计算机基础知识

编程的基本概念
"编程"一词的由来
编程语言的分类
- 机器语言
- 汇编语言
- 高级语言
计算机的认识
计算机的基本组成
组装计算机
计算机实际上只认识加法
" 八进制 " 引入
计算机系统设计的‘开山鼻祖’
世界公认的第一名软件工程师
现代计算机之父
莱布尼茨提出" 二进制 "说法之一
" BUG " 由来
世界上第一台电子计算机
进制转换
进制中的基数、数码、位权
计算机中的单位
杂谈

编程的基本概念

通俗讲，就是写代码。程序员使用特定的语法 + 数据结构组成的代码去告诉计算如何执行任务的过程。

"编程"一词的由来

“编程”一词延伸于“杰卡德编织机”

编程语言的分类

机器语言

    a) 计算机底层只能识别0和1，那么由0和1描述的指令称为机器指令；b) 所有机器指令组成的集合称为机器语言；c) 由机器语言编写的程序称为目标程序；d) 只有目标程序才能被计算机直接识别和执行；e) 机器语言属于低级语言，是最底层的语言；f) 除了计算机生产厂家的专业人员外，绝大多数的程序员已经不再去学习机器语言了；g) 机器语言是微处理器理解和使用的。

汇编语言

 a) 与机器语言相比并没有实质的区别，只是将机器指令换成了便于理解、记忆和使用的单词，比较底层；b) 由汇编语言编写的程序称为汇编程序c) 用汇编语言所能完成的操作不是一般高级语言所能够实现的，而且源程序经汇编生成的可执行文件不仅比较小，而且执行速度很快。

高级语言

由高级语言所编写的程序不能直接被计算机所识别，必须转换成机器语言才能被执行，而转换方式决定了高级语言种类之间的本质区别。

分类：①编译型C, C++, Go, Delphi将代码一次性编译成目标代码(*.obj)，生成可执行文件，可以脱离语言环境独立使用，所以使用方便、运行速度快如果中间代码出现错误，修改后，只能从头开始再翻译，所以开发效率低在某个平台上开发的程序放到另一个平台上，不一定能正常运行，所以跨平台性差②解释型C#, Python, JAVA, JavaScript, Ruby, PHP将代码交给解释器逐行翻译成目标代码，并且逐行执行，类似生活中的”同声传译“优：开发效率高可以跨平台劣：运行速度慢依赖解释器

计算机的认识

计算机是用来计算和通讯的；
计算机，俗称‘电脑’，电子人脑。能够进行数值计算、逻辑计算以及记忆存储功能, 能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。
通俗讲: 最初发明计算机，是为了进行科学计算，只要能进行数据处理（计算、运算）的，都可以称之为计算机，比如：计算器。

计算机的基本组成

1. 主板
2. CPU
3. 内存
计算机最底层是 电子电路，计算机只能识别高电频 和 低电频，也就是1、0

组装计算机

CPU 看主频、核心数
内存 看大小、型号（一般就DDR4、显卡用DDR5）、主频（海盗船、玩家国度）
显卡 看显存、型号（比如：N卡 GTX 1080  红色的数值越高越厉害、蓝色的数值代表第十代产品，N卡玩游戏； A卡作图）、位宽（数值越高代表数据进出量越高，则性能越好）
硬盘 （反正市面上，能买到三星正品的机率很小，而且也特别贵）

计算机实际上只认识加法

首先来了解，机器数和真值
1，   机器数
一个数在计算机中的二进制形式，叫做这个数的机器数。机器数是带符号的，最高位存放符号，正数为0，负数为1
例: +3，00000011；-3，100000112，   真值
将机器数的符号位0和1符号化成+和-
例: 00000011的真值 = +0000011 = +3，10000011的真值 = -0000011 = -3 再来了解，原码、反码和补码首先，因为人脑可以知道第一位是符号位，在计算的时候我们会根据符号位，选择对真值区域的加减。但是对于计算机，加减乘除已经是最基础的运算，要设计得尽量简单，计算机辨别‘符号位’显然会让计算机的基础电路设计变得十分复杂！于是人们想出了将符号位也参与运算的方法。我们知道，根据运算法则减去一个正数等于加上一个负数。即：1 - 1 = 1 + (-1) = 0,所以机器可以只有加法而没有减法，这样计算机运算的设计就更简单了原码、反码和补码都是有符号的用二进制表示数的方法，均由符号位和数值位构成1，    原码原码是由0和1表示的符号位加上真值的绝对值，即用第一位表示符号，其余为表示值。例: -3 = 1[-0000011] = 1000 0011+3 = 0[+0000011] = 0000 0011原码是人脑最容易理解和计算的表示方式2， 反码正数的反码是其原码本身负数的反码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各个位取反-3 = 1[-0000011] = (1000 0011)原 = (1111 1100)反+3 = 0[+0000011] = (0000 0011)原 = (0000 0011)反3，    补码正数的补码就是其本身负数的补码就是在反码的基础上 + 1-3 = 1[-0000011] = (1000 0011)原 = (1111 1100)反 = (1111 1101)补+3 = 0[+0000011] = (0000 0011)原 = (0000 0011)反 = (0000 0011)补在计算机系统中，数值一律用补码来表示（存储）。主要原因：1. 使用补码，可以将符号位和其它位统一处理；2. 其他运算也可按加法来处理；3. 另外，两个用补码表示的数相加时，如果最高位（符号位）有进位，则进位被舍弃；4. 补码与原码的转换过程几乎是相同的。

