【计算机程序设计语言】Python全栈【01】计算机基础和程序设计语言

计算机基础

一、计算机发展史

1946年，美国宾夕法尼亚大学推出了世界上第一台电子计算机“ENIAC”。

第一代：电子管数字计算机(1946-1958年)

体积大、功耗高、可靠性低、速度慢(一般每秒几千到几万次)、成本高，但为以后的计算机开发奠定了基础。

第二代：晶体管数字计算机(1958-1964年)

与第一代相比，体积缩小、能耗降低、可靠性提高、计算速度提高(一般每秒10万次，最多300万次)、性能得到了显着提高。

第三代：集成电路数字计算机(1964-1970年)

随着更快的速度(一般为每秒数百万~ 1000万次)、可靠性大幅提高、价格进一步下降、产品进入普遍化、系列化、标准化等领域，应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。

第四代：大型和超大型集成电路数字计算机(截至1970年)

在硬件方面，逻辑组件使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、面向对象语言等。

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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