计算机基础

【一】编程和编程语言

【1】什么是语言

• 语言是人与人之间交流的媒介，例如各个语种，中国的各个地方的方言

【2】什么是编程

• 编程就是指将人类思维逻辑转化成计算机能够理解和执行的指令

【3】什么是编程语言

• 编程语言就是人与计算机之间交流的媒介

【4】为什么要有编程语言

• 人类可以通过计算机进行更高效的工作与交流
• 计算机可按照人类所指定的行为自动完成特定的任务

【二】计算机组成原理

【1】什么是计算机

• 计算机就是通电的大脑，是现代社会科技的重要产物

【2】为什么发明计算机

• 能代替我们人类进行繁杂的数据处理和计算任务，减轻人力负担，实现自动化
• 让它成为人类的奴隶。进行二十四小时工作（人要是工作二十四小时不得累死，也能叫他替死鬼）

【3】计算机的五大组成部分

（1）控制器

• 类似于计算机的大脑，负责协调其他硬件和软件配合工作（就像人一旦脑死亡，身体其他部分也不能动了）

（2）运算器

• 相当于大脑处理运算的部分，实现计算的功能
  • 算数：加减乘除
  • 逻辑：判断条件成不成立

（3）存储器

• 存储数据的部分
  • 外存（长期存储数据的地方）
    • 机械硬盘：数据读取速度慢，价格便宜
    • 固态硬盘：数据读取速度快，价格较贵
    • 数据存储很持久，断电也不会消失，
  • 内存（短期存储数据的地方）
    • 内存条
    • 短期存储的数据断电就会消失

（4）输入设备

• 就是将信息输入到计算机上的设备，类似鼠标键盘

（5）输出设备

• 能将计算机处理过后的结果给我们看到的设备，类似显示屏、投影仪

（6）小结

• 控制器 + 运算器 ---> 人的大脑 运算和处理
• 存储器 ---> 人的大脑 存储记忆
• 输入设备 ---> 人的眼睛、耳朵
• 输出设备 ----> 人的嘴，人的腿

【4】计算机的三大核心硬件

（1）CPU

• 中央处理器

• 由控制器 + 运算器组成

• 用于计算数据，生成指令，控制计算机

（2）内存

• 存储正在运行的程序和临时数据
• 读取速度快，但是基于电工作，断电数据就会消失

（3）硬盘

• 可长期存储我们的数据
• 断电也不会丢失数据，只要硬盘不损坏就能一直保存数据
• 读取速度慢

1b = 8个比特位
1kb = 1024b
1mb = 1024kb
1GB = 1024mb
1TB = 1024GB

【5】计算机执行程序的流程

• 加载阶段： 程序首先存放在硬盘中。
• 加载到内存： 在运行时，操作系统将程序从硬盘加载到内存中，以便CPU能够直接访问。
• CPU执行： CPU从内存中读取程序的指令，进行相应的计算和操作。
• 运算过程： 运算器进行算术和逻辑运算，控制器负责指令的执行流程。
• 结果返回： 计算结果可能被存储回内存，最终可能被写回硬盘以保持数据的持久性。

【三】操作系统基础

【1】为什么要出现操作系统

• 操作系统出现的目的是为了简化硬件操作，提供统一的接口供应用程序使用
• 我们可以通过操作系统的接口去进行程序开发以及相关操作

【2】操作系统

• 操作系统的功能就是帮我们把复杂的硬件的控制封装成简单的接口，对于开发应用程序来说只需要调用操作系统提供给我们的接口即可

【3】常见的操作系统

（1）客户端(PC)

• Windows
• macOS
• Linux

（2）移动端(APP)

• 安卓
• iOS
• 鸿蒙

【4】系统软件与应用软件

（1）系统软件

• 其主要包括硬件管理、设备驱动程序、用户界面等。

（2）应用软件

• 应用软件是为了满足用户特定需求而开发的软件，通过操作系统运行。
• 也就是用户自己在电脑上所安装的的其他软件
• 例如：QQ、微信、抖音、爱奇艺等

【5】计算机系统的三层架构

（1）应用层

• 是计算机系统的顶层，用户直接交互，程序可通过操作系统的接口与底层硬件通信

（2）操作系统层

• 这层连接了顶层与底层，它提供服务让程序在硬件上运行，这层还包括操作系统的内核

（3）硬件层

• 是计算机系统的最底层，也是帮助开发者进行开发最重要的一层

【6】平台

（1）平台是什么

• 平台就是硬件+系统软件

（2）常见的平台

• Windows系统 + 某些硬件
• Linux系统 + 某些硬件
• macOS系统 + 某些硬件

（3）跨平台性

• Python在Windows、Linux还是其他操作系统上都可以运行
• 这也是大多数开发者选择这门编程语言的原因
• 也在另一方面给小白有了更大空间去学习