计算机基础

计算机基础知识

• 人类语言与编程语言的关系
• 计算机五大组成部分
• 计算机的本质
• 计算机三大核心硬件
• 操作系统
• 文件的概念
• 编程语言的发展史
• 编程语言的分类

人类语言与编程语言的关系

# 语言（名词）
功能：交流媒介
人类语言：中文、日文、英语等，它是人与人沟通的工具
编程语言：C、C++、Python等，它是人与计算机沟通的工具
# 编程（动词）
什么是编程？
编程是程序语言将自己的逻辑思维和想法用计算机能听懂的语言写出来的一个过程，这个过程就是编程。
编程的结果是产生一堆代码文件

计算机五大组成部分

1.控制器：用于控制计算机的各个硬件正常工作
# 类似人脑，类比人的动作
2.运算器：用于进行数学计算和逻辑运算
# 类似人脑，类比人的思考过程
3.存储器：用于电脑存储数据的工具
# 类似人的记忆，类比人的长短期记忆
内存：临时存取数据 # 类比人的短期记忆
外存：永久保存数据 # 类比人的长期记忆
'eg：U盘、磁带、硬盘'
4.输入设备：人向计算机发出指令的工具
# 类似人的眼睛、耳朵
'eg：鼠标、键盘、麦克风等'
5.输出设备：计算机展示给人相关内容的工具
# 类似人的嘴巴、外在形象等
'eg：显示屏、音响、打印机等'

计算机的本质

发明计算机的目的：取代人力工作
'为什么计算机又叫电脑？'
计算机内部存取数据的本质
计算机是基于电工作的，而电信号只有高低电频两种状态，所以用0和1表示，因此而引申出数据的最小单位比特位。
# 比特位：含有0和1的数字位数
8bit <==> 01010101
8bit = 1bytes # 字节
1024bytes = 1KB
1024KB = 1MB
1024MB = 1GB
1024GB = 1TB
1024TB = 1PB
1024PB = 1ZB
...
"""以上单位都是存储单位，存储单位就是该设备能够存储的比特位位数"""

计算机三大核心硬件

• CPU（中央处理器，包括控制器、运算器）
• 内存
• 硬盘

关系如下

CPU->内存: 提取指令

内存->硬盘: 收取数据

硬盘->内存: 提供数据

内存->CPU: 发送指令

"""
1.CPU是计算机中真正干活的人，首脑、
2.内存是直接配合CPU工作的
任何软件想要运行必须先将代码加载到内存，之后CPU去内存中取指令并执行
3.硬盘是永久保存数据的
我们下载的软件其实都是下载到了硬盘中
"""
问题：为什么内存很小还要用它不直接使用硬盘。
eg：CPU读取硬盘速度太慢，如果不用内存可能需要很久

操作系统

致命三连问！
1.操作系统是什么？
# 操作系统的本质也是程序员编写的应用程序

2.操作系统的作用？
# 控制、协调、管理计算机硬件的正常工作运行（主要针对CPU）

3.为什么要有操作系统？
# 1.一台计算机必须要有操作系统才可以运行日常的软件
# 2.程序员开发程序其实也是基于操作系统之上的，统一的操作系统便于程序员开发程序，不用自己单独写操作系统

"""三层架构"""
应用程序>>>操作系统>>>计算机硬件（CPU、内存、硬盘）

常见操作系统
PC端：
windows系统（注重用户体验）
linux系统（源于unix系统，注重程序运行）
mac系统（源于unix系统，用户体验和程序运行都较好）
ubantu（源于unix系统，有图形化界面，比linux体验好点）
移动端：
安卓系统、IOS系统、鸿蒙系统...

文件的概念

# 文件：文件是一个可以用来存取数据方便使用的工具
文件的工作流程：
双击文件>>硬盘读取文件>>内存
编辑文件>>修改内存数据
ctrl+s（保存）>>内存>硬盘
本质：操作系统将复杂的操作封装成了简单的接口供用户使用

编程语言的发展史

机器语言：程序员使用二进制直接与计算机交流
# 优势：计算机能狗直接识别，速度最快
# 劣势：学习难度大，开发效率低

汇编语言：英文字母代替一串二进制数字
# 优势：学习难度有所降低，速度也很快
# 劣势：没有根本上解决难度和效率问题

高级语言：直接用人类能读懂的语言与计算机交流
# 优势：学习难度低，开发效率高
# 劣势：计算机无法直接理解，速度较慢
因此使用高级语言需要有一个'翻译官'
有哪些高级语言：
# eg:C++、C#、Java、Python、Golang等

编程语言的分类

1.编译型，代表类型：C++
# 优势：一次性翻译，可以反复使用，速度快
# 劣势：如需改bug则需要每次都整体翻译
使用前提：需要下载一个C++编译器
2.解释型，代表类型：python
# 优势：可以逐行翻译，便于改BUG，类似于同声传译
# 劣势：每次都需要逐行翻译，速度较慢
使用前提：下载python解释器