计算机基础

Posted 2020-10-31 夜猫心理委员

一. 计算机了解

计算机俗称电脑，可以进行数值运算和逻辑运算，还有存储数据的功能，还可以按照程序运行，自动，高速的完成处理海量数据的电子设备。计算机从始至终都是想要发展成取代人脑的能力。

二. 计算机发展

早期计算机的发展：

数指头，结绳记事，算盘，帕斯卡发明的手表算法，发明微积分的莱布尼茨（牛顿齐名），但这都是手动的，计算机要发展成与人交互的功能，接下来是中国的提花编织机（需要人工根据图案编制经线和纬线，这已经有了程序的思想，但还需要人工的干预，这也是为什么程序员被叫做码农，程序设计叫做编程序的来源）  ，之后慢慢的实现程序自动化。

然后是巴贝奇（蒸汽时代），他第一次的目的是做出一台差分机，（把复杂的运算转化成加减法运算，但计算机只认识加法）。

之后是艾肯，有IBM做后盾，发明了马克1号，而为它编程序的女数学家是格雷斯 .霍波，1944年在哈佛大学计算机研究工作，是世界上第一台大型计算机mark i的第三名程序员，她还为后来第一台储存程序的商业电子计算机UNIVAC写过程序，又率先研制成功第一个编译程序A-O和计算机商用语言COBOL，被公认为计算机语言领域的带头人（有一次在调制程序的时候出了故障，拆开继电器发现有只飞蛾被夹扁在触电中间，‘卡’住了程序的运行，于是霍波幽默把程序故障成为‘臭虫’（bug），而这一称呼成为计算机领域的专业行语，如DOS里的调试程序，程序名称就叫做DEBUG），马克1号这台计算机运作了15年，其实是差分机的升级版，它是用电的，其中编出的数学表现在还再用。它是早期计算机的最后代表，一投入运行的那个时刻，就已经过时，因为此时的人类社会已经进入了电子时代。

可以看出，马克1号和提花编织机的原理是类似的有一个仓库，用来存数据，（用一个介质来表示状态的变化），还要有运算，运算就要有控制器（相当于打孔的卡片，为了控制程序的运行），计算机在后期发展的时候，也是这个原理，只不过物理介质变了。

成熟计算机的发展：

背景：第二次世界大战的时候，美国在日本投了两颗原子弹，一个在广岛，一颗在长崎，第二颗原定目标是东京，然后由于计算偏差投偏了，投在了海里，基于此，美国研制出了第一台计算机。

1946.2.14 西方情人节，美国军方研制的世界上第一台电子计算机“电子数学积分计算机”在美国宾西法尼亚大学问世（ENIAV 中文名埃尼阿克），此时，人类社会经历了蒸汽时代，电时代，电子时代。

 

冯诺依曼体系：

 

三. 计算机的构成

一台完整的计算机由硬件系统和软件系统构成

1.硬件系统：看得见摸得着的物体，所有硬件共同组合在一起，成为硬件系统

（1）硬件系统由5大部分组成：运算器，控制器，存储器，输入折别，输出设备

（2）运算器：负责算术运算和逻辑运算，与控制器共同组成了中央处理器CPU

（3）控制器：负责发送和接受指令

（4）存储器：用来存储正在进行程序，将要进行程序的数据以及刚处理玩完的数据（更早的时候是内存，用来存数据，它的特点是基于电流的方式工作，这样的话有点就会产生数据，停电就凉凉，数据就会全部没有，所以后来就有了硬盘，他存数据也是二进制的，但基于磁的方式工作）

（5）输入设备：进行输入的设备，鼠标，键盘，扫描仪

（6）输出设备：进行输出的设备，显示器，音箱（听到的声音都是输出设备）