天天看點

Java基礎知識之概述(一)

(一)簡介:

計算機包括硬體(hardware)和軟體(software)兩部分。硬體包括計算機中可以 看得見的實體部分。而軟體提供看不見的指令。這些指令控制硬體并且使得 硬體完成特定的任務。

程式設計

定義:建立(或開發)軟體。軟體包含了指令,告訴計算機做什麼。 應用場景:軟體遍布我們周圍。除了個人計算機,飛機、汽車、手機甚至烤 面包機中,同樣運作着軟體。

程式設計語言

軟體開發人員在稱為程式設計語言的強大工具的幫助下建立軟體。

如何選擇該學習哪種程式設計語言?

 程式設計語言有很多種,每種語言都是為了實作某個特定的目的而發明的。  你會困惑哪種語言是最好的。事實上,沒有“最好”的語言。每種語言都 有它的長處和短處。  經驗豐富的程式員知道各種語言擅長的應用場景,是以,會盡可能的掌握 各種不同的程式設計語言。  如果你掌握了一種程式設計語言,應該會更容易上手其它的程式設計語言。關鍵是 學習如何使用程式設計方法來解決問題。這也是本套課程的主旨。

二、計算機硬體的價紹

Java基礎知識之概述(一)
Java基礎知識之概述(一)

馮·諾依曼體系結構是現代計算機的基礎,現在大多計算機仍是馮·諾依曼計算機的組 織結構,隻是作了一些改進而已,并沒有從根本上突破馮體系結構的束縛。馮·諾依曼 也是以被人們稱為“計算機之父”。

1、中央處理器(Central Processing Unit,CPU)是計算機的大腦。它從記憶體中擷取指令,然 後執行這些指令。

2、包括:控制單元(control unit)和算術/邏輯單元(arithmetic/login unit)。 控制單元:用于控制和協調其他元件的動作。 算術/邏輯單元:用于完成數值運算(+、-、*、/)和邏輯運算(比較)。

3、 每台計算機都有一個内部時鐘,該時鐘以固定速度發射電子脈沖。時脈速度越快,在給 定的時間段内執行的指令就越多。速度的計量機關是赫茲(Hz),1Hz相當于每秒1個脈 沖。随着CPU速度不斷提高,目前以千兆赫(GHz)來表述。

4、最初一個CPU隻有一個核(core)。核是處理器中實作指令讀取和執行的部分。一個多核 CPU是一個具有兩個或者更多獨立核的元件。可提高CPU的處理能力。

IT定律之計算機行業發展規律

1、摩爾定律(Moore’s Law)

2、安迪-比爾定律(Andy and Bill’s Law)

3、反摩爾定律(Reverse Moore’s Law)

儲存裝置的介紹:

1、記憶體中的資訊在斷電時會丢失。那我們可以考慮将程式和資料永久的儲存在儲存設備上。當計算機 确實需要這些資料時,再移入記憶體,因為從記憶體中讀取比從儲存設備讀取要快得多。

2、 儲存設備主要有以下三種:  磁盤驅動器 每台計算機至少有一個硬碟驅動器。硬碟(hard disk) 用于永久的儲存資料和程式。

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CD光牒驅動器(CD和DVD) CD的容量可達700MB。 DVD的容量可達4.7GB。

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 USB閃存驅動器 USB: Universal Serial  Bus,通用串行總線。 可以使用USB将列印機、數位相機、滑鼠、外部硬碟驅動器連接配接到計算機上。 USB閃存驅動器很小,可用于存儲和傳輸資料的裝置。

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(二)記憶體介紹:

比特(bit)和位元組(byte)

1、 在讨論記憶體前,先清楚資料是如何存儲在計算機中的。

2、計算機就是一系列的電路開關。每個開關存在兩種狀态:關(off)和開(on)。如果電路 是開的,它的值是1。如果電路是關的,它的值是0。

3、一個0或者一個1存儲為一個比特(bit),是計算機中最小的存儲機關。

4、計算機中是最基本的存儲單元是位元組(byte) 。每個位元組由8個比特構成。

5、計算機的存儲能力是以位元組和多位元組來衡量的。如下: 千位元組(kilobyte,KB)  = 1024B 兆位元組(megabyte,MB) = 1024KB 千兆位元組(gigabyte,GB) = 1024MB 萬億位元組(terabyte,TB) = 1024GB

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 記憶體(也叫 Random-Access Memory,RAM):由一個有序的 位元組序列組成,用于存儲程式及程式需要的資料。

