計算機與編程基礎知識


計算機基礎

1、編程語言:人與計算機溝通、交流的介質

2、編程:程序員用計算機可以理解的表達方式,把自己的思維邏輯寫下來,編程的結果就是一堆文件
學習編程的目的就是為了讓計算機按照人的思維邏輯自發地去工作從而把人力解放出來
3、計算機系統
(1)硬件:計算機的實體:主機,硬盤等
(2)軟件:由具有各類特殊功能的程序組成

4、完整的計算機系統:
應用軟件
操作系統
計算機硬件

5、計算機的五大組成部分:

(1)運算器:計算機的運算系統(邏輯判斷和數學運算)

(2)控制器:計算機的控制系統
控制器 + 運算器 = CPU
CPU工作方式:取指--->分析--->執行
軟件的執行都是由CPU執行,所有的軟件最終都要轉換成CPU的指令集去執行

(3)存儲器(I/O設備):計算機的存儲系統
內存:是基於電工作的,存取速度快,但斷電丟失數據,臨時存儲
外存:存取速度慢,永久存儲數據。

(4)輸入設備:鍵盤,鼠標,攝像頭

(5)輸出設備:顯示器,音響,打印機

6、操作系統: 操作系統是應用軟件與硬件之間的一個橋梁,協調、管理、控制計算機硬件與軟件的控制程序
應用程序的啟動:
前提:先啟動操作系統
1. 向操作系統提交要啟動文件的路徑
2. 操作系統根據文件的路徑把硬盤的數據讀入內存
3. 操作系統調用CPU執行內存中剛剛讀入的程序代碼

7、CPU指令集:
cpu是計算機的大腦,大腦里集成了一系列具體控制身體其他器官做事的指令集,所以站在純硬件角度去看,計算機其他所有組件都由cpu發出的指令控制。
編程的目的是為了控制計算機硬件工作,程序員的代碼都會轉化成cpu的指令集才能去控制其他硬件,所以程序員是通過直接控制cpu來達到間接控制其他硬件的目的。內存中存放的是程序員的指令/代碼,cpu從內存中取出這些指令后需要翻譯成自己的指令去執行,即cpu在出廠時內部就集成了一系列的指令集,指令集是cpu的靈魂。

8、編程語言分類:

1.機器語言:用二進制指令編制,直接控制硬件

​ 優點:執行效率高

​ 缺點:開發效率極低

2.匯編語言:用英文標簽代替二進指令,實質也是直接控制硬件

​ 優點:執行效率相對機器語言略低

​ 缺點:開發效率相對機器語言略高

3.高級語言:用人類的字符去編寫程序,人類的字符計算機無法理解,必須經過翻譯,翻譯成機器語言計算機才能執行。

​ 編譯型:類似於谷歌翻譯,編譯一次,拿到結果可以重復執行,無需重新編譯,如 c,c++,go

​ 優點:執行效率高

​ 缺點:開發效率低,跨平台性差

​ 解釋型:類似於同聲傳譯,解釋一行執行一行,即邊翻譯邊執行,如python

​ 優點:開發效率高,跨平台性高

​ 缺點:執行效率略低於編譯型

總結:
1、執行效率:機器語言>匯編語言>高級語言(編譯型>解釋型)

​2、開發效率:高級語言(解釋型>編譯型)>匯編語言>機器語言

3、跨平台性:解釋型比編譯型強

注釋: 注釋就是對代碼的解釋說明,增強代碼的可讀性,注釋的內容不會被當作代碼運行,代碼注釋分單行和多行注釋


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