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GESP计算机基础知识
站务公告 • 2023-08-26 • 4813

整理了一些GESP的基础知识，各位小伙伴可以看看，如果有遗漏，也可以联系站长补充！

认识计算机的软硬件组成，了解计算机历史，理解程序与编程语言的概念，鼠标与键盘的基本使用等。

计算机发展历史

１９４６年２月１４日，世界上第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生，取名为ＥＮＩＡＣ（“埃尼阿克”）。它由１７４６８个电子管、６００００个电阻器、１００００个电容器和６０００个开关组成，重达３０ｔ，占地１６７ｍ２，耗电１７４ｋＷ，耗资４５万美元，每秒能运行５０００次加法运算。
随着电子技术的迅猛发展，电子计算机经历了四个发展阶段。
第一代：电子管计算机时代。时间：１９４６～１９５８年。这一代计算机的主要逻辑器件是电子管，使用的是机器语言编程，之后又产生了汇编语言。运算速度为每秒几千次到几万次。主要应用范围为科学计算、军事和科学研究。
第二代：晶体管计算机时代。时间：１９５９～１９６４年。这一代计算机的主要逻辑器件是晶体管，已经出现了管理程序和ＦＯＲＴＲＡＮ等高级编程语言。运算速度为每秒几十万次。主要应用范围为数据处理、自动控制等。
第三代：中小规模集成电路计算机时代。时间：１９６５～１９７０年。这一代计算机的主要逻辑器件是中、小规模集成电路，此时已经出现了操作系统、诊断程序和ＢＡＳＩＣ、ＰＡＳＣＡＬ等高级语言。运算速度为每秒几十万次到几百万次。主要应用范围为科学计算、数据处理、事务管理、工业控制等领域。
第四代：大规模集成电路计算机时代。时间：１９７１年以后。这一代计算机的主要逻辑器件是大规模和超大规模集成电路以及微处理器芯片，由于运算速度快、存储容量大、计算机技术与网络技术和通信技术相融合，使计算机软件有了突飞猛进的发展，各种操作系统、数据库技术和各种应用软件应运而生。

计算机5大组成部分

1、控制器，是计算机的控制系统；
2、运算器，是计算机的运算系统；
3、存储器，是计算机存储系统；
4、输入设备，是向计算机输入数据和信息的设备，包括键盘、鼠标、摄像头、触摸屏等；
5、输出设备，包括显示器、音响、打印机等。
计算机五大组成部分
计算机五大组成部分分别是：控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备。
1、控制器：计算机的控制系统
计算机控制器是计算机的神经中枢，指挥全机中各个部件自动协调工作。在控制器的控制下，计算机能够自动按照程序设定的步骤进行一系列操作，以完成特定任务。
2、运算器：计算机的运算系统
运算器（arithmetic unit），计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。
运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。与Control Unit共同组成了CPU的核心部分。
3、存储器：计算机存储系统
计算机存储器（Computer memory）是一种利用半导体、磁性介质等技术制成的存储资料的电子设备。其电子电路中的资料以二进制方式存储。
计算机存储器可分为内部存储器（又称内存或主存）和外部存储器，其中内存是CPU能直接寻址的储存空间，由半导体器件制成。内存的特点是访问速率快。我们平常使用的程序，一般都是安装在硬盘等外部存储器上的，但必须把它们调入内存中运行。
通常我们把要永久保存的、大量的数据储存在外部存储器上，而把一些临时的或少量的数据和程序放在内存上，当然内存的好坏会直接影响电脑的运行速度。
存储器种类：
  • 寄存器：将CPU即将用到的数据存储于寄存器（容量小）
  • 高速缓存：将经常要用到的数据中容量比较小的数据存储在高速缓存
  • 内存：CPU获取数据的主力还是内存
  • 硬盘：机械硬盘：硬盘的机械手臂在磁道上旋转读取数据，固态硬盘：基于电容存储，数学算法
  • 磁带：服务器数据备份
  • U盘（存储卡）：U盘是一种小巧便携、存储容量大、价格低廉的闪存设备，使用USB接口与计算机连接即可实现即插即用。
  • 光盘：通过识别盘面上的凹槽实现数据存储的。通过使用激光来读取信息的存储设备，常见的光盘种类包括CD、DVD和蓝光光盘。
  • 软盘：软盘是一种可移介质，被封装在一个方形的保护套中，它表面涂有磁性物质。
内存和外存的优缺点：
  • 内存：基于电工作的，读取速度快，断电数据丢失
  • 外存：可以永久存储数据，读取速度慢
4、输入设备：向计算机输入数据和信息的设备，是计算机与用户或其他设备通信的桥梁。
输入设备是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。键盘，鼠标，摄像头，扫描仪，光笔，麦克风、摄像头、触摸屏、手写输入板，游戏杆，语音输入装置等都属于输入设备。
5、输出设备：是计算机硬件系统的终端设备，用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。
把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表现出来。
常见的输出设备有显示器、音响、打印机、绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。

