计算机基础知识
计算思维与计算模型
计算思维以设计与构造为特征，又称构造思维。它是科学思维的一种，与理论思维、实验思维一起构成了人类的三大思维体系。
计算思维强调一切皆可计算，利用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类行为的涵盖了计算机科学之广度的一系列思维活动。其本质是抽象和自动化，通过一种抽象和分解的方式，把一批庞杂的问题，重新阐述成人们知道如何解决的问题。
计算模型是刻画计算这一概念的一种抽象的形式系统或数学系统。
冯诺依曼设计思想
1、计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大基础部分组成。
2、计算机内部应该采用二进制来表示指令和数据。
3、程序和数据存放在存储器中，计算机一旦启动，应该在不需人为干预的情况下，自动逐条读取指令并执行任务。
冯诺依曼基础部件的功能
1、运算器是实现数据处理的部件，用于各种运算处理。
2、控制器是实现程序控制的部件，用于实现对整个程序过程的协调控制。
3、存储器是实现数据存储的部件，用于存放数据以及各种程序。
4、输入设备是实现与外部数据传送的部件，用于程序和数据的输入。
5、输出设备是实现与外部数据传送的部件，用于运算结果的输出。
存储器（Memory）
1、主存/内存
主存储器是计算机的内部存储器，主要用于存放正在执行中的程序和数据。
主要由DRAM（动态随机存储器 Dynamic Random Access Memory）组成，也有一小部分的ROM（Read-Only memory），主存容量有限，并且不会长时间的储存，一经断电就会刷新存储单元，导致数据丢失。
2、外部存储器
硬盘、光盘、U盘、磁带、移动硬盘等都属于外部存储器的范畴，用于存放需要长时间保存以及不经常使用的程序和数据，并且一般情况下，容量比内存容量要大上许多。
3、高速缓冲存储器（cache）
一般情况下，cache的容量仅有内存的几百分之一，但其读写速率却是可以与中央处理器相匹配，从而用作中央处理器与主存之间的沟通桥梁，而其本身又分为两部分一级cache与二级cache，一级cache在CPU的内部，由双极性RAM构成，二级cache在CPU的外部，由静态RAM构成。
4、存储技术
- CPU访问频率从左往右依次减少
- 存储容量从左往右依次增大
- 存取速度从左往右依次降低
- 单位价格从左往右依次降低
进制表示
进位计数制的三个要素为数位，基数，位权。
数位是指数码在一个数中的位置；一种进制中，只能使用一组固定的数字来表示数目的大小，具体使用多少个数字符号来表示数目的大小就是基数；位权是指在一种进位计数制中，每个数位上的数码所代表的数值的大小等于这个数位上的数码乘以一个固定的数值，这个数值就是位权。
数制转换
1、将任意进制转换为十进制
如果一个数N以R进制表示为：
则：
2、将十进制转换为其他进制
将数据的整数与小数部分分开处理。整数部分采取除基数取余法，后居高位；小数部分采取乘基数取整法，前居高位。
区位码、国标码、机内码
- 区位码是将汉字所有在案的记录分为94*94的区域存储，然后将每个汉字存放于一个存储空间当中，所以相当于94*94的二维数组进行存放汉字，数组的行坐标称之为区，数组的列坐标称之为位，两个合起来称之为区位码。区位码与国标码都是由两个字节进行存储，高字节表示区的编码，低字节表示位的编码。
- 国标码是用于进行国际字符交换的编码，它是由区位码的编码分别加上32（D）或者20（H）得到。
- 机内码为了避免与ASCII码冲突，就将国标码的首字节由0转化为1，也就是加上128得到。
总线
微机的总线结构
总线由一组导线、相关的控制和驱动电路组成，通常被视为一个独立的部件，构成总线的每一根导线上每次传送一个字位的数据，同时传送数据的位数成为总线的宽度。总线按照功能进行划分可以分为数据总线，地址总线以及控制总线。
1、数据总线（Data bus）
由多根导线组成，用于计算机的数据（数据和指令）传输，双向传送。数据总线的宽度（位数）取决于CPU与内存以及输入输出设备之间一次传输的信息量大小，并且数据总线中的导线数量取决于微机系统的字长：64位机需要64条导线进行一次性传送。
2、地址总线（address bus）
由多根导线组成，用于传送CPU发出的地址信息（与CPU交换信息的内存单元或I/O设备的地址），单向传送。地址总线的线数取决于内存的大小，例如内存为4GB（2的32次幂）则一次需要传送32位的地址数据，需要32根线。
3、控制总线（control bus）
由多根导线组成，用来传送控制信号，时序信号和状态信息，控制总线的每一根线都是单向的，但是总体来看却是双向的，控制总线的线数取决于CPU控制命令的总数，定义2的N次方条命令就需要N条线。
I/O接口
