计算机基础知识

最新推荐文章于 2022-05-12 18:22:53 发布

calvin_xing

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分类专栏： python 文章标签：计算机历史

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计算机基础知识

计算机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。

由硬件系统和软件系统所组成。

没有安装任何软件的计算机称为裸机。

计算机发明者约翰·冯·诺依曼。

目录
1 发展历史
2 机器组成
3应用领域

发展历史

计算工具的演化经历了由简单到复杂、从低级到高级的不同阶段。

1946年2月14日，由美国军方定制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”（ENIAC Electronic Numerical And Calculator）在美国宾夕法尼亚大学问世了。ENIAC（中文名：埃尼阿克）是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制成的，这台计算器使用了17840支电子管，大小为80英尺×8英尺，重达28t，功耗为170kW，其运算速度为每秒5000次的加法运算，造价约为487000美元。ENIAC的问世具有划时代的意义，表明电子计算机时代的到来。

第1代：电子管数字机（1946—1958年）

第2代：晶体管数字机（1958—1964年）

第3代：集成电路数字机（1964—1970年）

第4代：大规模集成电路机（1970年至今）

由于集成技术的发展，每块芯片可容纳数万乃至数百万个晶体管，
并且可以把运算器和控制器都集中在一个芯片上、从而出现了微处理器，
并且可以用微处理器和大规模、超大规模集成电路组装成微型计算机，
就是我们常说的微电脑或PC机。

机器组成

计算机

硬件系统（hardware system）
软件系统（software system）

硬体单元

输入单元
输出单元
算术逻辑单元，控制单元，合称中央处理单元（Center Processing Unit,CPU)
记忆单元

硬件系统

电源
主板
CPU
内存
硬盘
声卡
显卡
网卡
调制解调器
光驱
显示器
键盘
鼠标
音箱
打印机
视频设备
闪存盘
移动存储卡及读卡器

软件系统

系统软件System software

主要功能
- 启动计算机
- 存储、加载和执行应用程序
- 对文件进行排序、检索
- 将程序语言翻译成机器语言等
系统软件可以看作用户与计算机的接口，它提供了控制、访问硬件的手段。

1）操作系统（Operating System，OS）

直接运行在计算机硬件上的、最基本的系统软件，是系统软件的核心。

主要目的
- 方便用户使用计算机。比如用户键入一条简单的命令就能自动完成复杂的功能
- 统一管理计算机系统的全部资源，合理组织计算机工作流程，发挥计算机的效率
功能模块
- 处理器管理：当多个程序同时运行时，解决处理器（CPU）时间的分配问题。
- 作业管理：完成某个独立任务的程序及其所需的数据组成一个作业。作业管理的任务主要是为用户提供一个使用计算机的界面使其方便地运行自己的作业，并对所有进入系统的作业进行调度和控制，尽可能高效地利用整个系统的资源。
- 存储器管理：为各个程序及其使用的数据分配存储空间，并保证它们互不干扰。
- 设备管理：根据用户提出使用设备的请求进行设备分配，同时还能随时接收设备的请求（称为中断），如要求输入信息。
- 文件管理：主要负责文件的存储、检索、共享和保护，为用户提供文件操作的方便。
2）语言处理系统（翻译程序）
```
计算机语言
```
- 机器语言
- 汇编语言
- 高级语言
翻译的方法：

一种称为“解释”。

早期的BASIC源程序的执行都采用这种方式。
它调用机器配备的BASIC“解释程序”，逐条解释和执行，
不保留目标程序代码，即不产生可执行文件。
这种方式速度较慢。

另一种称为“编译”，

它调用相应语言的编译程序，把源程序变成目标程序（以.OBJ为扩展名），然后再用连接程序，把目标程序与库文件相连接形成可执行文件。尽管编译的过程复杂一些，但它形成的可执行文件（以.exe为扩展名）可以反复执行，速度较快。

3）服务程序

服务程序能够提供一些常用的服务性功能，它们为用户开发程序和使用计算机提供了方便，像微机上经常使用的诊断程序、调试程序、编辑程序均属此类。

4）数据库管理系统

数据库是指按照一定联系存储的数据集合，可为多种应用共享。
数据库管理系统（Data Base Management System，DBMS）则是能够对数据库进行加工、管理的系统软件。其主要功能是建立、消除、维护数据库及对库中数据进行各种操作。数据库系统主要由数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）以及相应的应用程序组成。
数据库系统不但能够存放大量的数据，更重要的是能迅速、自动地对数据进行检索、修改、统计、排序、合并等操作，以得到所需的信息。

2、应用软件

为解决各类实际问题而设计的程序系统称为应用软件。从其服务对象的角度，又可分为通用软件和专用软件两类。

辅助技术

1、计算机辅助设计（Computer Aided Design，简称CAD）

计算机辅助设计是利用计算机系统辅助设计人员进行工程或产品设计，以实现最佳设计效果的一种技术。
CAD技术已应用于飞机设计、船舶设计、建筑设计、机械设计、大规模集成电路设计等。

2、计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）

计算机辅助制造是利用计算机系统进行产品的加工控制过程，输入的信息是零件的工艺路线和工程内容，输出的信息是刀具的运动轨迹。将CAD和CAM技术集成，可以实现设计产品生产的自动化，这种技术被成为计算机集成制造系统。

3、计算机辅助教学（Computer Aided Instruction，简称CAI）
计算机辅助教学是利用计算机系统进行课堂教学。教学课件可以用PowerPoint或Flash等制作。CAI不仅能减轻教师的负担，还能教学内容生动、形象逼真，能够动态演示实验原理或操作过程激发学生的学习兴趣，提高教学质量，为培养现代化高质量人才提供了有效方法。