）模組化

就是把軟體分割成幾個易於處理的單元，通常稱為模組，每個模組僅僅承擔整個軟體的一部分功能。

方法：

結構圖

模組之間的了聯絡稱為耦合

一種是控制耦合：出現在一個模組傳遞控制資訊控制另外一個模組執行時

一種資料耦合：模組間的資料共享

（6）內聚

模組間的耦合應最小化，每個模組內部繫結程度應該最大化

內聚就用來表示這種內部繫結

一種是邏輯內聚：內聚度較弱的內聚形式

一種功能內聚：內聚度較強

（7）統一的建模語言UML：Unified Modeling Language

用例圖：用大的矩形框來描述預期系統，在這個矩形框中，系統與其使用者之間的互動為用例。用例圖是從預期系統的外部來觀察系統的。

類圖：用來表示類的結構和類之間的聯絡

類圖代表的程式設計中的靜態特徵，不能表示程式在執行過程中發生的事件序列。

互動圖是一種序列圖，它描述了完成任務所涉及的個體間的通訊。

3、軟體測試

帕累托法則：儘量多測試確定容易出錯的模組，對他們進行徹底的測試，就可以發現系統更多的錯誤。

黑盒測試：不依賴對軟體內部構成的理解

黑盒測試的一種方法是稱為邊界值分析的技術，它由表明資料範圍的等價類構成，其中要確定軟體規格說明的邊界點，並在這些邊界點上測試軟體。

另一種測試是β測試：在最終版本發行之前，先將初步版本發給願意學習的人試用，通過試用來測試。

白盒測試：依賴於對軟體內部構成的理解

九、資料庫

1、資料庫是一種多維的資料抽象；之所以說是多維的，是因為在這種集合中，通過資料項間的內部連結，資訊可以從不同的角度來獲取；傳統的檔案系統，有時也稱平面檔案，是一種一維的檔案系統，因為它只從一種觀點來展示資訊；

2、通常資料庫都依賴所謂的模式和子模式。

模式是整個資料庫結構的一個描述，資料庫軟體用它來維護整個資料庫；

子模式只是與特定使用者需求相關的那部分資料庫的一個描述。

3、典型的資料庫分層兩個主要的層：應用層和資料庫管理層

應用軟體並不直接操縱資料庫，而是由資料庫管理系統軟體來完成。

應用軟體與資料庫管理系統分離的好處：

（1）允許構建和使用抽象工具，資料庫實際如何存放資料這樣一個細節被資料庫管理系統遮蔽，那應用軟體的設計就可以大大簡化；

（2）這樣的結構提供了對資料庫訪問進行控制的一種手段；這樣DBMS就能實施由不同子模式確定的限制。

（3）為了獲得資料獨立性，即改變資料庫組織本身而不改變應用軟體能力。

4、資料庫模型

（1）關係模型：用矩形表格存放資料，類似於電子製表程式顯示資訊的 格式。

關係中的一行稱為一個元組，列稱為屬性

5、傳統的檔案結構

（1）順序檔案：從頭到尾都是以順序的方式進行訪問的，好像檔案中的資訊都排成一行。這種檔案的例子有音訊檔案、視訊檔案、包含程式的檔案和包含文字文件的檔案。

順序檔案處理中的一個固有問題就是必須要檢測何時到達檔案的末尾，通常我們把順序檔案的末尾稱之為檔案結束EOF，有許多方法可以用來標識EOF，一種方法是在檔案的末尾放置一個專用的標記，稱為哨兵；另一種方法就是利用作業系統的目錄系統中的資訊來確定一個檔案的EOF，也就是說，由於作業系統知道哪個扇區包含有此檔案，它也就知道這個檔案什麼地方結束。

（2）索引檔案：使用檔案索引，這種方式與書本里的索引定位主題在書中位置的方式非常一致，這樣一種檔案系統稱之為索引檔案；

檔案的索引包含存放在該檔案中的見的列表和指示包含每個鍵的記錄存放位置的項；這樣一來，為了找到某個記錄，首先需要在索引中找到指定的鍵，然後再讀取存放在與該鍵相關聯的資訊塊。