" 八进制 " 引入

小型机引入了**八进制**

计算机系统设计的‘开山鼻祖’

巴贝奇，计算机系统设计的‘开山鼻祖’

世界公认的第一名软件工程师

Ada(阿达, 女性)，世界公认的第一名软件工程师

现代计算机之父

计算机之父：冯洛伊曼
基本思想：1. 计算机内部采用二进制；2. 顺序执行程序；3. 计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备以及输出设备五大部分组成

莱布尼茨提出" 二进制 "说法之一

莱布尼茨独立发明微积分与牛顿齐名，又对计算机提出‘二进制’的设计思路。其中有一个说法，他提出‘二进制’的思路，来源于中国。
公元1700左右，莱布尼茨的一位友人送于他一幅画，名为‘八卦’，是宋朝人邵雍摹绘的一张‘易图’。
莱布尼茨用放大镜仔细观察八卦的每一卦象，发现它们都是由阳（-）和阴（--）两种符号组成。
若认为阳为‘1’，阴为‘0’，八卦恰好组成了二进制000到111共8个基本序数。
正是在中国人睿智的启迪下，莱布尼茨最终悟出了二进制之真谛。
虽然，他自己设计的计算机用的还是十进制，但他率先系统提出了二进制数的运算法则，
直到今天，二进制数仍然左右着现代电脑的高速运算。

" BUG " 由来

世界上第一台大型计算机Mark 1，为它编写程序的是一位女数学家
格雷斯·霍波（G· Hopper）（第三名程序员）。
有一天，她在调试程序时出现了故障，拆开了继电器后，发现有只飞蛾夹扁在触点中间，
从而‘卡’住了机器运行。于是，Hopper诙谐地把程序故障统称为‘臭虫’（bug），
而这一奇怪的‘称呼’，后来成为计算机领域的专业行话，调试程序就叫做‘Debug’。（反bug）

世界上第一台电子计算机

1946年2月14，西方情人节，美国军方定制的世界上第一台电子计算机‘ENIAC’（电子数字积分计算机）
在美国宾夕法尼亚大学问世了。是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研制的。

进制转换

https://blog.csdn.net/qq_32617703/article/details/101202479

进制中的基数、数码、位权

基数：例如十进制，基数为10
数码：例如十进制，0、1、2、3、4...就是十进制的数码
位权：例如十进制，从低位到高位(右 至 左) 依次表示为10的0次方、10的1次方...

计算机中的单位

0或1所占的空间单位为bit(比特),是计算机中最小的表示单位
8bit = 1Bytes （字节），是计算机中最小的存储单位
1KB = 1024B
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB
1PB = 1024TB
1EB = 1024PB
1ZB = 1024EB
1YB = 1024ZB
1BB = 1024YB

杂谈

（1）google： 10100
（2）google-plex：10google
（3）宇宙直径：约 1026米
（4）宇宙粒子数：约 1080个
（5）地球沙粒数：约 7.5x1018
（6）宇宙大爆炸后(准确说是，大爆炸后的普朗克时间)的宇宙密度：1096千克/立方米
（7）1英寸 = 2.54厘米
（8）球的体积：4/3 * PI*R3
（9）圆的面积：PI * R2
（10）三角形的面积：底 * 高 * 0.5
（11）黄金比例：长边比短边，1.618；短边比长边，0.618
（12）毕达哥拉斯定理（勾股定理）计算笛卡尔平面上的两点之间的距离A: (x1, y1)    B: (x2, y2)dist = sqrt((x1 – x2)2 + (y1 – y2)2)
（13）二战，最后以美国、苏联、中国、英国等反法西斯国家和世界人民战胜侵略者而终止。
其终止的真正的原因是美国向日本的广岛和长崎投掷了两颗原子弹。但本来是投掷到日本东京的。
中途出现了误差，为了计算精确，美国组织科学研制计算机。
（14）熟记：2^0 ： 12^1 ： 22^2 ： 42^3 ： 82^4 ： 162^5 ： 322^6 ： 642^7 ： 1282^8 ： 2562^9 ： 5122^10 ： 10242的几次方（n），其实有n+1位二进制；2的几次方（n）表示他后面所有权值加起来的和等于2^n-1。正是因为2^0 ~ n-1加起来的和表示不了那个值，所以就有2^n

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