【计算机基础知识】
计算机科学的发展历程始于1946年,那一年世界上第一台电子数字计算机ENIAC诞生。这台计算机的出现标志着计算机技术的开端。计算机最初的设计主要是为了科学计算,例如军事用途和复杂数学问题的解决。随着技术的进步,计算机逐渐进入各个行业,成为日常生活和工作中不可或缺的工具。
计算机的技术指标有很多,如字长,它决定了计算机的计算精度。字长越长,计算机处理数据的精度就越高。计算机发展至今经历了四个时代,划分依据主要是计算机的构成元件,从电子管到晶体管,再到集成电路,最后发展到大规模集成电路。
个人计算机(PC)属于微型计算机范畴,体积小、功耗低,与早期的大型机和小型机相比有着显著的区别。计算机能自动处理任务,是因为具备存储程序的能力,这一概念由冯·诺依曼提出,也被称为冯·诺依曼体系结构。计算机的逻辑判断能力主要依赖于软件,尤其是操作系统和编程语言。
计算机应用广泛,涵盖了辅助设计(CAD)、科学计算、数据处理、人工智能等多个领域。其中,科学计算是计算机最早应用的领域,而如今,人工智能成为了最具挑战性和活跃的研究方向。信息处理,如指纹识别、图像和声音处理,也是计算机应用的重要部分。
计算机硬件系统由五大部分组成:中央处理器(CPU)、内存、输入设备、输出设备和外部存储设备。软件则分为系统软件(如操作系统)和应用软件(如财务管理系统、人事管理程序)。操作系统是最贴近硬件的系统软件,负责管理和控制计算机系统资源。
在编程语言中,机器语言可以直接被计算机执行,而高级语言需要通过编译器转换为机器语言。RAM(随机访问存储器)是易失性存储器,断电后数据会丢失,而ROM(只读存储器)则在制造时预置信息,断电后信息仍然保留。Cache(高速缓冲存储器)用于提高内存访问速度,而外存储器如硬盘、光盘和磁带则用于长期存储大量数据。
输入设备包括键盘、鼠标等,输出设备如显示器、打印机。磁盘驱动器既是输入设备(读取磁盘数据)又是输出设备(写入磁盘数据)。计算机的指令集是程序的基础,程序是一系列指令的有序组合,用于解决特定问题。存储器中的数据和指令是计算机运算的基础,而大容量内外存储器的配备使得计算机能够处理复杂问题。
计算机科学和技术涉及到硬件、软件、网络、人工智能等多个方面,它们相互作用,共同构成了现代信息技术的基础。