存储单位

在计算机内部，信息都是釆用二进制的形式进行存储、运算、处理和传输的。信息存储单位有位、字节和字等几种。各种存储设备存储容量单位有KB、MB、GB和TB等几种。
基本储存单元
位（bit，b）：二进制数中的一个数位，可以是0或者1，是计算机中数据的最小单位。
字节（Byte，B）：计算机中数据的基本单位，每8位组成一个字节。各种信息在计算机中存储、处理至少需要一个字节。例如，一个ASCII码用一个字节表示，一个汉字用两个字节表示。
字（Word）：两个字节称为一个字。汉字的存储单位都是一个字。
扩展的存储单位
在计算机各种存储介质（例如内存、硬盘、光盘等）的存储容量表示中，用户所接触到的存储单位不是位、字节和字，而是KB、MB、GB等，但这不是新的存储单位，而是基于字节换算的。
KB：1KB=1024B，早期用的软盘有360KB和720KB的，不过软盘已经很少使用。
MB：1MB=1024KB，早期微型机的内存有128MB、256MB、512MB，目前内存都是1GB、2GB甚至更大。
GB：1GB=1024MB，早期微型机的硬盘有60GB、80GB，目前都是500GB、1TB甚至更大。
TB：1TB=1024GB。
目前个人用的微型机存储容量也都能达到这个级别了，而作为服务器或者专门的计算机，不可缺少这么大的存储容量。

计算机的存储程序工作原理是由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1946年提出的，把程序本身当作数据来对待，程序和该程序处理的数据用同样的方式储存。

图灵奖

全称A.M.图灵奖（A.M Turing Award），是由美国计算机协会（ACM）于1966年设立的计算机奖项，名称取自艾伦·麦席森·图灵（Alan M. Turing），旨在奖励对计算机事业作出重要贡献的个人 。
图灵奖对获奖条件要求极高，评奖程序极严，一般每年仅授予一名计算机科学家。图灵奖是计算机领域的国际最高奖项，被誉为“计算机界的诺贝尔奖”。

程序和编译

程序：一个计算机程序是一系列指令的集合。
指令：每台计算机都配有自己能执行的一组指令，叫作指令系统。每条指令都对应一串二进制代码，这些二进制代码就是机器语言。
计算机语言：有机器语言、汇编语言、高级语言三大类。机器语言是计算机唯一能够识别并能直接执行的语言。
（1）机器语言：二进制数字（0和1两种符号）构成的语言。
 机器语言编写困难、可读性差、可移植性差，但程序执行效率最高，占用存储空间最小。
（2）汇编语言：亦称符号语言，用助记符代替代替机器指令代码的面向机器的语言。简化了编程过程。还是比较繁琐费时，通用性差；但程序执行效率较高，需要的存储空间较小。
（3）高级语言：直观、语言格式与自然语言相近的计算机语言。可读性高，可移植性相对较高。执行速度相对较慢，需要的存储空间相对较大。
汇编：汇编程序（assembler）把汇编语言编写的程序转换为可执行的机器语言。
编译：编译程序（compiler）把高级编程语言编写的程序转换为可执行的机器语言。
执行：编译好的程序（即指令集合）从外部设备（如硬盘），被加载到计算机之内（如内存中），指令串行顺序执行，直到一条跳转或转移指令被执行，或者一个中断出现。

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