计算机硬件

1.计算机的发展

2.我国计算的发展

• 我国从1956年开始计算机的科研和教学工作；
• 1960年我国第一台自行设计的通用电子计算机107机诞生；
• 1964年我国研制成大型通用电子计算机119机；
• 1983年每秒运行一亿次的银河巨型计算机在国防科技大学诞生；1992年研制成功每秒运行10亿次的“银河Ⅱ”巨型计算机；1997年又研制成功每秒运行130亿次的“银河 Ⅲ”巨型计算机；
• 我国较有名的微型计算机品牌有：“联想”、“长城”、“方正”等；

3.冯·诺依曼理论

1944年，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出计算机基本结构和工作方式的设想，为计算机的诞生和发展提供了理论基础。时至今日，尽管计算机软硬件技术飞速发展，但

计算机本身的体系结构并没有明显的突破，当今的计算机仍属于冯·诺依曼架构。其理论要点如下：

1、计算机硬件设备由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备5部分组成。

2、存储程序思想——把计算过程描述为由许多命令按一定顺序组成的程序，然后把程序和数据一起输入计算机，计算机对已存入的程序和数据处理后，输出结果。

美籍匈牙利科学家冯·诺依曼最先提出程序存储的思想，并成功将其运用在计算机的设计之中，根据这一原理制造的计算机被称为冯·诺依曼结构计算机，由于他对现代计算机技术的突出贡献，因此冯·诺依曼又被称为“计算机之父”。

4.计算机硬件组成部分：

等待插入图片

CPU(Central Processing Unit) 即中央处理器，是硬件系统的核心部件，被称为计算机的“大脑”，又称“微处理器”。由运算器（计算）+控制器（指挥）+寄存器组成。负责读取并执行指令，主要包括运算器和控制器两大部分，缺少前两者就无法正常启动计算机。

运算器：进行指定的算术或逻辑运算，结果送回主存储器或暂存在CPU内的寄存器中。

控制器：控制整个系统工作。

CPU的主要性能指标是主频和字长。

CPU字长：电脑技术中对CPU在单位时间内(同一时间)能一次处理的二进制数的位数叫字长。所以能处理字长为8位数据的CPU通常就叫8位的CPU。同理，32位的CPU就能在单位时间内处理字长为32位的二进制数据。目前常见的计算机CPU字长为32位和64位。

存储器：具有记忆功能的物理器件，用于存储信息。存储器分为内存和外存。

内存是半导体存储器(主存)

内存按工作原理分为只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)和高速缓冲存储器(Cache)。

• ROM(ReadOnlyMemory)：只能读，不能用普通方法写入，通常由厂家生产时写入，写入（断电）后数据不容易丢失，也可以用特殊方法(如紫外线擦除(EPROM)或电擦除(EEPROM_存储器)；
• RAM(RandomAccessmemory)：是内存中最重要的存储器，可读可写，断电后内容全部丢失，所谓的内存条就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板，它插在计算机中的内存插槽上；
• Cache：因为CPU读写RAM的时间需要等待，为了减少等待时间，在RAM和CPU间需要设置高速缓存Cache，断电后其内容丢失。

外存

存储器：简称“外存”，用于处置长期保存的数据，一般处于电脑外部，断电后数据不会丢失。相对内存而言，外存读写速度慢，但存储容量大。主要包括硬盘、光盘、U 盘（USB闪存盘）等类型。 磁性存储器——软盘和硬盘；光电存储器——光盘，它们可以作为永久存器。

输入设备：在计算机与人交互时，接受外部命令或者需要加工的数据。常用的输入设备包括键盘、鼠标、手写笔、触摸屏、麦克风、扫描仪、视频输入设备、条形码扫描器等。

输出设备：在计算机与人交互时，将处理结果以人类能够识别/感受的方式呈现出来的设备。常用的输出设备包括显示器、打印机、绘图仪、音箱等。

5.空间换算

存储容量：是该存储设备上可以存储数据的最大数量，通常使用千字节（kb kilobyte）、兆字节（MB megabyte）、吉字节（GB, gigabyte）、太字节（TB ， terabyte）和PB(Petabyte)、EB(Exabyte)等来衡量。

基本单位 Byte（字节）

最小单位bit（比特、位）

1GB = 1024MB

1MB = 1024KB

1KB = 1024Byte

1 Byte = 8bit

6.图片/视频存储与屏幕分辨率

分辨率：

分辨率就是屏幕上显示的像素个数，分辨率160×128 的意思是水平方向含有像素数为 160个，垂直方向像素数128 个。屏幕尺寸相同，分辨率越高，显示效果就越精细和细腻。

