01 计算机核心基础

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一. 编程语言

1. 什么是编程语言?

• 人与人沟通使用人类的语言
• 人与计算机沟通使用编程语言

2. 什么是编程?

1. 把想要让计算机做事的步骤想清楚
2. 用一种计算机能听懂的语言（编程语言）把做事的步骤翻译下来

3. 为什么要编程?

• 为了让计算机取代人力

二. 计算机基础

1. 什么是计算机? 为何要有计算机?

• ​ 推荐观看《模仿游戏》主人公: 图灵

• ​ 计算机诞生的目的就是为了取代人力说到底，计算机就是人类的奴隶

例子:

• old: 银行行长 --------- 奴役 ----------> 柜台人员:

接收用户输入的账号
接收用户输入的密码
判断 账号 和 密码 正确:
告诉用户登入成功
否则:
告诉用户登入失败

• now: 程序员(银行行长)------------ 奴役 -----------> 计算机:

​ 用变成语言吧上述步骤翻译下来

2. 软件(两大类)

1. 操作系统：就是一个协调、管理、控制计算机硬件资源与应用软件资源的一个控制程序
2. 应用软件

ps: 计算机硬件就是一堆废铁，计算机的运行全都受程序控制, 可以说程序是计算机硬件的灵魂, 硬件的以外的都叫软件

3. 计算机的三层结构:

1. 应用程序
2. 操作系统:(linux, windows, mac...)
3. 计算机硬件

4. 计算机的五大组成部分

• 计算机是人类的奴隶, 可以把计算机的组成部分看做人的器官

1. 控制器: 计算机的指挥系统, 负责控制计算机所有其他组件如何工作 ---(人类的大脑)
2. 运算器: 负责数学运算和逻辑运算 ---(大脑)
3. 存储设备(I/ O 设备):
    内存: 存取数据快，基于电工作, 断电数据丢失，只能临时保存数据 ---(人类大脑的记忆功能)
    外存(硬盘): 存取数据慢，基于磁工作, 断电数据不丢失，可以永久保存数据 ---(人类的笔记本)
4. 输入设备: 键盘, 鼠标 ---(人的眼睛, 耳朵)
5. 输出设备: 显示器, 打印机 ---(人嘴巴说出的话和写出的字)

• 形象类比 1

cpu 是人的大脑，负责控制全身和运算
内存是人的记忆，负责临时存储
硬盘是人的笔记本，负责永久存储
输入设备是耳朵或眼睛或嘴巴，负责接收外部的信息存入内存
输出设备是你的脸部 (表情) 或者屁股，负责经过处理后输出的结果
以上所有的设备都通过总线连接，总线相当于人的神经

• 形象类比 2:

上课开始，老师讲课，学生听课，老师是程序员，学生是计算机，学生的器官都是计算机各部分组成

1. 你通过耳朵接收老师讲的知识 -> 输入
2. 通过自己的神经，将接收的数据存入自己的内存 / 短期记忆（总线、内存）3. 光听不行，你还需要反应 / 处理老师讲的知识，于是你的大脑 /cpu 从短期记忆里取出知识 / 指令，分析知识 / 指令，然后学习知识 / 执行指令（cpu 取指、分析、执行）4. 你通过作业或者说话输出你学到的结果
5. 你想要永久将知识保存下来，只能拿出一个笔记本，把刚刚学会的知识都写到本子上，这个本子就是硬盘（磁盘）

5. 计算机三大核心组件关系

• 计算机是由五大单元：CPU（控制单元、算术逻辑单元）、主存储器、输入单元、输出单元构成的。
• 也可以说 CPU+ 主存储器 + 输入输出构成了电子计算机的三大核心组件

1、控制单元 + 算数逻辑单元 =>CPU 
2、主存储器，即内存
3、输入单元 Input+ 输出单元 Outpu=>IO 设备

• 三大核心组件相关图

三. 操作系统

1. 为什么要有操作系统?

• 计算机系统主要是由一个或者多个处理器，主存，硬盘，键盘，鼠标，显示器，打印机，网络接口及其他输入输出设备组成
• 程序员无法把所有的硬件操作细节都了解到，管理这些硬件并且加以优化使用是非常繁琐的工作，于是操作系统就诞生了
• 但操作系统还没有丰富的功能，于是程序员就开始编写更多的应用软件来支撑这些功能，应用软件直接使用操作系统提供的功能来间接使用硬件。

三层结构概念:

用户 / 应用软件(QQ, 爱奇艺, 微信...)
操作系统(Linux,Windows,Mac...)
计算机硬件(CPU, 内存, 显示器....)

2. 什么是操作系统(重点)?

• 概念: 操作系统是一个 协调、管理、控制计算机硬件资源 与 应用软件资源的控制程序，它位于计算机硬件与应用软件之间，本质也是一个软件，起呈上启下的作用。

• 意义(作用):

1、控制计算机硬件的基本运行。
2、把使用硬件的复杂操作封装成简单的功能，给上层的应用程序使用。

例子: 我们双击打开一个文件, 其实是操作系统把文件内容从硬盘加载到内存中, 关闭文件, 内容又写回硬盘存着了,

其实, 这个 文件就是操作系统提供给应用程序 / 用户操作硬盘的一种功能

明白点: 操作系统提供了文件这个抽象概念，对文件的操作就是对磁盘的操作，有了文件我们无需再去考虑关于磁盘的读写控制（比如控制磁盘转动，移动磁头读写数据等细节），

3. 应用程序的区分

• 计算机硬件是死的, 硬件的运行都受软件的控制, 所以说软件是计算机的灵魂, 计算机硬件是躯壳.
• 软件可以分为两种:1.系统软件 : 用来控制底层硬件. 2. 应用软件: 应用程序相关逻辑

4. 平台概念

1. 平台: 平台 = 计算机硬件 + 操作系统
2. 跨平台: 软件的跨平台性指的是：我们写出的程序，在任何一个平台中，都能正常运行，这就叫跨平台。跨平台是衡量一款软件质量高低的一个非常重要的指标