第一章

什么是计算机？什么是硬件和软件？

计算机是存储和处理数据的电子设备，硬件包括计算机中可以看得见的物理部分，软件提供看不见的指令，这些指令控制硬件使硬件完成特定的任务。

列举计算机的5个主要硬件组件。

中央处理器、内存（主存）、存储设备、输入设备、输入设备、（通信设备） 这些组件通过总线（bus）连接

缩写CPU代表什么含义？

CPU全称Central Processing Unit,中文名称 ：中央处理器。

CPU是计算机的大脑。它从内存中获取指令然后执行这些指令。

CPU通常由两部分组成：控制单元（control unit）和算数/逻辑单元（arithmetic/logic unit）

衡量CPU速度的单位是什么？

赫兹（hertz,Hz）

每台计算机都有一个内部时钟，该时钟以固定速度发射电子脉冲。

这些脉冲用于控制和同步各种操作步调。

时钟速度越快，在给定时间段内执行的指令就越多。

时钟速度的计量单位是赫兹（hertz,Hz），1赫兹相当于每秒一个脉冲。

什么是比特？什么是字节？

bit(比特)  Binary digit   表示二进制位，是计算机内部数据存储的最小单位。

byte(字节）是计算机中最小的存储单元，是计算机数据处理的基本单位，每个字节由8个比特（位）构成。

首先，计算机实际上就是一系列的电路开关。

而每个开关存在两种状态，开（on）和关（off）

那么，在计算机中存储信息就是将一系列的开关设置成开或者关。

我们用1表示开，用0表示关。这些信息就变成由0和1组成的二进制数。

二进制数系统中，每个0或1就是一个位(bit)。

字节（byte）是计算机数据处理的基本单位，计算机中以字节为单位存储和解释信息。

规定一个字节由8个二进制位构成，即一个字节等于8个比特。

在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数字符串叫做一个字或单元，每个字中二进制位数的长度，称为字长。
一个字由若干个字节组成，不同的计算机系统的字长是不同的，常见的有8位、16位、32位、64位等，字长越长，计算机一次处理的信息位就越多，精度就越高，字长是计算机性能的一个重要指标。 
注意字与字长的区别，字是单位，而字长是指标，指标需要用单位去衡量。正象生活中重量与公斤的关系，公斤是单位，重量是指标，重量需要用公斤加以衡量。 

内存是用来做什么的？RAM代表什么？为什么内存称为RAM？

计算机内存由一个有序的字节序列组成，用于存储程序及程序需要的数据，相当于计算机执行程序的工作区域。

RAM（随机访问存储器）全称：Random-Access Memory

每个字节都有一个唯一的地址，使用这个地址确定字节的位置，以便存储和获取数据。

因为可以按任意顺序存取字节，所以内存被称为随机访问存储器，简称：RAM

用于衡量内存大小的单位是什么？

用于衡量内存大小的单位是字节

用于衡量磁盘大小的单位是什么？

用于衡量磁盘大小的单位是字节

内存和永久存储设备的主要不同是什么？

RAM是一种易失的数据保存形式：断电时存储在内存的信息就会丢失。

而永久存储设备可以将程序和数据永久的存放在存储设备上，当计算机确实需要使用他们时，将他们移入内存。

cpu能理解什么语言？

cpu只能理解机器语言。

所谓（machine language）机器语言是一套内嵌的原始指令集。（这些指令都是以二进制代码的形式存在）

什么是汇编语言？

汇编语言（assembly language）使用端的描述性单词（称为助记符）来表示每一条机器语言的指令。

由于计算机不理解汇编语言，所以需要使用一种称为汇编器（assembler）的程序将汇编语言程序转换为机器码。

汇编语言中的一条指令对应机器代码中的一条指令，用汇编语言写代码需要知道CPU是如何工作的。

什么是高级编程语言？

高级语言很像英语，易于学习和使用。

用高级语言编写的程序称为源程序（source program）或源代码（source code）。

由于计算机不能运行源程序，源程序必须被翻译成可执行的机器代码。翻译可以由另外一种称为解释器或者编译器的编程工具来完成。

• 解释器从源代码中读取一条语句，将其翻译为机器代码或者虚拟机代码，然后立刻运行。
• 编译器将整个源代码翻译成机器代码文件，然后用   执行器  执行该机器代码文件。

编程语言和编译后的语言之间的区别在于编程语言是人可以理解的语言，而编译后的语言是计算机或者虚拟机能够理解的语言。  

什么是操作系统？

操作系统（Operating System, OS）是运行在计算机上最重要的程序，它可以管理和控制计算机的活动。

操作系统的主要任务：

• 控制和监视系统活动（操作系统执行基本的任务，如：识别来自键盘的输入，向显示器发送输出结果，跟踪存储设备中的文件和文件夹的动态，控制类似硬盘驱动器和打印机这样的外部设备。确保不同程序和用户同时使用计算机时不会相互干扰。负责安全处理，确保未经授权的用户和程序无权访问系统）
• 分配和调度系统资源（操作系统负责确定一个程序需要使用哪些计算机资源，如：CPU、内存、磁盘、输入和输入设备）
• 调度操作（操作系统负责调度程序的活动，以便有效的利用系统资源。为了提高系统的性能，目前许多操作系统都支持像多道程序设计（multiprogramming）、多线程（multithreading）和多处理（multiprocessing）这样的技术）

多道程序设计允许多个程序通过共享cpu同时运行。CPU的速度比其他组件快的多，这样，多数时间他都处于空闲状态。

多线程允许单个单个程序同时执行多个任务。

多处理也称为并行处理（parallel processing）,是指使用两个或多个处理器共同并行执行子任务。然后子任务的结果合并以得到整个任务的结果。

Java的设计特性

• 简单的（simple）
• 面向对象的（object oriented）
• 分布式的（distributed）
• 解释型的 (interpreted)
• 健壮的 (robust)
• 安全的 (secure)
• 体系结构中立的 (architecture neutral)
• 可移植的（portable）
• 高性能的 （high performance）
• 多线程的  (multithreaded)
• 动态的 （dynamic）

 

在执行一个Java程序时，JVM首先会用一个称为类加载器（class loader）的程序将类的字节码加载到内存中。

如果你的程序中使用其他类，类加载程序会在需要他们之前动态加载他们。

当加载该类后，JVM会使用一个称为字节码验证器（bytecode verifier)的程序来检验字节码的合法性，确保字节码不会违反Java的安全规范。

如果要运行一个不存在的类，就会出现NoClassDefFoundError的错误

如果执行文件中每由main方法或敲错了main方法（例如，将main错敲成Main），则会出现NoSuchMethodError的错误

编程错误分为三类：语法错误、运行时错误和逻辑错误。

编译器报告的错误称为语法错误或者编译错误。

运行时错误引起程序非正常结束的错误。

当一个程序没有按照预期的方式执行时，产生逻辑错误。