I/O接口是主机和外设之间进行数据交换的逻辑部件，通常情况下，I/O接口的内部由两部分组成，一部分负责和计算机系统总线的连接，另一部分负责与外设的连接。它的主要功能是信号变换、数据缓存以及联络控制。
small tips
世界上公认的第一台电子计算机的名称为ENIAC。
“裸机”是指不安装任何软件的计算机。
图灵机由一个控制器，一条可以向右无限延伸的带子和一个在带子上左右移动的读写头组成。
计算机软件
计算机软件是指计算机系统中的程序，数据以及相关文档。
软件是用户与硬件系统之间的接口界面，也就是说用户通过软件与计算机进行交流。
- 软件分类
计算机软件一般分为两类：系统软件和应用软件。
系统软件是为了释放硬件潜能、协助计算机执行基本的操作任务而配备的软件，负责管理监控以及维护系统资源，常见的系统软件有操作系统、语言处理程序、数据库管理系统、程序设计语言、设备驱动程序、监控管理程序、故障诊断、调试程序、编辑程序等
应用软件是为了解决某个应用领域中的具体问题，协助人们完成一项任务而编制的软件，常见的应用软件有字处理软件，图像处理软件、数值分析软件等等
- 操作系统（operating system OS）
操作系统是指控制和管理计算机软硬件资源，合理的组织工作流程，以方便用户充分有效的使用这些资源的程序集合。操作系统处于计算机系统的中间位置，上层是用户（包括应用程序和实用程序的软件资源），下层是硬件资源。
操作系统的主要任务是：
- 通过对系统软硬件资源进行合理的调度、分配以及回收，改善资源共享以及程序并发执行的程度。
- 通过创建良好的工作环境，提供方便友好的用户界面。
- 为软件的开发与应用提供运行环境。
进程与线程这里不详细介绍，但是要知道进程是系统中拥有资源的基本单位，而线程是调度的基本单位。除了少量必不可少的资源之外，线程不会拥有资源，但是其可以访问其隶属进程的资源。
win7文件管理
文件名的命名格式是 文件主名.扩展名，其中文件主名用于标识一个文件，扩展名用于标识文件的类型，当然扩展名也可以根据需要而省略。
文件属性
- 存档属性（Archive）：一般用户文件或归档文件，可以由用户进行修改。
- 只读属性（Read-Only）：用户可以读取但是不能修改。
- 隐藏属性（Hidden）：文件以及文件夹皆可以被隐藏。
- 系统属性（System）：系统文件，由系统自主创建，用户不建议直接对这类文件进行操作。
文件夹则可以设置只读、隐藏、共享属性。
计算机网络
从使用者的角度来看，计算机网络就是通过通信设备和线路，将处于不同地理位置的具有独立功能的一些计算机相连，再配以网络软件（包括网络协议、网络操作系统等）进而实现信息交流、网络共享的系统。
计算机网络的组成：通信子网+资源子网
- 资源子网：由主机、终端、相关应用软件以及信息资源组成，主要用于资源共享和网络应用；
- 通信子网：由传输介质、通信处理机、交换机以及通信协议等组成，主要用于网络中主机间数据的传递。
计算机网络的分类
1、按照网络带宽进行分类：可以分为低速/中速/高速网络，其分界线以0-10Mb/s为低速，10-100Mb/s为中速，100Mb/s及以上为高速网络作为划分。
2、按照网络覆盖范围进行划分：可以分为局域网/城域网/广域网三类网络
3、按网络数据交换方式进行分类：可以分为电路交换网络/报文交换网络/分组交换网络三类，由数据传输方式进行定义。
4、按照网络拓扑结构进行分类：可以分为逻辑拓扑/物理拓扑两种。物理拓扑是指网络中网络单元的地理分布和互联关系的几何模型化，即用节点代表网络单元，线代表通信线路而构成的几何图形。逻辑拓扑是指网络中信息流动的逻辑关系，与网络的物理外形无关。
开放系统互连参考模型（Open System Interconnection，OSI）
其中“系统，System”是指计算机、终端设备、传输设备、外部设备、操作人员以及相应软件的集合。“开放“是指按照参考模型可以建立任意两系统之间的连接或操作。
OSI七层模型如上图所示，图片来源于网络
OSI模型的数据传输如上图所示，图片来源于百科。
TCP/IP模型
图片来自于百科。
Internet 的接入方式
1、以太网连接
该方式利用比较成熟的以太网技术，采用光缆加双绞线的方式对社区进行综合布线。
2、光纤接入
指的是局域网端与用户之间完全以光纤作为传输媒体的接入方式，光纤到户是为了满足高速宽带业务以及双向宽带业务的客观需要。
3、WIFI（Wireless Fidelity，无线保真）
实质上是一种无线网络通信技术的商业认证品牌，同时也是一种可以将个人电脑，手持设备等终端以无线方式相互连接的技术，其目的为了改善基于IEEE802.11标准的无线网路产品之间的互通性。
4、ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line,非对称数字用户线路)
5、HFC连接（Hybrid Fiber Coaxial，混合光纤同轴电缆网）