第二章：概述篇

一.计算机的发展历史

1.计算机发展的四个阶段

• 第一阶段：电子管计算机
  
• 第二个阶段：晶体管计算机
  
• 第三个阶段：集成电路计算机
  
• 第四个阶段：超大规模集成电路计算机
  

2.微型计算机的发展历史

微型计算机的发展历史从第三阶段开始，受限于CPU的性能：单核CPU转变为多核CPU。
CPU的性能遵循摩尔定律（集成电路的性能，每18-24个月就会提升），20世纪适用，21世纪不适用。

二.计算机的分类

1.超级计算机

• 特点如下：
  
  

2.大型计算机

• 特点如下：
  

3.迷你计算机（服务器）

• 特点如下：
  
  普通服务器已经代替了传统的大型机，成为大规模企业计算的中枢，eg阿里云、腾讯云等。

4.工作站

• 特点如下：
  

5.微型计算机

• 特点：麻雀虽小，五脏俱全。
  从构成的本质上来说，个人计算机与前面的分类无异。

三.计算机的体系与结构

1.冯诺依曼体系

• 概念：将程序指令和数据一起存储的计算机设计概念结构。
  

• 需含五大设备：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备
  现代计算机都是冯诺伊曼机。

• 冯诺伊曼机需含的功能如下：
  

• 冯诺伊曼体系的结构如下：
  

• 冯诺伊曼瓶颈：
  CPU和存储器分开，导致CPU和存储器速率之间的问题无法调和。
  

2.现代计算机的结构

• 要解决的问题：
  
• 现代计算机的结构：
  CPU包括：存储器、运算器、控制器。
  
• 存储器两种表现形式：磁带、硬盘
  现代计算机的结构可以理解为以存储器为核心的结构。
  

四.计算机的层次与编程语言

1.程序翻译与程序解释：

计算机不能理解人类语言，需要进行语言间的转换，翻译为计算机语言0101。
引入两个语言：较为高级的计算机语言L1、较为低级的计算机语言L0.

• 程序翻译：高级语言通过编辑器转换成低级语言。
  

• 程序解释：高级语言通过解释器生产另一个程序。
  

• 总结区别：
  

• 常见语言：
  
  

2.计算机的层次与编程语言

（1） 计算机的层次：
分层的目的是为了便于理解，不一定固定，今天的软件可能变成明天的硬件。

• 硬件逻辑层：
  
• 微程序机器层：
  
  
• 传统机器层：
  
• 操作系统层：
  
• 汇编语言层：
  
• 高级语言：
  
• 应用层：
  

五.计算机的速度单位

1.容量单位

在计算机的物理层面，用高低电平记录信息：0/1称为bit（比特位）。

2.速度单位

（1）网络速度：
网络采用单位为比特位，实际需除以8，得到字节单位的数值。

（2）CPU速度：
赫兹：每秒的周期性变动重复次数。eg蝴蝶每秒翅膀震动15次。
CPU的频率即高低电平0/1每秒变换的次数。

六.计算机的字符与编码集

1.字符编码集的历史

（1）ASCII码：

（2）Extended ASCII码：
很多应用或国家中的符号都无法表示，故采用八个bits对ASCII码进行扩充。
（3）字符编码集的国际化

2.中文编码集

（1）GB2312（国标2312）编码:

（2）GBK编码：

（3）Unicode编码：（兼容全球的字符集）
编程推荐使用UTF-8编码，Windows系统默认使用GBK编码，Macos默认使用UTF-8编码。