计算机的基础

1.计算机基础之编程

1.1什么是编程语言？

汉语/英语/日语----》 语言 ---》 人和人之间的交流

python/c/Java --》 人和计算机交流

编程语言：就是人和计算机交流的一种价质（导体）

1.2什么是编程？

引入：你在编程之前，需要学习一些语法（状语从句）+关键词（词组)

通过编程语言 写一堆文件 （以后就是写文件，文件里都是python的语法和词组呀）

1.3为什么要编程？

qq--》方便交流

阿里巴巴--》方便企业之间购物

淘宝--》个人与商户之间购物

百度--》搜索东西

扫地机器人--》扫地

洗碗机--》洗碗

实现特定的功能，

机械手臂

医疗影像--》替代医生

无人驾驶--》替代司机

人脸识别--》检票员

编程的目的：完成人类的需求，替代人类工作（减少劳动力），让人越来越懒。

以后：人类只要打游戏就行了，帮土豪刷装备。

2.计算机的基本组成

CPU（相当于人的大脑）

1.控制器

控制整个电脑的运行

2.运算器

运算器是计算机的运算系统。大脑除了指挥，无时无刻还在运算。即实现算术运算和逻辑运算。

算术运算：1+1=2

逻辑运算：（判断一个女人是否漂亮）

3.存储器

计算机的存储系统。需要注意的是：无论是内存还是外存，计算机存储的数据格式都是01，01的形式，0和1由电压的电频控制（了解知识点）。计算机的存储的一个二进制单位称为

1bit，8bit=1Bytes称为一个字节，1024Bytes=1KB，1024KB=1MB，1024MB=1GB，1024GB=1TB，1024TB=1PB。

4.内存（主存）

内存是计算机内临时存储数据的硬件设备。由于内存读取数据速度较快内存，CPU下达的指令会直接传输给内存，即CPU会与内存直接交互。常见的内存有内存条。

1. 优点（较于外存）：存取速度快。
2. 缺点（较于外存）：1.容量小。2.由于内存基于电存储数据，因此断电数据马上会消失。

5.外存

外存是计算机内永久存储数据的硬件设备，由于外存容量大，所以外存主要用于存储软件等占用量大的数据。当需要使用外存上的某个软件时，CPU下达的指令需要传输给内存后，内存再从外存中读取软件信息，即CPU不与外存直接交互。常见的外存有磁带、磁盘和u盘等。

1. 优点（较于内存）：
   1. 容量大
   2. 可以永久存储数据。
2. 缺点（较于内存）：1.存取速度慢。

6.cpu + 内存 + 外存（计算机的三大核心组件）

电脑打开QQ流程示例。

1. 双击QQ图标，CPU先向内存发出取指的命令（CPU+内存）
2. 内存从硬盘中取出 运行QQ 的指令（硬盘）
3. 控制器分析 运行QQ 的指令并告知运算器工作（控制器）
4. 运算器进行一系列的算术运算和逻辑运算打开QQ，并从硬盘从读取QQ的代码至内存（运算器+内存+硬盘）
5. 计算机在内存中运行QQ的代码（内存）
6. 如果此时从QQ好友接受一个文件并下载，该文件将会永久保存在硬盘中（硬盘）
7. 关闭QQ时CPU向内存发出关闭QQ的指令，内存关闭QQ并清理内存中QQ的代码（内存）

六、输入设备

计算机输入信息（程序、数据、声音、文字、图形、图像等）的设备。

常见的输入设备有：键盘、鼠标、图形扫描仪、触摸屏、条形码输入器、光笔等。外存储器（U盘等）也是一种输入设备。

七. 输出设备

计算机输出信息的设备。

常见的输出设备有：显示器、打印机和绘图仪等。外存储器也是一种输出设备。

注意：由于外存储器即是一种输入设备，也是一种输出设备，因此外存储器也被称为IO设备，其中I为Input（输入）；O为Output（输出）

3.程序的启动

1.应用程序的启动

1. 双击qq（发送指令给操作系统）
2. 操作系统发送指令给CPU
3. CPU发送指令给内存
4. 内存发送指令给硬盘，读取qq的数据
5. qq的数据读入内存
6. 启动qq

《计算机组成》+《计算机操作系统》 不推荐（全是文字）

2.操作系统的启动

软件启动需要操作系统，只有操作系统才能和硬件交互

操作系统怎么启动？

计算机内部有两个存储器，出厂的时候就写死了，无法更改

一个存储器内有一个临时操作系统（去寻找操作系统的路径）

另一个存储器（虽然是内存，由电池供电）存储了操作系统的路径

1. 开机的时候启动临时操作系统
2. 临时操作系统启动真正的操作系统，临时操作系统关闭
3. 开机成功

4.计算机五大组成部分补充（了解）

1.cpu相关

多核CPU：多个CPU，电脑可以同时干多件事，如4核CPU的电脑可以同时干四件事。

解释：X86-64位：X86是CPU的一种型号，64表示CPU每次能取64位二进制数。X86-32表示CPU每次取32位二进制数。CPU具有向下兼容性，即64位电脑能下载32位的软件，而32位的软件下载64位的软件会丢失数据。

2.存储器相关（了解）

ROM存储器：ROM只读存储器（不可写）在工厂中就被编程完毕，然后再也不能修改。它一般存放BIOS（Basic input output system）程序，该程序一般用于启动计算机，或用于处理底层设备的控制

3.总线

总线相当于人类的神经、血管，连接计算机的所有硬件设备。

4.硬盘工作原理：

如今市场上的硬盘分为机械硬盘和固态硬盘两大类，我们将从这两大类出发和同学们介绍硬盘的工作原理

5.机器硬盘

机械硬盘主要由机械手臂、磁道和扇区组成，接下来我们将从这三个方面展开介绍机械硬盘的工作原理

机器手臂：在数据，判断是否有无磁性

磁道：磁道是机械硬盘的磁面中的一个一个圈，磁道用于存储数据。（存储数据）

扇区： 机械手臂找数据（判断有无磁性，然后读出一串0和1），扇区一块内容，一个扇区就是一个机械手臂指针的大小，让机械手臂一次性读取一个扇区的内容。

划分磁盘，多个扇区合成一个盘（区）c盘 D盘....等。

平均延迟（磁道）时间：：5ms

平均延迟时间（机器手臂寻找数据的时间）

平均值（（最坏+最好）/2）

7200r/min -》 120r/s -》1/120s/r --》0.0083s --》8.3ms --》（0+8.3）/2=4.15ms

固态硬盘（了解）

随着人们对数据需求增多，存储系统的瓶颈越来越明显。而在嵌入式领域移动设备和工业自动化控制等恶劣环境下，传统硬盘机械结构已经无法满足要求，而所有这一切随着固态存储（SSD）的到来而发生了改变。

列：解释：

如果电脑内存没有8G，硬盘不是固态硬盘（30s开机--》 5-9秒）

通过无电容判断0和1，并且不需要械手臂 --》 节省时间

5.32位和64位

计算机只认识0和1（0或1叫做二进制位，一个0/1叫做一个二进制位）

0001a 0011 b

abab-》 0001 0011 0001 0011

计算机一次性读取32位/64位二进制位，32位和64位的安装包本质是一模一样的，只是一次性给电脑的位数不一样

16位/32位

64位的电脑可以用32位的安装包，32位的电脑不能用64位的安装包（丢包，文件损坏）

########：位数的原因导致安装软件的快慢