【计算机是怎么跑起来的】基础:计算机三大原则

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想玩硬件,就要先了解硬件,从0开始了解一下我们日常使用的计算机呀~。

参考书:计算机是怎么跑起来的


计算机的三个根本性基础

1.计算机是执行输入,运算,输出的机器

输入,运算,输出

输入,运算,输出是计算机硬件的基本工作原理。换句话说:计算机是执行输入,运算,输出的三种操作的机器。

输入
指的是将外部信息通过输入设备(例如键盘、鼠标、扫描仪等)传输到计算机内部,输入设备将信息转换成计算机能够理解和处理的数字信号,并将其发送到中央处理器(CPU)。

运算
是指CPU对输入的数据进行处理,包括计算、逻辑判断、存储等操作。CPU内部包含算术逻辑单元(ALU)、寄存器等核心组件,它们配合运行程序来完成各种操作。

输出
是指将CPU处理后的数据通过输出设备(例如显示器、打印机、扬声器等)呈现出来,输出设备将计算机生成的数字信号转换成人们能够看到、听到或者其他形式感知的外部信息。

【计算机是怎么跑起来的】基础:计算机三大原则
计算机的硬件是由大量的IC(集成电路)组成的,每块IC都带有许多引脚,这些引脚有的用于输入,有的用于输出。IC会在内部对外部输入的信息进行运算,并把计算结果输出到外部。
【计算机是怎么跑起来的】基础:计算机三大原则

如果计算机不能执行运算,输入输出端信息一样,那么计算机就没有存在的价值了。

2. 软件是指令和数据的集合

指令

指令是计算机程序中的基本单位,是计算机操作的最小单位。

指令通常包含了一个特定的操作码和操作数,用于告诉计算机执行某个特定的操作。

  • 操作码用于表示需要执行的操作类型
  • 操作数则用于指定操作的目标和源。

所谓指令,就是控制计算机进行输入,运算,输出的命令。把向计算机发出的指令一条条列出来,就得到了程序。

指令可以分为不同的类别,例如:

1.数据传输指令:将数据从一个地方传输到另一个地方,例如将数据从内存传输到寄存器。

2.算术运算指令:进行数学运算操作,例如加、减、乘、除等。

3.逻辑运算指令:进行逻辑运算,例如比较、与、或、非等。

4.跳转指令:用于程序的控制转移,例如条件分支、无条件跳转等。

通常在程序设计中,会为一组指令赋予一个名字,可以称之为‘函数’,‘语句’,‘方法’等等。

数据

程序中的数据分为两类,,一类是最为指令执行对象的输入数据,一类是从指令的执行结果得到的输出数据。
我们在编程时会对数据赋予名字,称之为变量

数据是信息的基本形式,是描述事物特征和变化的数字、文字、图像、声音等的集合。.

在计算机领域,数据通常以二进制的形式表示和存储。计算机可以通过对数据的处理和运算,实现对信息的加工、分析、处理和输出。

数据可以分为以下几类:

1.数值数据:代表数字、浮点数、百分数等数值类型的数据。

2.字符数据:代表文本、字母、符号等的数据。

3.图像数据:以像素为单位表示的图像、照片等的数据。

4.音频数据:以声音波形为单位表示的音乐、语音等的数据。

5.视频数据:以帧为单位表示的视频、动画等的数据。

3. 计算机的处理方式有时与人们的思维习惯不同

对计算机来说什么都是数字

迄今为止,使用计算机的目的就是为了提高手工作业效率。有些业务可以直接交给计算机完成,有些手工无法用计算机完全代替。想要顺应计算机的处理方法,有时要违背人们的思维习惯

用数字表示所有信息,就是一个很具有代表性的计算机的处理方法

人类 计算机
颜色:蓝色 0,0,255
文字处理 字符编码(也是数字)

用三大原则去理解新技术

【有关 .NET 的说明之一】

微软公司率先提出了作为新一代互联网平台的 .NET 技术。作为 .NET 核心的 XML Web 服务使用通用技术 SOAP、XML,促使企业间的计算机协同工作。

我们对照着计算机三大原则再介绍一遍的话,就会像下面这样进行说明。

【有关 .NET 的说明之二】

计算机是执行程序的机器。程序是指令和数据的集合。
为了使互联网上相互连接的计算机能通过程序协同工作,微软公司采用了 SOAP 以及 XML 规范。
SOAP 是关于调用指令的规范,XML 则是定义数据格式的规范。

只要定义出了指令和数据的规范,装有符合规范的程序的计算机自然就可以相互协作了。这样是不是好理解了QAQ。

计算机不断进化的原则

计算机进化的目的只有一个——与人类更相近。

以编程方法为例。

编程目前断生了两种编程方法文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-431213.html

  1. 面向组件编程
    通过将组件组装到一起完成程序
  2. 面向对象编程
    先实现现实世界的业务建模,之后把模型搬到程序中。

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