（3）雜湊檔案：資料儲存空間被分成幾個區，稱為儲存桶，每個桶能放幾條記錄，根據一個將鍵的值轉換為桶號的演算法，可以將記錄分散存放在這些桶中，這裡，將鍵的值轉換為桶號的演算法稱為雜湊函式。因此要檢索一條已經置於這種儲存結構中的記錄，首先要把雜湊函式作用於該條記錄的識別符號，以確定相應的桶，然後檢索桶中內容，最後從檢索的資料中查詢所需要的記錄。

雜湊不僅能用於從海量儲存器中檢索資料，也是從存放在主存的大資料塊中檢索資料項的一種方法。

當雜湊用在海量儲存器中的儲存結構時，其結果稱為雜湊檔案；

當雜湊用在主存中的儲存結構時，其結果通常稱為散列表；

只要記錄的數目與檔案中總的記錄容量之比即負載因子保持在50%之下，那麼雜湊檔案就會表現良好的效能；但是負載因子超過75%，系統的效能就會降低；

所以，通過雜湊系統來獲得記錄檢索的高效率是需要花費一定代價的。

6、資料探勘

（1）資料探勘活動與傳統的資料庫查詢不同，原因在於資料探勘所做的工作是尋找確定以前未知的模式，而傳統資料庫需要做的只是檢索已經儲存好了的事實。

此外，資料探勘操作的是靜態的資料集合，稱為資料倉庫，而不是經常要更新的聯機執行的資料庫。

（2）資料探勘有兩種常見的形式：型別描述和型別識別

型別描述是用來確定一組資料項的屬性，

型別識別是區分兩組資料項的屬性。

資料探勘的另外一種形式是聚類分析：聚類分析試圖找到那些引導發現組群的資料項的特性。

資料探勘還有一種形式：關聯分析：他是尋找資料組之間的聯絡。

孤立點分析：試圖識別出不符合規則的資料項，用於確定資料集中的錯誤

序列模式分析：試圖確定隨時間變化的行為模式。

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2013年2月4日更新

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十：計算機圖形學

1、計算機圖形學愈來愈多的被用來指一個稱之為3D圖形學的特定領域；

2、處理平面二維圖形和影象的操作有兩個相關領域：一個是2D圖形學，一個是影象處理

二者的區別是：2D圖形學著重於把二維圖形轉化為畫素模式，產生影象；而影象處理著重分析影象中的畫素，進行模式識別，以達到增強或理解影象的目的。

簡言之，就是2D圖形學處理生成影象，而影象處理分析影象。

3、3D圖形學：將三維圖形轉化為影象，過程是：建造三維場景的模型，然後模擬照相的過程，產生這些場景的影象；

使用3D圖形建立影象要經歷兩個不同的步驟：

一是建立、編碼、儲存以及操作被拍攝出來的場景；

另一個是生成影象的過程；前者是創造性、藝術的過程；而後者則是以計算為主的過程。

4、建立3D圖形的過程

（1）建模

與傳統電影產業中的設計和構造一個場景類似，不同之處在於3D圖形場景是用資料結構和演算法構造的，所以構造出來的場景永遠不存在；

（2）渲染

通過計算場景中的物體如何顯示在由特定位置的相機拍攝的照片中，來生成場景的二維影象，即渲染；渲染的概念是運用解析幾何，來計算場景中的物體到一個稱為投影平面的面上會形成的投影，這種方式與相機將場景投影到膠捲上的方式類似，這種投影稱為透視投影；在這種投影方式下，所有的目標都沿著一條稱為投影線的直線向前延伸，這條直線是從一個投影中心或者視點的公共點延伸出來的；這與平行投影不同，顧名思義，平行投影線是平行的，透視投影產生的投影類似於人類眼睛所看到的，而平行投影產生的是物體“真正”的剖面。

用來定義最終影象邊界的投影平面，其中受限的部分稱為影象視窗。它對應於顯示在大多數相機取景器上的矩形，指明潛在影象的邊界；實際上，大多數相機的取景器允許使用者看到相機投影平面上更大的區域，而不僅僅是影象視窗；

一旦投影到影象視窗的場景確定，就可以計算出最終影象上每個畫素點的顯示情況，這種逐個畫素的計算過程可能會很複雜，因為他需要確定場景中的物體如何與光線融合。

（3）顯示

當確定每個畫素的顯示方式後，結果被集中的表示成影象的點陣圖，並存儲在稱為幀緩衝區的儲存區中，這個緩衝區可能是主存中的一個區域，或當有專門處理圖形應用的硬體時，他可能是專用儲存電路中的一個快。

