计算机基础知识及软件概述

计算机基础知识及软件概述

本文主要介绍计算机基础知识及软件的基本概述：

- 计算机的发展史
计算机的分类
- 计算机的应用领域
- 计算机的操作系统
- *软件概述
- 计算机语言
- 程序设计步骤
- 算法
- 编码
- 调试错误

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计算机发展史

1946年第一台计算机在美国的宾夕法尼亚大学产生，名为ENIAC（埃里阿克），
占地170平方米，重达30吨，此时的计算机用来做科学计算。 —— [ 了解更多 ]
计算机发展情况如下表：

年代	代数	主要器件	用途
40~50	第一代计算机	电子管	科学计算
50~60	第二代计算机	晶体管	科学计算、数据处理
60~70	第三代计算机	中小规模集成电路	有较大发展开始广泛应用
70~至今	第四代计算机	大规模超大规模集成电路	广泛使用与各大行业

1982年10月提出了“第五代计算机计划”，模拟人类视神经控制系扰。称为“视感控器”或“空间电路计算机”。主要能面向知识处理，具有形式化推理、联想、学习和解释的能力，能够帮助人们进行判断、决策、开拓未知领域和获得新的知识。人-机之间可以直接通过自然语言（声音、文字）或图形图象交换信息。第五代计算机又称新一代计算机。

计算机的分类

通常把计算机按规模分为以下几种：
（1）超级计算机或称巨型机 超级计算机通常是指最大 、最快、最贵的计算机。
在国际组织TOP500于6月25日发布的全球超级计算上级500强榜单中，“顶点”以每秒20亿亿次（200PFlops）的浮点运算速度峰值位居榜首，性能超过亚军中国“神威·太湖之光”（浮点运算峰值每秒12.5亿亿次）约60%，帮助美国问鼎阔别近5年之久的全球超算500强榜单。

（2）大型机。大型机使用专用的处理器指令集、操作系统和应用软件。
大型主机和超级计算机(旧称巨型机)的主要区别:

1. 大型主机使用专用指令系统和操作系统,超级计算机使用通用处理器及UNIX或类UNIX操作系统(如linux)。
2. 大型主机长于非数值计算(数据处理)，超级计算机长于数值计算(科学计算)。
3. 大型主机主要用于商业领域,如银行和电信,而超级计算机用于尖端科学领域,特别是国防领域。
4. 大型主机大量使用冗余等技术确保其安全性及稳定性,所以内部结构通常有两套。而超级计算机使用大量处理器，通常由多个机柜组成。
5. 为了确保兼容性，大型主机的部分技术较为保守。

（3）小型机
通常小型机用于部门计算。同样它也受到高档微机的挑战。
（4）工作站
使用大屏幕、高分辨率的显示器；有大容量的内外存储器，而且大都具有网络功能。它们的用途也比较特殊，例如用于计算机辅助设计、图像处理、软件工程以及大型控制中心。
（5）个人计算机（也称微机）
个人计算机用于生活中的方方面，包括台式机和笔记本电脑。

计算机的应用领域

1.科学研究
用于航天、航空、军事及各种科学，进行研究。
2.信息管理
信息管理包括各种政府、学校、公司的管理系统，及各种应用软件。
3.工业生产控制
工业上用来严格的控制流程，自动化流水线。
4.人工智能
机器人研究
5.语言翻译
翻译软件，百度翻译、金山词霸等等

操作系统

计算机系统又分为硬件和软件，硬件是看得见摸得着计算机设备，如鼠标、键盘、显示器等等。软件又分为系统软件和应用软件。每一台计算机必须要安装操作系统，否则该计算机就是裸机。硬件和软件的概念就如同人的身体和灵魂一样。
操作系统（operating system）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序。
常见的操作系统有Windows、liunx、unix、macOs。

windows
windows是微软公司开发的操作系统，采用图形窗口界面，用户对计算机的各种复杂操作只需通过点击鼠标就可以实现。windows的常用的版本有win xp、win 7、win8、win10。
windows是闭源的收费的操作系统。
unix
UNIX是一个强大的多用户、多任务操作系统，支持多种处理器架构，按照操作系统的分类，属于分时操作系统。UNIX 最早由Ken Thompson和Dennis Ritchie于1969年在美国AT&T的贝尔实验室开发。
linux
基于Linux的操作系统是20世纪1991年推出的一个多用户、多任务的操作系统。他是一个源代码公开的自由及开放源码的操作系统，其内核源代码可以自由传播。不过只是内核，其他附件功能由厂家添加。据此，又出了发行版redhat 和centos等诸多版本。
macOs
苹果产品专用系统。

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软件与计算机语言的关系

软件的概念

软件是运行在操作系统上的各种应用程序。
计算机语言是用于任何计算机进行交互的一种语言。
程序是由一条条指令组成的。
数据是运行程序时的各种有用信息。
软件=程序+数据

计算机语言的发展
机器语言：由0和1组成的机器指令
汇编语言：由于写01可读性并不好，各大厂家规定了符号代表特定意义。
高级语言：C、C++、C#、java、.net、php等等。
机器语言和汇编语言都是低级语言。

高级语言又分为结构化语言和对象型语言，C、Basic都是结构化语言，
java、C++、C#为对象型语言。

程序的设计步骤

1.分析需求
需要的功能，比如实现一个学生管理系统，就要有选课、成绩查询、课表、网上报名、个人信息等，分教师和学生两个类别。
2.确定数据结构及算法
比如上面所说的选课，制定相应的算法，设计如何实现？
3、编码实现
用计算机语言实现算法
4、问题调试
确定程序是否实现需求功能

算法的分类
算法分为数值型算法和非数值型算法。
数值型算法常用于数学问题的计算。
非数值型算法用于解决实际生活的问题。

编码
编码有两种，一种是编译一种是翻译。
编译需把源文件编译成字节码文件，再执行。
翻译则是直接解释执行，不产生其他文件。
例如看一本英文读物，对于英文不太好的人，可看中译本。而中译本就想当与字节码文件。这种就叫编译。而对于英文很好的人，直接翻译理解。相当于翻译。

调试错误
在开发过程中，通常有三种错误：语法错误、逻辑错误和运行时错误。
语法错误是不遵循该语言的语法，而产生的错误。
比如一句结束不写；变量名不符合规范等;此时不能通过编译，自动报错。

int a=0;
int b=a+1
int 12=43

逻辑错误是设计算法的问题，比如求1-100的和。

int sum;
for(int i=0;i<100;i++){
 sum=i;
}
System.out.print(sum);

运行时错误是在运行时出现内存溢出等等问题。无语法错误。

int i=0;
while(i<10){
System.out.print(i);
}