計算機與編程基礎


一:編程

1.1何為編程語言?何為編程?為何編程?

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人類在彼此溝通交換想法之中會通過語言(漢語、英語、日語等)為媒介轉遞信息,編程語言即人類和計算機之間溝通所需要的語言。可想而知,編程即是嚴格按照編程語言的語法編寫代碼的過程。我們通過執行這些代碼可讓計算機代替人力完成某些勞動。

二:計算機組成原理

2.1 計算機的本質

計算機又名電腦,即通電的大腦。詞如其名,發明者們的目的在於通過它代替某些人類勞動。
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2.2 計算機的組成部分

2.2.1控制器

控制器控制計算機各個硬件的工作,相當於演奏古典音樂中樂隊的指揮家。
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2.2.2運算器

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運算器處理計算機中的數學運算和邏輯運算。

  1. 數學運算:即數學相關的運算。
  2. 邏輯運算:即條件判斷是否的運算。

另外的,運算器加控制器其實就是計算機的CPU。

2.2.3存儲器

存儲器實現計算機讀寫數據的功能。存儲器主要分為內存和外存。
內存的數據容量比外存小的多,但是具有極快的讀寫速度,然而在斷電后其數據也會丟失,而外存可說是永久保存的。內存及外存的優劣一目了然。

另外的,程序運行必須存在內存中。

2.2.4輸入設備

即計算機接收外來數據的設備。如麥克風、鍵盤等。
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2.2.5輸出設備

即計算機向外輸出數據的設備工具。如打印機、U盤。
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2.3計算機三大核心硬件

我們編寫的程序一定是要運行在硬件上的,從硬件的角度出發,與運行程序有關的三大核心硬件為CPU、內存、磁盤。
程序最先存儲在磁盤上,程序的運行先從磁盤中把代碼加載到內存中,然后CPU從內存中讀取指令運行。

三:操作系統

3.1什么是操作系統?

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計算機中的硬件不會自發的運行起來,我們需要一套控制硬件運行的程序才能在此基礎上開發軟件。或者反過來說,倘若我們需要開發播放音樂的軟件,在開發個軟件之前,你必定會發現我們需要一個程序,它能控制硬件的基本運行,在此基礎上再開發我們的應用程序。操作系統由此而生。

三大操作系統:Windows Linux macOS

3.2計算機系統三層結構

通過上述(3.1)的介紹,我們編寫的程序皆是與操作系統打交道的,並沒有直接操作硬件。即計算機三層結構是,
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