计算机三大原则

引言

硬件和软件的区别是什么？

• 硬件是看的见摸得着的设备，比如计算机主机、显示器、键盘等。而软件是计算机所执行的程序，即指令和数据。软件本身是看不见的。
• 硬件（Hardware）代表 “硬的东西” ，而软件（Software）代表 “软的东西” 。是硬的还是软的取决于眼睛能否看得到，或者实际上能否用手摸到。

存储字符串 “中国” 需要几个字节？

• 在GBK字符编码下，存储 “中国” 需要4个字节。
• 存储汉字时，字符编码不同，汉字所占用的字节数也就不同。在GBK字符编码下，一个汉字占用2个字节。而在UTF-8字符编码下，一个汉字占用3个字节。

什么是编码（Code）？

• 通常将为了便于计算机处理而经过数字化处理的信息称作编码。
• 计算机内部会把所有的信息都当成数字来处理，尽管有些信息本来不是数字。用于表示字符的数字是 “字符编码” ，用于表示颜色的数字是 “颜色编码” 。

1.1 计算机的三个根本性基础

• 计算机是执行输入、运算、输出的机器
• 程序是指令和数据的集合
• 计算机的处理方式有时和人们的思维习惯不同

1.2 输入、运算、输出是硬件的基础

• 从硬件上来看，可以说计算机是执行输入、运算、输出三种操作的机器。
• 计算机的硬件由大量的 IC（Integrated Circuit，集成电路）组成。每块 IC 上都带有许多引脚。这些引脚有的用于输入，有的用于输出。IC 会在其内部对外部输入的信息进行运算，并把运算结果输出到外部。

• 无论是多么复杂的功能，都是通过组合一个又一个由输入、运算、输出构成的流程单位来实现的，这是毋庸置疑的事实。
• 输入、运算、输出三者必须成套出现，缺一不可。

1.3 软件是指令和数据的集合

• 所谓程序，只不过是指令和数据的集合。无论程序多么高深、多么复杂，其内容也都是指令和数据。
• 所谓指令，就是控制计算机进行输入、运算、输出的命令。把向计算机发出的指令一条条列出来，就得到了程序。在程序设计中，会为一组指令赋予一个名字，可以称之为 “函数” “语句” “方法” “子程序” 等。
• 程序中的数据分为两类，一类是作为指令执行对象的输入数据，一类是从指令的执行结果得到的输出数据。在编程时程序员会为数据赋予名字，称其为 “变量” 。
• 无论是哪个程序，其内容都是数值的罗列，每个数值要么是指令，要么是数据。

1.4 对计算机来说什么都是数字

• 计算机用数字表示所有信息。
• 例如，计算机在处理文字时，会先把文字转换成相应的数字再做处理，这样的数字叫作 “字符编码” 。
• 无论计算机所处理的信息是什么形式，只要把它们都当成是数字就可以了。

1.5 只要理解了三大原则，即使遇到难懂的最新技术，也能轻松应对

例子

这里摘录了一段有关.NET技术的介绍，.NET 是微软公司率先提出的一种新技术。如果要正式地介绍 .NET 技术，就会像下面这样进行说明。

有关.NET的说明之一

• 微软公司率先提出了作为新一代互联网平台的 .NET 技术。作为. NET 核心的 XML Web服务使用通用技术 SOAP、XML，促使企业间的计算机协同工作。

把.NET的核心技术对照着计算机三大原则再介绍一遍的话，就会像下面这样进行说明。

有关.NET的说明之二

• 计算机是执行程序的机器。程序是指令和数据的集合。为了使互联网上相互连接的计算机能通过程序协同工作，微软公司采用了 SOAP 以及 XML 规范。SOAP 是关于调用指令的规范，XML 则是定义数据格式的规范。
• 只要定义出了指令和数据的规范，装有符合规范的程序的计算机自然就可以相互协作了。所谓计算机的协同工作指的是，输入到一台计算机中的数据，可以通过互联网传送到与这台计算机相连的其他计算机上执行运算，运算所输出的结果再返回给这台计算机。像这样部署在其他计算机上能执行某种运算的程序就叫作 XML Web 服务。

1.6 为了贴近人类，计算机在不断地进化

• 围绕着计算机的技术正在以狂奔般的速度不断进化，与其说是日新月异，倒不如说是 “秒新分异”。
• 计算机进化的目的只有一个——与人类更加相近。
• 编程方法也在进化，进化的成果是诞生了两种编程方法，面向组件编程（Component Based Programming）和面向对象编程（Object Oriented Programming）。这两者的进化目标一致，都是使程序员可以在编程中继续沿用人类创造事物时的方法。