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计算机概论

2015年01月14日 服务器 评论 1 条 阅读 3,401 views 次

一、计算机是什么:

接收用户输入的指令与数据,经过中央处理器的数据与逻辑单元运算处理后,以产生或储存成有用的信息。

所以,只要某台设备有输入设备(键盘、鼠标、触屏等)和输出设备(屏幕等),并能将输入的数据产生某种结果,那就是一台计算机。比如:电脑、手机、计算器、取款机、GPS导航等;

 

二、计算机组成(五大单元)

1、输入单元;(鼠标、键盘、触摸屏、手写板、扫描仪等)

2、内存;(其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据)

3、控制单元;

4、算术逻辑单元

5、输出单元:显示器、打印机等;

其中,算术逻辑单元 + 控制单元 就是大名鼎鼎的中央处理器(CPU);

三、计算机运作流程

计算机是通过输入单元接收用户数据并储存到内存中,用CPU处理内存中接收到的数据并把结果储存在内存中,用输出单元显示内存中CPU处理后的数据。

 

内存与外存(硬盘、U盘、TF卡等)的区别:

1、CPU不能直接处理外存数据,需要先把外存数据加载到内存,再由cpu处理;

2、内存速度远远大于外存;(外存读取和存储速度太慢,而cpu处理数据速度很快,通过内存预先加载外存数据可以大大提高cpu运行效率)

 

由此可以看出,计算机的运算能力看CPU,但CPU的进出数据都来自内存,所以内存是CPU的咽喉。因此,购买计算机和租用vps服务器的时候CPU和内存参数代表着这台计算机的性能。

 

四、CPU介绍:

1、CPU是什么

CPU为一个具有特定功能的芯片,里面有微指令集;主要工作是运算和管理:算术逻辑单元、控制单元;

a、算术逻辑单元:负责运算和逻辑判断;

b、控制单元:协调各组件与各单元的工作;

2、、CPU种类:

a、精简指令集(RISC):比如路由器、交换机、导航、PS3等;

b、复杂指令集 (CISC):比如我们使用的个人电脑的cpu;

 

3、请自行百度CPU的其他概念:

X86:

intel:

AMD:

频率:CPU每秒可以进行的工作次数,频率=外频*倍频

倍频:

外频:

超频:

 

五、计算机分类

1、微电脑(个人计算机):就是我们平常看到的台式电脑、笔记本等;

2、工作站;(主要用于学术研究、工程分析)

3、迷你计算机;(主要用于科学研究、工程分析、工厂的流程管理)

4、大型计算机;(主要用于大型企业的主机,如:全国性的证券交易所等)

5、超级计算机;(国防军事、气象预测、太空科技等)

 

按性能和体积排序(左小右大):

微电脑 < 工作站 < 迷你计算机 < 大型计算机 < 超级计算机

 

六、计算机单位

1、bit:计算机数据是用是否通电来记录的,只认识0和1。二进制0/1的单位就是bit;

2、Byte(缩写B):1Byte=8bit

3、K=1024, M=1024K; G=1024M; T=1024G; P=1024T;

所以我们常见的KB\MB\GB其实就是KByte\MByte\GByte;

 

七、数据表示方式

计算机数据识别看是否通电,通电表示1,不通电就表示0。这种只有01的环境称为二进制(Binary)。

 

1、十进制:逢十进一位;如:

4567=4*103+5*102+6*101+7*100=4000+500+60+7=4567

2、二进制:逢二进一位;

3、二进制换算为十进制:

1101010=1*26+1*25+0*24+1*23+0*22+1*21+0*20=64+32+0*16+8+0*4+2+0*1=106

4、十进制换算为二进制:

把十进制数除以2,得到的余数数列,排序反过来就是二进制了。

 

八、文字编码系统

计算机只能记录0\1,所以除了数字,还有文字、图像、声音等所有数据都是以0\1来记录的。其中0\1与文字的转换对照表就是按照“编码系统”的处理来完成的。

有时我们在浏览网页的时候出现乱码,这就是编码系统出错的情况。(我们常用的字符编码如:utf8、gbk)

