计算机导论
计算机导论
- 前言
- 计算机
-
- 计算机发展历史：
- 冯诺依曼体系：（重点哦）
- 计算机的硬件：
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- 主机
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- 中央处理器（CPU）
- 存储器：
- 外部设备
-
- 输入设备：
- 输出设备：
- 计算机性能指标
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- 机器字长
- 数据通路宽度
- 主存容量
- 运算速度
- 计算机中的数据
-
- 二进制
- 二四译码器
- 数制转换
- 机器数：
-
- 原码：
- 反码：
- 补码：
- 计算机软件系统
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- 应用软件：
- 系统软件：
- 操作系统
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- 计算机的启动 ：
- 分类
- 进程：
- 状态：
- 存储器管理
- 程序设计导引
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- 算法特征：
- 数据结构:
- 面向对象程序设计：
-
- 软件生命周期:
- 网络
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- 性质：连通性和共享
- 五层模型：
前言
计算机导论是我们大多数学生在接触计算机领域后上的第一门课程，想着可能存在很多同学会和 廿一 一样，在刚步入大学的时候并没有认认真真的的学习，为了能帮大家弥补一下没有好好听课的遗憾，廿一 特别总结了这门课程，并把它写成文章发布了出来，希望我们大家可以共同努力，好好学习啊~
希望这篇文章可以成为你打开计算机世界的一把钥匙哦~
计算机
首先让我们来对我们的学习伙伴进行一个深入的了解吧！
计算机，俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。——百度百科
用廿一的话来说就是：计算机是一种可以进行数值计算和逻辑计算，并且具有存储记忆功能的电子计算机器！
计算机发展历史：
历史上的计算器
诞生：1946年2月14日，在美国宾夕法尼亚大学，世界上第一台电子数字计算机埃尼阿克ENIAC出世。
电子管计算机时代（1946—1958年）
晶体管计算机时代（1958—1965年）
小、中规模集成电路时代（1965—1970年）
大、超大，甚大、极大规模集成电路时代（1970—今）
冯诺依曼体系：（重点哦）
⑴ 计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成；
⑵ 计算机内部采用二进制来表示指令和数据；
⑶ 将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，程序就可自动执行。可简称为程序存储控制
计算机的硬件：
主机
主机 = 中央处理器 + 主存储器
中央处理器（CPU）
相当于是人的大脑哦！
CPU = 运算器 + 控制器
运算器：运算器的核心是算术逻辑运算部件ALU。运算器中有若干个寄存器（如累加寄存器、暂存器等）。
控制器： 控制器是整个计算机的指挥中心。控制器中主要包括时序控制信号形成部件和一些专用的寄存器。
主机
存储器：
计算机记忆或暂存数据。1个字节常作为识别数据的基本单位，且每个字节均有一个地址。1个字节包括8位，这8个二进制位有2的8次方个可能值
外部设备
输入设备：
常用的有键盘、鼠标、扫描仪等。
输出设备：
常用的有显示器、打印机、绘图仪等。
计算机性能指标
计算机组成原理里边有着重讲这个哦！
机器字长
机器字长是指参与运算的数的基本位数，它是由加法器、寄存器、数据总线的位数决定的。
在计算机中为了更灵活地表达和处理信息，许多计算机又以字节（Byte）为基本单位，一个字节等于8位二进制位（bit）。
数据通路宽度
数据总线一次所能并行传送信息的位数，称为数据通路宽度。
主存容量
一个主存储器所能存储的全部信息量称为主存容量。衡量主存容量单位有两种：
① 字节数。这类计算机称为字节编址的计算机。每1024个字节称为1K字节（210=1K），每1024K字节称为1M字节（220=1M），每1024M字节称为1G字节（230=1G）。
② 字数×字长。这类计算机称为字编址的计算机。如：4096×16表示存储器有4096个存储单元，每个存储单元字长为16位。
运算速度
以MIPS和MFLOPS作为计量单位来衡量运算速度。
MIPS表示每秒百万条指令。
MFLOPS每秒表示百万次浮点运算。
也可以用“CPI”来衡量运算速度。CPI是指：执行一条指令所需时钟周期数。
哈哈，很多小伙伴学到这里是不是已经累了呢？那你们可以先把这篇文章点赞收藏一下哦！方便以后寻找嘛~嘿嘿！
我们接下来将要学习的是数据喽！！
计算机中的数据
二进制
我们要知道计算机嘛，不像我们人这样对一件事物会有一些全面的判断，它的信息接收啊都只能生硬的依靠一些01字串，所以要记住计算机是二进制哦！！！
