一、计算机历史

1. 关于计算机

代别	年代	元件	应用
第一代	1940s-1950s	电子管	科学计算、军事研究
第二代	1950s-1960s	晶体管	数据处理、事物处理
第三代	1960s-1970s	集成电路	工业控制的各个领域
第四代	1970s-1980s	大规模、超大规模集成电路	各个领域
第五代	1980s-至今	智能计算机系统	人工智能习

世界世界第一台通用、可编程的电子计算机是"ENIAC"，在1946年2月14日宾夕法尼亚大学诞生。

2. 计算机名人

冯 · 诺依曼，美国数学家、科学家、现代计算机之父。提出冯诺依曼理论。

冯 · 诺依曼理论：

1. 计算机硬件设备由五部分组成：输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器。
2. 存储程序思想：将程序指令和数据存储在同一存储器中，并通过指令来控制计算机的操作。

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图灵，英国的数学家、科学家、计算机科学/人工智能之父，首次提出了计算机科学理论。计算机界的最高奖项"图灵奖"以他命名，被称为"计算机界的诺贝尔奖"。

1. 图灵机（不是机器！！）：是一种抽象的计算模型，它有一个纸带和一个读写头。纸带可以无限延伸，上面可以写入不同的符号。读写头可以在纸带上左右移动，并读取或写入符号。
2. 图灵奖：计算机科学领域最高的奖项之一，由美国计算机协会（ACM）颁发。目前唯一的华人图灵奖得主"姚期智"。

3. 计算机应用

1. 数值计算：弹道轨迹、天气预报、高能物理等
2. 信息管理：企业管理、物资管理、电算化等
3. 过程控制：工业自动化控制，卫星飞行方向控制等
4. 辅助工程：CAD、CAM、CAT、CAI等

二、计算机系统

1. 计算机系统

1. 宏观角度（从外到内）：
   用户 $\to$ 应用软件 $\to$ 操作系统 $\to$ 硬件
2. 微观角度

2. 硬件性能指标

1. 字长：指计算机所能处理的二进制代码的位数，常用的是 $32$ 位和 $64$ 位。字长越长，能表示的信息就越多，机器的功能就更强（字长不影响运行速度无关！！）。
2. 运算速度：指计算机每秒能执行的指令条数，一般用 $\text{MIPS}$（每秒百万条指令）为单位。
3. 主频：指 CPU 的时钟频率，一般主频越高，一个时钟周期内完成的指令越多，速度越快。以 $\text{MHz/GHz}$ 为单位。
4. 内存容量：指内存能够存储信息的总字节数，一般以 $\text{GB}$ 为单位。

3. 计算机指令

指令是一组二进制代码，由操作码和操作数构成，规定了由计算机执行的程序的一步操作。

4. 计算机编码

计算机只能识别两个数字 $01$。要让计算机能处理复杂的文本、图像信息，必须将它们转换为 $01$，这个过程叫做编码。

1. 比特（位）：一位二进制数码（只有 $01$），编码的最小单位，比特 bit 可以用小写 $b$ 来表示。
2. 字节：字节表示被处理的一组连续的二进制数字，存储数据的最小单位，字节 Byte 可以用大写字母 $B$ 来表示，通常用 $8$ 位二进制数字表示一个字节。

也就是说，$1\text{Byte}=8\text{bit}$，也就是 $1B=8b$。

5. 存储单位

$$1\text{TB}=2^{10}\text{GB}=2^{20}\text{MB}=2^{30}\text{KB}=2^{40}\text{B}$$

6. 字符编码

字符是人和计算机交互过程中不可缺少的重要信息。要使计算机能处理、存储字符信息，首先也必须用计算机能识别的二进制 $01$ 代码来存储。

1. ASCII 码最初由美国国家标准协会（ANSI）于 1963 年制定，后来得到了广泛采用。ASCII 码使用 $7$ 二进制数来表示字符，共计 $128$ 个不同的字符，包括了各种英文字母、数字、标点符号以及一些特殊控制字符。
2. 汉字交换码就是中文的 ASCII 码，存储了 $3000+$ 的汉字，常见的有 $\text{GB5007-85}$（占 $2B$）、$\text{UTF-}8$（占 $3B$）等等。
3. 字形存储码（字模）就是提供计算机输出汉字用的二进制信息。

7. 分辨率

分辨率就是屏幕上显示的像素个数，屏幕尺寸相同，分辨率越高，显示效果就越精细和细腻。

8. 总线

总线用于信息传输，根据信息的分类，总线分为如下三种：

1. 数据总线：传输数据信息
2. 地址总线：传输地址信息
3. 控制总线：传输控制信息

常见公式

• 如果 $x$ 种颜色用二进制编码表示，至少需要（${\log }_{2}x$）位。
• 一个 $x$ 位整型变量占用（$\frac{x}{8}$）字节。
• 图片所占空间（单位：$b$）$=$ 分辨率宽度 $\times$ 分辨率高度 $\times$ 色彩位率 $÷8$
• 地址总线位 $n$ 位，那么它最大的可寻址空间为 $2^n$

三、计算机语言

1. 机器语言

机器语言就是用二进制代码来编写计算机程序，因此又称二进制语言，很难记忆。

2. 汇编语言

汇编语言用一些符号代替机器指令所产生的语言，可移植性教差。

3. 高级语言

高级语言是高度封装的编程语言，以日常语言为主，由易于接受的文字构成，由较高的可读性。

高级语言分为编译方式和解释方式来两种，编译方式就是整一个一起编译，解释方式就是一点一点地编译。

高级语言分为编译语言和解释性语言：

也可以分为面向过程和面向对象：

四、计算机安全

1. 防护安全策略

• 定期备份文件
• 安装杀毒软件
• 安装个人防火墙
• 分类设置密码
• 不下载来源不明的软件和程序
• 仅在必要时共享文件

2. 计算机病毒

计算机病毒就是人为制造的能够侵入计算机系统并给计算机带来故障的程序或指令集合。

五、计算机网络

1. 网络概念

利用通信线路和设备，把分布在不同地理位置上的多台计算机连接起来，构成计算机网络。

2. 网络功能

• 资源共享：网络资源的共享
• 信息传输：数据传递、即时通讯等
• 分布处理：通过算法将大型的综合性问题交给不同的计算机同时进行处理
• 提供系统的可靠性：网络中的每台计算机可以通过网络相互称为后备机，某台计算机故障可由其他计算机完成

3. 网络分类

1. 局域网 LAN：一般局限在 1km 范围内，优点是传输速度快，误码率低，结构简单容易实现（蓝牙 Wi-fi）
2. 城域网 MAN：范围在几千米到几十千米以内
3. 广域网 WAN：范围非常长

4. 网络体系结构

网络体系结构是指通信系统的整体设计，它为网络硬件、软件、协议、存取控制和拓扑提供标准。网络中计算机与计算机之间依靠协议进行通信。

5. TCP/IP协议

6. 域名

域名就是字符形式的 IP 地址，格式：

开头.主机名.主机类别.国家类型

• 国家顶级域名
  cn（中）、us（美）、uk（英）
• 国际顶级域名
  int，国际性组织可在 int 下注册
• 通用顶级域名
  com（企业）、edu（教育）、gov（政府）

7. 电子邮件

电子邮件协议有 SMTP、MIME、POP、IMAP。

附录：答题技巧

1. 两者矛盾必有一答
2. 能摸到的是硬件
3. 语气绝对否定就是错