Python 计算机基础和程序设计语言


计算机基础

一、计算机的发展历史

1946年,世界上第一台电子计算机“ENIAC”在美国宾夕法尼亚大学问世;
第一代:电子管数字计算机(1946-1958年)
体积大、功耗高、可靠性差、速度慢(一般为每秒数千次至数万次)、价格昂贵,但为以后计算机的发展奠定了基础;
第二代:晶体管数字计算机(1958-1964年)
和第一代相比体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高(一般为每秒数10万次,可高达300万次)、性能有很大的提高;
第三代:集成电路数字计算机(1964-1970年)
速度更快(一般为每秒数百万次至数千万次)、可靠性有了显著提高、价格进一步下降,产品走向了通用化、系列化和标准化等,应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域;
第四代:大规模和超大规模集成电路数字计算机(1970年至今)
硬件方面,逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI);软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。

二、计算机的组成

1、硬件:

CPU:即中央处理器,是一台计算机的运算核心和控制核心。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU由运算器、控制器、寄存器、高速缓存及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。作为整个系统的核心,CPU也是整个系统最高的执行单元,因此CPU已成为决定电脑性能的核心部件,很多用户都以它为标准来判断电脑的档次。
内存:体积小,速度快,有电可存,无电清空,即电脑在开机状态时内存中可存储数据,关机后将自动清空其中的所有数据。
外存:外存储器用于存放暂时不用的程序和数据。内存储器和外存储器之间常常频繁地交换信息。外存通常是磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD等,能长期保存信息,并且不依赖于电来保存信息,但是由机械部件带动,速度与CPU相比就显得慢的多。
I/O设备:就是指可以与计算机进行数据传输的硬件。最常见的I/O设备有打印机、硬盘、键盘和鼠标。

2、操作系统:

操作系统(operating system,缩写OS)是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序,同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统的类型非常多样,不同机器安装的操作系统可从简单到复杂,可从移动电话的嵌入式系统到超级计算机的大型操作系统。许多操作系统制造者对它涵盖范畴的定义也不尽一致,例如有些操作系统集成了图形用户界面,而有些仅使用命令行界面,而将图形用户界面视为一种非必要的应用程序。

3、系统软件和应用软件:

例如QQ、微信、Microsoft Office等。

程序设计语言

1、机器语言

机器语言是由二进制 0、1 代码指令构成,不同的 CPU 具有不同的指令系统。机器语言程序难编写、难修改、难维护,需要用户直接对存储空间进行分配,编程效率极低。这种语言已经被渐渐淘汰了。

2、汇编语言

汇编语言指令是机器指令的符号化,与机器指令存在着直接的对应关系,所以汇编语言同样存在着难学难用、容易出错、维护困难等缺点。但是汇编语言也有自己的优点:可直接访问系统接口,汇编程序翻译成的机器语言程序的效率高。

3、高级语言

高级语言是面向用户的、基本上独立于计算机种类和结构的语言。其最大的优点是:形式上接近于算术语言和自然语言,概念上接近于人们通常使用的概念。高级语言的一个命令可以代替几条、几十条甚至几百条汇编语言的指令。因此,高级语言易学易用,通用性强,应用广泛。

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