图片存储：

给出一张图片的分辨率和色彩的位率（位率越高色彩越多），要算出这张图片所占的空间（一般是 MB）。

计算公式：

水平方向像素数×垂直方向像素数×色彩位率=图片所占空间（bit）

计算完毕后记得转化单位。

例如：某张图片的分辨率为1024×1024，是24位真彩色，求这张图片占了多少 MB。

$\frac {1024×1024×24} {1024×1024×8}$ = 3 MB

视频大小

一个视频可以视为很多图片的集合，显然，图片的张数为时长乘帧数（每秒几张图片）

计算公式：

水平方向像素数×垂直方向像素数×色彩位率×视频时长×视频帧数=视频所占空间

（单位：bit）

例如：一部25帧每秒，90分钟，分辨率为1024×768，24位真彩色的电影，若没有经过压缩，储存视频信息需要的储存空间大约为？

$\frac {1024×768×24×25×60×90} {1024×1024×1024×8}$ = 296.63085 ≈ 296 GB

7.图灵奖

由美国计算机协会(ACM)于1966年设立，又叫“A.M.图灵奖”，专门奖励那些对计算机事业作出重要贡献的个人。其名称取自计算机科学的先驱英国科学家艾伦·图灵。

它是计算机界最负盛名、最崇高的一个奖项，有“计算机界的诺贝尔奖”之称。

艾伦·图灵(AlanTuring，又译为阿兰·图灵,1912－1954)，英国科学家，他是计算机人工智能技术的鼻祖，被称为“计算机科学之父”。

1937年他提出了能思考的计算机——图灵机的概念，推进了计算机理论的发展。图灵 机模型是一种抽象计算模型，用来精确定义可计算函数，是实现机器人的最基本的一个理论模型。

1950年，艾伦·图灵发表题为《计算机能思考吗》的论文，设计了著名的图灵测验，解决了如何判定机器人是否具有同人类相等的智力的问题。

8.克劳德·香农（美）

科学家，创造了信息论，提出了某种信息从一处传送到另一处所需的全部设备所构成

的系统

微型机的主要技术指标

字长：

指计算机能够直接处理的二进制数据的位数。单位为位(bit)

主频：

指计算机主时钟在一秒钟内发出的脉冲数，在很大程度上决定了计算机的运算速度。

内存容量：

是标志计算机处理信息能力强弱的一向技术指标。单位为字节

外存容量：一般指软盘、硬盘、光盘。

10.计算机语言常识

机器语言/机器码：

最早的语言，计算机能识别的语言，由二进制数字 0/1 组成，速度快，人类编码难度高，一般由计算机自动转换。

汇编语言：

用符号代替二进制数，计算机不能直接识别，需要用编译器进行编译，难度依然很大，目前除了对性能要求极高的需求以外不被使用。

高级语言：

如今的编程语言（C++，JAVA 等），需要用编译器，难度小，分为编译方式和解释方式两种编译方式。

编译方式（C++）：

先对整个程序进行编译（会进行多次分析），再执行程序。速度快（进行多次编译对程序进行优化）。

解释方式（Python/PHP）：

扫描一行解释一行，速度慢（无法进行优化）

11. 计算机网络

典型的国家顶级域名有.cn （中国）、.us （美国）、.uk（英国）、.jp（日本）、.sg （新加坡）等。

典型的通用顶级域名有.edu（教育机构）、.gov （政府部门）、.net（网络组织）、.com （商业组织）、.org（各类组织机构（包括非盈利团体））、.mil（军事部门）等。

软件和操作系统

计算机软件可分为系统软件和应用软件两大类。

系统软件：

用来支持应用软件的开发和运行的，主要是操作系统软件，如：DOS、Windows95/98/2000、Unix、Linux、WindowsNT；

应用软件：

为了某个应用目的而编写的软件，主要有文字处理软件、电子表格软件、数据库管理软件等。

各种文件的后缀名：

文件类型	扩展名
可执行文件	com、exe
图像文件	bmp、jpg/jpeg、png、gif
视频文件	avi、rm、rmvb、mpeg
文本文件	txt
Office文档	doc、xls、ppt
网页文件	htm、html、asp
源程序文件	pas、c、cpp
动态链接库文件	dll
压缩文件	rar、zip