计算机概论课程详解：从系统结构到网络安全的全面基础知识
计算机的基本知识（1） - 简介背景
计算机简介是计算机科学领域的基本课程，旨在介绍计算机的基本概念，原理和应用。通常包括以下主题：
计算机系统结构：介绍计算机硬件组成和系统级编程的基本知识。操作系统：介绍操作系统的基本概念和功能，例如过程管理，存储管理和文件系统。数据结构和算法：介绍数据结构和算法的基本概念，例如数组，链接列表，树和图。编程语言和编译器：编程语言基本概念和语法的简介，以及编译器的工作原理。软件工程：介绍软件开发的基本过程和方法，例如需求分析，设计，实施和测试。计算机网络：介绍计算机网络的基本概念和技术，例如TCP/IP协议，域名系统和网络安全。
它通常涵盖计算机科学领域的基本概念和知识。现在，它主要从以下方面表达，这也是学习和理解的主要部分。
计算机开发计算机分类的简短历史计算机架构计算机层次结构和编程语言计算机计算单元计算机字符和编码集
计算机简介背景的知识点从上述六个方面进行整理。
1。计算机开发的简短历史
简短的计算机开发历史主要分为以下四个阶段和未来计算机的第五阶段。
1.1第一阶段：电子管计算机
1.2第二阶段：晶体管计算机
贝尔实验室的三名科学家发明了晶体管
1.3第三阶段：集成电路计算机
德州仪器工程师发明综合电路（ICS）
计算机有资格进入数千个家庭
1.4第四阶段：超大级集成电路计算机
1.5第五阶段：未来计算机
使用蛋白质分子作为主要原材料的生物计算机
遵循量子力学的物理计算机
1.6微型计算机的发展历史
单核CPU-受性能的限制
多核CPU-摩尔定律
综合电路的性能将每18-24个月翻一番
2。计算机分类2.1超级计算机
2.2大型机2.3迷你计算机（服务器）2.4工作站
2.5微型计算机
3。计算机系统和结构3.1 von Neumann系统
冯·诺伊曼系统（Von Neumann System）是计算机科学中最重要的架构之一，是基于以下原则设计的：
存储的程序：计算机中的指令和数据存储在同一内存中，可以在程序运行时动态加载和执行。中央处理单元（CPU）：CPU是计算机的核心，该计算机执行指令并执行数据处理。算术逻辑单元（ALU）：ALU是CPU的一部分，负责执行算术和逻辑操作。内存：计算机中的数据和说明存储在内存中，可以在程序运行时的任何时候读取和写作。输入和输出设备：计算机可以通过输入设备（例如键盘和慕斯）输入数据，并通过输出设备（例如监视器和打印机）向用户输出结果。
冯·诺伊曼（Von Neumann）体系结构广泛用于现代计算机系统中，并提供了一种简单，高效和灵活的方式来组织和执行计算机程序。
现代计算机都是冯·诺伊曼（Von Neumann）机器，它们一起存储程序说明和数据。
冯·诺伊曼机器的功能：
冯·诺伊曼（Von Neumann）的优势：
3.2 von Neumann瓶颈
冯·诺伊曼（Von Neumann）瓶颈是计算机架构中的性能瓶颈，该瓶颈主要是指处理器只能同时处理一项指令，但不能同时处理多个说明。这意味着处理器必须等待下一个指令在继续执行之前将下一个指令发送到其寄存器，因此在某些情况下，处理器的效率是有限的。可以通过使用多处理器计算机系统来解决这种情况，在该系统可以同时处理不同的指令，从而改善整个系统的性能。
CPU的运行速度比内存更快，导致频繁闲置。
3.3现代计算机的结构3.4现代计算机结构与von Neumann结构之间的主要区别
现代计算机结构和von Neumann结构之间的主要区别是：
现代计算机结构包括多核，多处理器和并行处理等技术，而von Neumann Architectures仅限于单个处理器和串行处理。现代计算机结构通常使用存储的程序技术，允许程序和数据在内存中自由移动，而von Neumann结构仅限于存储在程序中的指令的数据流。现代计算机结构通常使用更先进的公交技术和缓存技术来提高计算机的性能和效率。现代计算机结构通常采用更灵活的处理器架构和多核技术来满足不同的应用需求。
通常，现代计算机结构比von Neumann结构更有效，灵活和多样化。
4。计算机级别和编程语言4.1程序翻译和程序说明
程序翻译是将一个计算机程序源代码转换为另一个计算机程序的过程。它可以将源代码从一个计算机编程语言转换为另一种计算机编程语言，以便于在不同的计算机系统上操作。程序翻译通常由计算机程序实现，该计算机程序将源代码转换为目标代码并在目标系统上执行翻译代码。
程序解释是按行解释和执行计算机程序源代码行的过程。程序解释器将源代码转换为目标代码，并在目标系统上执行它。与程序翻译相比，程序解释是按行执行的一个过程，无需将整个源代码转换为目标代码。程序解释通常比程序翻译更容易理解和调试，但运行缓慢。
在以下示例中，高级计算机语言L1和低级计算机语言L0
4.2计算机层次结构和编程语言
计算机级别通常包括以下方面：
硬件层：计算机硬件层是指计算机的物理部分，包括处理器，内存，硬盘，输入和输出设备等。这些硬件构成了计算机的基础架构。操作系统层：操作系统层是指计算机上的操作系统，该操作系统是控制和管理计算机硬件资源的软件系统。操作系统的主要功能是为用户和应用程序提供友好的接口，以及管理和协调各种硬件资源。应用程序层：应用层是指各种应用程序，例如办公软件，游戏，图形和图像处理软件等。应用程序通过操作系统提供的接口使用计算机硬件资源。编程语言层：编程语言层是指人类使用的各种编程语言，例如C，Java，Python等。编程语言提供了一种抽象的方法，使程序员能够使用语法来描述计算机应执行的内容，从而实现各种应用程序。
编程语言的类型通常分为低级语言和高级语言。低级语言包括机器语言和汇编语言，这些语言直接控制计算机的硬件资源。高级语言包括各种类型的面向对象的编程语言，功能编程语言等。它们更接近人类的自然语言，并提供更高级别的抽象和封装，使程序员可以更多地专注于解决问题而不注意计算机的基本细节。
硬件逻辑层
微序列机层
传统的机器层
操作系统层
汇编语言层
高级语言层
应用层
5。计算机计算单元5.1容量单元
字节：1字节= 8bits
1000000000 bytes
bitbytekbmbgbtbpbeb
姓名
位
字节
千字节
兆字节
Ji字节
陆地字节
字节
AI字节
部分
8bits
1024b
1024KB
1024MB
1024GB
1024TB
1024eb
通用设备
门电路
登记
缓存
内存/硬盘
硬盘
云硬盘
数据仓库
1024 = 2101024 = 2^{10} 1024 = 210
1G内存，可以存储多少个数据？可以存储多少位数据？
1G = 1024^3bytes = 1024^3*8bits
为什么我在格式化后仅在线购买465克的500G移动硬盘？
100m这里并不意味着容量
5.2速度单位
网络速度
100m = 100m/s
为什么电信会以每秒12m的峰值测试速度拉100m纤维？
通用网络单位是（Mbps）
100m/s = 100Mbps = 100mbit/s
100mbit/s =（100/8）Mb/s = 12.5mb/s
CPU速度
6。计算机字符和编码集6.1字符编码的历史集
ASCII代码
扩展的ASCII代码
角色编码集的国际化
6.2中文编码集GB2312 GBK与全局角色集兼容：Unicode
Windows系统默认使用GBK编码
建议编程UTF-8编码