计算机运算的基本进制（数字计算机的一切数制采用二进制）
二进制最基本的三种运算：与、或、非
二四译码器
如果想深入了解可以看一下计算机组成原理！！
自动执行的硬件基础：与门，或门，非门
数制转换
这里就到了要考验我们数学功底的时候啦！！
由十进制化为其他进制：除R倒取余数(整数部分)，乘R正取整数(小数部分)
由其他进制化为十进制：其他进制数倒数第1位的权值是R的0次方，倒数第2位的权值是R的1次方……用他们的权值乘上位数相加算总和就是十进制啦~
机器数：
约定二进制数的最高位为符号位，“0”表示正号，“1”表示负号。这种在计算机中使用的表示数的形式称为机器数。
规定：以后没有特别指明的话，规定1个字节，即8位来存储整数。（一般情况下，我们用到的都是8位存储）
原码：
符号占1位（最高位），0表示正、1表示负；数值部分按二进制书写（占剩下的位置）
根据定义，0有两种表示方法：+0，-0（00000000）（10000000）
1个字节能表示-127到+127这255个数（最大数：01111111）（最小数：11111111）
反码：
如果是正数，与原码相同；如果是负数，符号位不变，数据位取反。
根据定义，0有两种表示方法：+0，-0。
1个字节能表示-127到+127这255个数（最大数：01111111最小数：10000000）
补码：
如果是正数，与原码相同；如果是负数，符号位不变，数据位取反，末位加1。
根据定义，0只有一种表示方法：00000000
特殊值-128表示方法：10000000
1个字节能表示-128到+127这256个数（最大数：01111111 最小数：10000000）
计算机软件系统
应用软件：
应用软件一般是由应用软件程序员采用某种程序设计语言编写的代码集合。
计算机程序设计语言经过一个从低级到高级的发展过程。
语言处理程序（发展过程经历了机器语言、汇编语言和高级语言三个层次。）
系统软件：
系统软件是指控制和协调计算机及外部设备,支持应用软件开发和运行的系统，是无需用户干预的各种程序的集合。（主要包括：操作系统、语言处理程序、数据库管理程序等）
**加油学下去啊，坚持就是胜利哦！**廿一相信你的！
操作系统
操作系统(OS)是控制和管理计算机系统内各种硬件和软件资源、合理有效地组织计算机系统的工作，从而起到连接计算机和用户的接口作用。
计算机的启动 ：
计算机的启动分为五个阶段的，你可以到这里重启一下自己的电脑试一下啊！！别忘记献给廿一点个赞哦！！动一下你可爱的小手指~谢谢啦！
启动自检阶段
初始化启动阶段
启动加载阶段
内核装在阶段
登陆阶段
分类
批处理操作系统，分时操作系统(交互性，多路性，独立性，及时性)，实时操作系统，嵌入式操作系统
进程：
是一个程序的一次执行，包含了其执行时所有的环境信息，是执行中的程序。(结构特征，动态性，并发性，独立性，异步性)
状态：
1.就绪状态（不唯一，等待CPU指令）
2.运行状态
3.阻塞状态（在运行时资源不足时，就会被CPU关闭，这个叫阻塞状态，阻塞状态也不唯一）阻塞要想执行必须先回到就绪状态，才能运行。
让我们看图来进一步分析一下吧！
调度 ：
1.先来先服务（与运行时间长短无关）
2.短任务优先（谁的运行时间短谁先运行）
存储器管理
装入方式：
- 绝对装入方式
- 可重定位装入方式：
连续分配方式(单一连续分配，固定分区分配，动态分区分配[首次适应算法，循环首次适应算法，最佳适应算法])
离散分配方式(分页存储管理方式[页内碎片]，分段管理方式)
接下来又是新的一部分喽，相信看到这里的下伙伴一定都是有非常强自制力的同学啦……廿一相信你们一定很优秀的！所以希望你们能和廿一探讨一下这篇文章的不足之处啦~欢迎评论啊，嘿嘿
接下来让我们继续学习吧！！
程序设计导引
算法特征：
有穷性，确定性，有效性（0个或多个输入，1个或多个输出）
程序的基本控制流程：顺序结构，选择结构，循环结构
数据结构:
图，树，队列，栈，链表，数组(线性表)(遍历，插入，删除)
模块：模块化方法是一种传统的软件开发方法。
面向对象程序设计：
它具备四个要点：对象是组成客观世界的基本元素，对象是属于某个类的，继承性，消息传递
三大特征：封装,继承和多态
软件生命周期:
(定义阶段:计划，需求分析) (开发阶段：设计，编码，测试) (维护阶段：运行、维护)
需求分析:软件需求包括三个不同的层次：业务需求、用户需求和功能需求(也包括非功能需求).
加油！你就快看完啦！！
网络
对网络有兴趣的同学这里其实就可以看一下廿一的其他文章啦！毕竟人家是有计算机网络这个专题的嘛~
性质：连通性和共享
五层模型：
物理层：
解决如何连接各种计算机的传输媒体上传输数据比特流，信道复用（频分复用，时分复用）
数据链路层 ：
在两个相邻结点之间传送数据(封装成帧，透明运输，差错检测)
网络层 ：
在不同主机之间的通信提供服务(IP地址，路由表)
传输层 ：
负责向两个主机中进程之间的通信提供服务
TCP三次握手（无差错情况，超时重传，确认丢失，确认迟到）
应用层 ：
直接为用户的应用进程提供服务
佩服你们这些能看到这里的小伙伴欸，不介意的话可以加一下廿一的QQ哦（2243167956），我们可以互相学习，一起努力嘛！~