最後，儲存在幀緩衝區的影象或者為了觀看而顯示，或者為以後的顯示而傳送給更永久的儲存器。如果生成的影象將用於電影畫面，那他可能在最終顯示前被儲存或者甚至是被修改。

5、建模

在計算機圖形學中，佈景稱為場景，道具稱為物體。3D圖形場景是虛擬的，因為組成它的物體是由數字化模型構建而成的，並不是實際的物理結構。

（1）單個物體的建模

形狀：

在3D圖形物體的形狀通常描述成稱為平面片的小平面的集合，其中每一個都是一個多邊形；這些多邊形形成了多邊形網格，它近似於被描述的物體形狀，通過使用小平面片，近似可以達到所需要的精確度。

多邊形網格中的平面片通常選擇為三角形，因為每個三角形能用它的3個定見來表示，這個在三維空間中確定一個平面所需的最少點的數目；在任何情況下，多邊形網格都表示成這些平面片定點的集合。

分型：是Hausdorff維度大於其拓撲維度的幾何物體，直觀上講，這意味著物體是通過低緯度物體的副本打包形成的。

分形在3D圖形領域經常是程式化模型的主幹；實際上，他們已經被用來生成逼真的山脈、蔬菜、雲和煙等影象。

另一種構建程式化模型方法是將物體的基礎結構模擬為一個大的粒子集合，這種模型稱為粒子系統，粒子系統通常會應用某些預定義的規則去移動系統中的粒子，來生成所需的形狀。

程式化模型的輸出通常是近似於物體形狀的多邊形網格。

表面特徵：

僅由多邊形網格構成的模型只捕獲了物體的形狀；

尋求逼真：

（2）整個場景的建模

一個場景中的物體已經得到充分的描述和數字化，他們就被賦予了場景內的位置、大小和方向，將這些資訊集合並連線起來形成一個數據結構，稱為場景圖。

此外，場景圖還包含了與表示光源及相機的特殊物體的連結，其中記錄了相機的位置、方向和焦點等。

6、渲染

渲染決定了當場景圖中的物體投影到投影平面時，將如何顯示。

（1）光-表面互動

反射

折射

（2）裁剪、掃描轉化和隱藏面的消除

現在著重考慮從場景圖生成影象的過程，目前使用的方法正是在大多數互動式視訊遊戲系統中使用的技術；綜合應用這些技術，形成一個效果較好的方法，稱為渲染流水線。

渲染流水線首先確定包含相機能看到的物體的三維場景的區域，這個區域稱為視體，它是角錐內的一個空間，這個角錐是由從投影中心發向影象視窗邊界延伸的直線所定義的。

一旦視體被確定，接下來就不用考慮那些與視體不相交的物體或物體部分了，畢竟，那部分的場景投影將落在影象視窗的外面，因此不會出現在最終的影象中；第一步就是去除完全在視體外面的物體。

確定和去除那些與視體不相交的物體後，剩餘的物體通過稱為裁剪的操作加以整理，它實際上就是去掉每個物體處在視體外面的部分。

渲染流水線的下一步是確定剩餘平面片的點；這些點與最終影象中的畫素位置相對應，只有這些點將會對最終影象產生影響，認識到這一點是很重要的。

把畫素位置與場景中的點相關聯的過程稱為掃描轉換，因為它涉及到把面片轉化為水平的一行畫素點，稱為掃描線或光柵化，因為一組畫素稱為光柵。

掃描轉換時從投影中心出發穿過影象視窗彙總的每個畫素的射線來完成的，然後找到這些投影線與平面片的焦點，最後，更具這些焦點我們得到物體在影象上的顯示；實際上，這些點在最終影象上是基於畫素顯示的。

識別和去除場景中被遮擋的點的處理稱為隱藏面消除。

隱藏面消除的一個具體方法是使用後面消除法，也就是不考慮那些在多邊形網格中表示物體後面的面片。

解決“前景/後景”問題的一個簡單辦法就是畫家演算法：就是根據相機到物體的距離，在場景中一次放置物體，然後先掃描轉換最遠的物體，允許較近的物體的掃描轉換結果覆蓋先前的任何結果。

