计算机组成原理、计算机操作系统、计算机网络

计算机组成原理、计算机操作系统、计算机网络

一、计算机发展简史

1.1计算机的四个发展阶段

第一阶段电子管计算机：
1. 集成度小,占用空间大
2. 功耗高,运行速度慢
3. 操作复杂,更换程序需要接线

第二阶段晶体管计算机：
1. 集成度相对较高,空间占用相对小
2. 功耗相对较低,运行速度较快
3. 相对简单,交互更加方便

第三阶段集成电路计算机：
1. 计算机变得更小
2. 功耗变得更低
3. 计算机速度变的更快

第四阶段超大规模集成电路计算机：
1. 一个芯片集成了上百万的晶体管
2. 速度更快,体积更小,价格更低,更能被大众接受
3. 用途丰富：文本处理,表格处理,高交互的游戏与应用

1.2微型计算机的发展历史

1.3计算机的体系与结构

冯诺依曼体系与现代计算机的结构

1.4计算机的层次与编程语言

硬件逻辑层

• 们、触发器等逻辑电路组成
• 属于电子工程领域

微程序机器层

• 编程语言是微指令集
• 微指令所组成的微程序直接交由硬件执行

传统机器层

• 编程语言是CPU指令集（机器指令）
• 编程语言和硬件是直接相关
• 不同架构的CPU使用不同的CPU指令集

操作系统层

• 向上提供了简易的操作界面
• 向下对接了指令系统，管理硬件资源
• 操作系统层是在软件和硬件之间的适配层

汇编语言层

• 编程语言是汇编语言
• 汇编语言可以翻译成可直接执行的机器语言
• 完成翻译的过程的程序就是汇编语言

高级语言层

• 编程语言为广大程序员所接受的高级语言
• 高级语言的类别非常多，由几百种
• 常见的高级语言由：Python、Java、C/C++、Golang等

应用层

• 满足计算机针对某种用途而专门设计
  eg： Word、Excel、PPT

1.5计算机的计算单位

容量单位

• 在物理层面，高低电平记录信息
• 理论只认识0/1两种状态
  0/1称为bit（比特位）
• 字节：1Byte=8bits
  

网络速度

网络常用单位为（Mbps）
100M/s = 100Mbps = 100Mbit/s
100Mbit/s = (100/8)MB/s = 12. 5MB/s

CPU速度

• CPU的速度一般体现为CPU的时钟频率
• CPU的时钟频率的单位一般是赫兹（Hz）
• 主流CPU的时钟频率都在2GHz以上
• Hz就是秒分之一
• 并不是描述计算机领域所有的单位
  Hz：它是每秒中的周期性变动重复次数的计量

1.6 计算机的字符与编码集

字符编码集的历史

ASCII码:

• 使用7个bits就可以完全表示ASCII码
• 包含95个可打印字符
• 33个不可打印字符（包括控制字符）

中文编码集