计算机科学和信息技术领域中有许多重要的公式和概念,以下是一些常见的计算机基本公式和原理的总结:
1. 二进制与十进制转换
二进制转十进制:
将二进制数的每一位乘以对应的2的幂次,然后相加。
例如:二进制数1011表示为
(十进制)。十进制转二进制:
采用“除以2取余数”的方法,直到商为0,然后将余数倒序排列。
例如:十进制数11转换为二进制:
余1
余1
余0
余1
因此,11(十进制)= 1011(二进制)。
2. 存储容量单位换算
1字节(Byte,B)= 8位(bit)
1千字节(KB)= 1024字节(B)
1兆字节(MB)= 1024千字节(KB)
1吉字节(GB)= 1024兆字节(MB)
1太字节(TB)= 1024吉字节(GB)
1拍字节(PB)= 1024太字节(TB)
1艾字节(EB)= 1024拍字节(PB)
1泽字节(ZB)= 1024艾字节(EB)
1尧字节(YB)= 1024泽字节(ZB)。
3. 存储容量计算
存储容量 = 字节数 × 每个字节的位数
总存储容量 = 单元数 × 每个单元的存储容量(字节)。
4. 数据传输速率
数据传输速率(bps) = 每秒传输的位数(bit)。
带宽(bps) = 数据传输速率,表示单位时间内可以传输的数据量。
5. 时钟频率与周期
时钟频率(Hz) = 1 / 时钟周期(秒)
时钟周期(秒) = 1 / 时钟频率(Hz)。
6. CPU性能公式
CPU性能 = 指令数 / 时间
CPU执行时间 = 指令数 × CPI(每条指令的平均时钟周期数)× 时钟周期
CPI(Clock Per Instruction) = 每条指令所需的平均时钟周期数。
7. 内存地址计算
内存地址数 =
内存容量 = 内存地址数 × 每个地址单元的字节数。
8. 哈夫曼编码
哈夫曼编码是一种基于字符频率的最优前缀编码方法,用于数据压缩。
编码长度 = 。
9. 信息熵(Shannon Entropy)
信息熵公式:
其中, 是符号 出现的概率。
10. 网络相关公式
网络延迟(Latency) = 传输延迟 + 传播延迟 + 处理延迟 + 排队延迟
吞吐量(Throughput) = 总传输数据量 / 总传输时间。
11. 数字图像处理
图像分辨率 = 水平像素数 × 垂直像素数
图像存储容量 = 分辨率 × 每像素位数 / 8(字节)。
12. 布尔代数
基本运算:
与(AND):
或(OR):
非(NOT):
异或(XOR):,当A和B不同时为1,否则为0。
13. 计算机图形学
线性插值(Lerp):
,其中 是插值参数(0 ≤ t ≤ 1)。
14. 计算机网络
TCP/IP协议栈:
应用层:HTTP、FTP、SMTP等
传输层:TCP、UDP
网络层:IP
链路层:以太网、Wi-Fi等。
15. 数据库
关系代数:
选择(σ)、投影(π)、并(∪)、交(∩)、差(-)、连接(⨝)等操作。
16. 算法复杂度
时间复杂度:表示算法运行时间与输入规模的关系,例如 、、、、 等。
空间复杂度:表示算法所需内存空间与输入规模的关系。
这些公式和概念覆盖了计算机科学的多个领域,包括计算机组成、数据结构、网络、操作系统等。如果你对某个具体领域感兴趣,可以进一步深入学习。