ASCII系统:常用的英文编码表,每个符号记录(字节)占用1Byte空间,因为1Byte=8bit,所以有28=256种变化。

中文编码系统:最常用的gb2312,每个中文字符占用2B=16bit,所以有216=65536种变化,因此gb2312最多有6万多个中文字。但目前汉字虽然常用的只有3500字,而总数已经超过了8万。

为了解决这个问题,国际组织制订了Unicode编码系统,也就是UTF8。UTF-8用1~6个字节编码UNICODE字符。

所以我们选择网站编码的时候根据自身情况选择gb2312还是UTF8编码很重要。

参考:UTF-8编码占几个字节?

ascii码表

 

九、软件程序

没有软件的计算机就是一推带电的废铁。

1、软件分为2大类:

a、系统软件;(操作系统和一系列基本工具,用来支持计算机系统正常运行并实现用户操作)

系统软件是指控制和协调计算机及外部设备,支持应用软件开发和运行的系统,是无需用户干预的各种程序的集合,主要功能是调度,监控和维护计算机系统;负责管理计算机系统中各种独立的硬件,使得它们可以协调工作。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。

b、应用软件;(例如:office、QQ、photoshop、英雄联盟等)

应用软件(application software)是用户可以使用的各种程序设计语言,以及用各种程序设计语言编制的应用程序的集合,分为应用软件包和用户程序。应用软件是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而提供的那部分软件。 它可以拓宽计算机系统的应用领域,放大硬件的功能。

 

2、机器语言、高级程序设计语言、编译程序

a、机器语言:

机器只能认识0和1,机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。

计算机的运算与逻辑判断是在CPU内部,CPU是具有微指令集的。要让CPU完成某种工作,就需要参考相应CPU微指令集的内容来编写指令代码让CPU完成这项工作。就需要学习机器语言,通过0和1来与机器打交道。

 

b、高级程序设计语言:

高级语言在不同的平台上会被编译程序编译成不同的机器语言,而不是直接被机器执行。例如C语言等。

 

c、编译程序:

把用高级程序设计语言书写的源程序,翻译成等价的机器语言格式目标程序的翻译程序。

 

十、操作系统

计算机硬件不同(功能函数不同),驱动他的软件就不同,不同配置的计算机就需要不同的软件,这很麻烦。而操作系统就是能够驱动所有硬件,并提供一个统一的软件开发接口。一款在这个统一接口下开发的软件就能在所有安装这个操作系统的机器上运行。

操作系统(英语:Operating System,简称OS)是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序,是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件,任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。

 

1、操作系统内核(Kernel)

内核,是一个操作系统的核心。它负责管理系统的进程、内存、设备驱动程序、文件和网络系统,决定着系统的性能、功能和稳定性。内核程序在内存中的区块是受保护的,并且一开机就常驻内存当中。

计算机系统主要由硬件构成,内核主要在于管理硬件,提供合理的计算机系统资源分配(CPU\内存等资源)。内核直接参考硬件规格写成,所以不同硬件,内核就要做相应修改(例如RISC和CISC架构的CPU,32位和64位操作系统),所以windows又分为32位和64位版本,因为32/64的CPU指令集不太相同。

2、系统调用(System Call)

为了保护内核,并且让程序员比较容易开发软件,操作系统除了内核程序外,还提供一整组开发接口,就是系统调用层。软件开发只要遵循公认的系统调用参数,软件就能在这个内核上运行。所以软件开发与内核息息相关,却与硬件没多大关系,不需要知道硬件的参数。

由操作系统实现提供的所有系统调用所构成的集合即程序接口或应用编程接口(Application Programming Interface,API)。是应用程序同系统之间的接口。

 

操作系统的主要功能是为管理硬件资源和为应用程序开发人员提供良好的环境来使应用程序具有更好的兼容性,为了达到这个目的,内核提供一系列具备预定功能的多内核函数,通过一组称为系统调用(system call)的接口呈现给用户。系统调用把应用程序的请求传给内核,调用相应的的内核函数完成所需的处理,将处理结果返回给应用程序。

十一、应用程序

应用程序是参考操作系统的开发接口所开发出来的软件。

 

 

 

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