計算機基礎

一、計算機的發展曆史

1946年，世界上第一台電子計算機“ENIAC”在美國賓夕法尼亞大學問世；

第一代：電子管數字計算機（1946-1958年）

體積大、功耗高、可靠性差、速度慢（一般為每秒數千次至數萬次）、價格昂貴，但為以後計算機的發展奠定了基礎；

第二代：晶體管數字計算機（1958-1964年）

和第一代相比體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高（一般為每秒數10萬次，可高達300萬次）、性能有很大的提高；

第三代：集成電路數字計算機（1964-1970年）

速度更快（一般為每秒數百萬次至數千萬次）、可靠性有了顯著提高、價格進一步下降，産品走向了通用化、系列化和标準化等，應用領域開始進入文字處理和圖形圖像處理領域；

第四代：大規模和超大規模集成電路數字計算機（1970年至今）

硬件方面，邏輯元件采用大規模和超大規模集成電路（LSI和VLSI）；軟件方面出現了數據庫管理系統、網絡管理系統和面向對象語言等。1971年世界上第一台微處理器在美國矽谷誕生，開創了微型計算機的新時代。應用領域從科學計算、事務管理、過程控制逐步走向家庭。

二、計算機的組成

1、硬件：

CPU：即中央處理器，是一台計算機的運算核心和控制核心。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟件中的數據。CPU由運算器、控制器、寄存器、高速緩存及實現它們之間聯系的數據、控制及狀态的總線構成。作為整個系統的核心，CPU也是整個系統最高的執行單元，因此CPU已成為決定電腦性能的核心部件，很多用戶都以它為标準來判斷電腦的檔次。

内存：體積小，速度快，有電可存，無電清空，即電腦在開機狀态時内存中可存儲數據，關機後将自動清空其中的所有數據。

外存：外存儲器用于存放暫時不用的程序和數據。内存儲器和外存儲器之間常常頻繁地交換信息。外存通常是磁性介質或光盤，像硬盤，軟盤，磁帶，CD等，能長期保存信息，并且不依賴于電來保存信息，但是由機械部件帶動，速度與CPU相比就顯得慢的多。

I/O設備：就是指可以與計算機進行數據傳輸的硬件。最常見的I/O設備有打印機、硬盤、鍵盤和鼠标。

2、操作系統：

操作系統（operating system，縮寫OS）是管理計算機硬件與軟件資源的計算機程序，同時也是計算機系統的内核與基石。操作系統的類型非常多樣，不同機器安裝的操作系統可從簡單到複雜，可從移動電話的嵌入式系統到超級計算機的大型操作系統。許多操作系統制造者對它涵蓋範疇的定義也不盡一緻，例如有些操作系統集成了圖形用戶界面，而有些僅使用命令行界面，而将圖形用戶界面視為一種非必要的應用程序。

3、系統軟件和應用軟件：

例如QQ、微信、Microsoft Office等。

程序設計語言

1、機器語言

機器語言是由二進制 0、1 代碼指令構成，不同的 CPU 具有不同的指令系統。機器語言程序難編寫、難修改、難維護，需要用戶直接對存儲空間進行分配，編程效率極低。這種語言已經被漸漸淘汰了。

2、彙編語言

彙編語言指令是機器指令的符号化，與機器指令存在着直接的對應關系，所以彙編語言同樣存在着難學難用、容易出錯、維護困難等缺點。但是彙編語言也有自己的優點：可直接訪問系統接口，彙編程序翻譯成的機器語言程序的效率高。

3、高級語言

高級語言是面向用戶的、基本上獨立于計算機種類和結構的語言。其最大的優點是：形式上接近于算術語言和自然語言，概念上接近于人們通常使用的概念。高級語言的一個命令可以代替幾條、幾十條甚至幾百條彙編語言的指令。因此，高級語言易學易用，通用性強，應用廣泛。

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