對於前景/後景問題的更徹底的解決方案是集中考慮單個畫素，而不是整個場景。一種常用的技術就是使用一個稱為Z緩衝區的額外儲存區域，它包含影象中每個畫素的通道。

（3）著色

一旦掃描轉換已經確定了要顯示在最終影象中的平面片上的點之後，渲染任務就變成了決定這些點的顯示方式的處理。這個過程稱為著色。

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2013年2月5日更新

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十一、人工智慧

1、圖靈測試：允許一個人與一個測試物件通過一個打字機系統進行通訊，而沒有告知詢問者測試物件究竟是一個人還是一臺機器，在這環境中，如果詢問者沒能夠把一臺機器與一個人區分開來，可以宣稱這臺機器的行為是智慧的。

2、理解影象的任務通常採取兩步進行處理：

（1）影象處理：指標識影象的特徵

（2）影象分析：指對這些特徵代表什麼意思的理解過程。

影象處理的研究主題包括

（1）輪廓增強：使用數學技術使影象中區域間的邊界線變得更清晰。

（2）濾波：使影象中存在的錯誤不會混淆其他影象處理步驟，即去除影象中缺陷的過程，但是太多的濾波會導致重要資訊的丟失。

影象分析是確定這些特徵代表什麼，一個方法是開始假定一個影象大概是什麼，然後嘗試把影象中的成分與那些猜測的物件相聯絡。

3、語言處理

理解語言是感知問題的另一個已證明的具有挑戰性的問題。要弄明白一種自然語言中的一個句子的意思需要幾個層次的分析：

（1）第一層是語法分析，其主要成分是語法分析。

（2）第二層是語義分析。語法分析僅標識每個詞法上的作用，與語法分析不同，語義分析擔負的任務是標識句子中的每個詞在語義上的作用。

（3）第三層上下文分析。

4、自然語言處理的另一個研究領域關係到整個文件，而不是單個句子。

這裡涉及到的問題分為兩類：資訊檢索和資訊提取。

資訊檢索的任務是標識與手頭論題有關的文件；

資訊提取是指從文件中提取資訊這樣的任務，並採用一種形式以方便用於其他應用程式。

5、推理

有一大類推理問題具有共性，這些共性被孤立在一個抽象的實體中，該實體稱為產生式系統，這種系統由三個主要部分組成：

（1）狀態集合：開始狀態、目標狀態

（2）產生式集合：產生式是指能在應用環境中執行的一個操作，並使系統從一個狀態轉移到另一個狀態。

（3）控制系統：是由解決問題使其從開始狀態到目標狀態的邏輯組成的。

6、搜尋樹

在產生式系統的環境中，控制系統的工作涉及到搜尋狀態圖，找出從開始節點到目的節點的一條路徑。

這種策略的結果實際上是建立一個樹，稱作搜尋樹，它由被控制系統分析後得到的部分狀態圖構成。

7、啟發

改變搜尋構建的次序：不用廣度優先的方式，而採用最佳優先結構，在搜尋中被選中的垂直路徑是看起來能提供最好潛能的。

對於一個目標來說，我們需要一個方法來鑑別幾個狀態中哪一個看上去是最有希望的：我們的方法是採用啟發，這是每個狀態賦予的一個量化值，用來衡量這個狀態與最近目標之間的距離。

一個啟發值應具備兩個特徵：

第一個，如果達到相應的狀態，它必須包含一個在所關聯的狀態到達後離最終解決還剩餘工作量的合理估計。

第二個，啟發值應容易計算。

8、人工資能的另外兩個主題：知識處理和學習。

學習：

第一層是模仿

第二層是監督學習

第三層是強化學習

與開發單一智慧體的學習技術相對應，另外一種對學習進行研究的方向是開發一種智慧體的後代能夠通過進化過程來學習的技術。這個領域成為遺傳演算法，它搜尋如何把自然進化理論用在智慧體的開發上，其目標是通過應用適者生存法則設計問題的解決方法。

9、人工神經網路

（1）處理單元：人工神經網路由許多單個的處理器以模仿活的生物體神經元網路的方式構成，這些處理器稱為處理單元。

人工神經網路的一個處理單元是模仿對生物神經元這種基本瞭解的一個簡單裝置，根據其有效輸入是否超過了一個給定的值（即閾值）產生0或1作為輸出。

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2013年2月6日更新

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