基础知识

leon928 · 2023-10-26 19:02:10 · 个人记录

基础知识

一、【1】计算机的历史和常见用途

1. 计算机历史

1. 机械计算器阶段(1930前）

   图：早期的机械计算器

   图：差分机和分析机

2. 电子计算机阶段(1930~1950)

   图：第一台通用计算机 ENIAC

   • 第一台通用的、完全电子的计算机1946 年诞生于美国宾夕法尼亚大学的 ENIAC。

   百科：第一台通用计算机 ENIAC

3. 基于冯诺依曼结构计算机阶段(1950后)

   图：冯·诺依曼架构结构计算机

   知乎：一套用了 70 年的计算机架构 —— 冯·诺依曼架构

2. 计算机分代

1. 第一代，真空管作为电子开关，体积庞大；

   图：第一台电脑用的真空管

   图：继电器计算机（第一代a）

2. 第二代，晶体管代替了真空管，体积缩小，成本减少；

   图：电子管计算机（第一代b）

   图：晶体管计算机（第一代c同时也是第二代）

3. 第三代，集成电路，进一步降低了体积和成本；

   图：集成电路计算机

4. 第四代，集成电路进一步大规模化，微型计算机出现；

   图：微型台式计算机

   图：微型笔记本计算机

5. 量子计算机

   图：九章量子计算机

3. 计算机的时代

1. 电子管计算机时代（1946—1958年）
2. 晶体管计算机时代（1959—1964年）
3. 集成电路计算机时代（1965—1970年）
4. 大规模集成电路计算机时代（1971年至今）

二、【1】计算机的基本构成

1. 中央处理单元(CPU)

计算机芯片（集成电路）制造的主要原料是硅。

1. 控制单元：控制各个子系统的操作，控制单元可以作为CPU的一部分，也可以安装于CPU外部；
2. 算术逻辑单元：负责对数据进行逻辑、移位和算术运算；
3. 寄存器组：用来临时存放数据，是高速独立的存储单元；
   1. 数据寄存器
   2. 指令寄存器
   3. 程序计数器

2. 内存

• 存储运行时数据，断电后无法保存数据；
• 每一个存储单元都有唯一的标识，称为地址；

1. 随机存储器(RAM)
2. 只读存储器(ROM)
3. 高速缓存(CACHE)

3. 外存

1. 可长期保存数据，常见有磁盘(硬盘)、光盘和闪存(U盘)等设备；

4. 输入和输出(I/O)设备

1. 数据输入(input)的设备，常见有鼠标、键盘、麦克风、扫描仪等；
2. 数据输出(output)的设备，常见有显示器、打印机、扬声器等；

三、【1】Windows、Linux 等操作系统的基本概念及其常见操作

1. DOS：基于命令行界面的操作系统；
2. Windows：常用的家用电脑操作系统；
3. Linux：常用的服务器操作系统；(开源免费)
4. MacOS：苹果电脑自带操作系统；
5. UNIX：Unix是最早的操作系统之一，Linux和macOS都是基于Unix内核的操作系统；
6. HarmonyOS：华为鸿蒙系统，中国自主研发的操作系统；

四、【1】计算机网络和 Internet 的基本概念

计算机网络：利用通信线路和通信设备，将多台计算机互连起来，实现资源共享和信息传递

• 按连接方式
  1. 有线网
     1. 宽带
     2. 光纤
  2. 无线网
     1. WIFI
     2. 蓝牙
     3. GPRS
• 按范围分类
  1. 局域网(LAN)：小范围有限区域内的网络。
     1. 家庭内部网络
     2. 公司内部网络
     3. 学校内部网络
  2. 城域网(MAN)：通常能覆盖城市范围的网络。
     1. 城市交通网络
  3. 广域网(WAN)：也称外网、公网，是连接不同地区局域网或城域网计算机通信的远程网，能连接多个地区、城市和国家。
     1. 公共电话网络
  4. 互联网(Internet)：又称因特网、国际网络，指的是网络与网络之间所串连成的庞大网络，这些网络以一组通用的协议相连，形成逻辑上的单一巨大国际网络。
     1. 中国的国家顶级域名是.cn
     2. 基本协议(TCP/IP)
     3. 物理层
     4. 数据链路层
     5. 网络层
     6. 传输层
     7. 应用层
     8. 常见应用层协议
     9. 超文本传输协议(HTTP)
     10. 电子邮件协议(STMP、POP和IMAP)
     11. 文件传输协议(FTP)
     12. 远程登录(TELNET)

五、【1】NOI 以及相关活动的历史

• CCF：中国计算机学会；
• 原则：公平公正；
• 背景：1984年指出：“计算机的普及要从娃娃做起”；
• 创办：1984年创办全国青少年计算机程序设计竞赛；
• 更名：后更名为《全国青少年信息学奥林匹克竞赛》；

全国青少年信息学奥林匹克竞赛系列活动简介

六、【1】NOI 以及相关活动的规则

NOI 相关活动条例规定

七、【1】位、字节与字

1. 进制：进位计数制度，是一种带进位的计数方法（n进制，逢n进位）；
   1. 计算机系统中使用的数制是二进制，它只包含两个数字0和1；
   2. 在计算机二进制中，每个数字位（bit）只能是0或1，表示不同的电平状态；
   3. 计算机中的数据和指令都以二进制形式存储和处理；
   4. 计算机的所有操作，包括存储、运算和通信，都是基于计算机二进制原理的基础上进行的；
2. 位(bit)：数据的最小单位，又称比特(bit)，指二进制中的一个位；
3. 字节(Byte)：数据存储容量的基本单位，指二进制的8个位为一字节；
4. 字(word)：数据处理和运算的单位，1字中包含的二进制位数称为字长，不同的计算机有不同的字长，通常会有16位、32位、64位；

练习

计算机基础知识（测试1)

计算机基础知识（测试2)

计算机基础知识（测试3)