1、一個程式和它的資料在被CPU執行前必須移到計算機的記憶體 中。

2、每個位元組都有一個唯一的位址。見右圖。使用這個位址确定 位元組的位置,以便于存儲和擷取資料。

3、一個計算機具有的RAM越多,它的運作速度越快,但是此 規律是有限制的。

4、記憶體與CPU一樣,也建構在表面嵌有數百萬半導體的矽半導 體晶片上。但記憶體晶片更簡單、更低速、更便宜。

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實測發現:記憶體存取資料的速度比硬碟的存取速度快10倍,在某些環境裡,硬碟和記憶體之 間的速度差距可能會更大。而CPU的速度比記憶體不知還要快多少倍。當我們把程式從硬碟 放到記憶體以後,CPU就直接在記憶體運作程式,這樣比CPU直接在硬碟運作程式就要快很多。

1、記憶體解決了一部分CPU運作過快,而硬碟資料存取太慢的問題。 提高了我們的電腦的運作 速度。記憶體就如同一條“高速車道”一般,資料由傳輸速度較慢的硬碟通過這條高速車道 傳送至CPU進行處理!

2、但記憶體是帶電存儲的(一旦斷電資料就會消失),而且容量有限,是以要長時間儲存程式或數 據就需要使用硬碟。

3、記憶體在這裡起了兩個作用: 1. 儲存從硬碟讀取的資料,提供給CPU使用 2. 儲存CPU的一些臨時執行結果,以便CPU下次使用或儲存到硬碟

輸入輸出裝置:

 常見的輸入裝置:鍵盤(keyboard)和滑鼠(mouse)  常見的輸出裝置:顯示器(monitor)和列印機(printer)

1、 顯示器螢幕分辨率:是指顯示裝置水準和垂直方向上顯示的像素(px)數。

2、分辨率可以手工設定。

3、分辨率越高,圖像越銳化、越清晰。

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計算公式:像素密度=√[(長度像素數)^2+(寬度像素數)^2]/螢幕尺寸

通信裝置:

 計算機可以通過通信裝置進行聯網。

1、常見的裝置有:

2、撥号數據機:使用的是電話線,傳輸速度可達56 000bps(bps:每秒比特)

3、DSL(數字使用者線):使用的也是電話線,但傳輸速度叫上面的快20倍

4、電纜數據機:利用有線電視電纜進行資料傳輸,通常速度比DSL快。

5、網絡接口卡(NIC):将計算機接入區域網路(LAN)的裝置。區域網路通常用于大學、 商業組織和政府組織。速度甚至可達1000Mbps

6、無線網絡:在家庭、商業和學校中極其常見。計算機可通過無線擴充卡連接配接到局域 網或internet上。

(三)計算機發展史的鼻祖

最近半個世紀以來,世界計算機科學界的重大進步,離不開圖靈等人的 理論奠基作用和多方面的開創性研究成果。

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圖靈是當之無愧的計算機科 學和人工智能之父。甚至認為,他在技術上的貢獻及對未來世界的影響 幾乎可與牛頓、愛因斯坦等巨人比肩。

美國計算機學會(ACM)的年度“圖靈獎”,自從1966年設立以來, 一直是世界計算機科學領域的最高榮譽,相當于計算機科學界的諾貝爾 獎。至今,中國人隻有姚期智院士獲該獎項。

圖靈論文中的“用有限的指令和有限的存儲空間可算盡一切可算之物” 理論讓當時所有的科學家震驚

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20世紀最重要的數學家之一,在現代計算機、博弈論、核武器 和生化武器等諸多領域内有傑出建樹的最偉大的科學全才之一, 被後人稱為“計算機之父”和“博弈論之父”。

計算機基本工作原理是存儲程式和程式控制,它是由世界著名 數學家馮·諾依曼提出的。最簡單的來說,馮諾依曼理論的要點 是:數字計算機的數制采用二進制;計算機應該按照程式順序 執行。

同樣有着“計算機之父”稱号的馮·諾依曼的助手弗蘭克爾在一 封信中寫到:“……計算機的基本概念屬于圖靈。按照我的看 法,馮·諾依曼的基本作用是使世界認識了由圖靈引入的計算機 基本概念……”

根據馮諾依曼體系結構構成的計算機,必須具有如下功能:

1、 把需要的程式和資料送至計算機中。

2、必須具有長期記憶程式、資料、中間結果及最終運算結果的能力。

3、能夠完成各種算術、邏輯運算和資料傳送等資料加工處理的能力。

4、能夠根據需要控制程式走向,并能根據指令控制機器的各部件協調操作。

5、能夠按照要求将處理結果輸出給使用者。

(四)作業系統:

作業系統(Operating  System)是運作在計算機上的最重要的

程式,它可以管理和控制計算機的活動。

1、硬體、作業系統、應用程式和使用者之間的關系如右圖。

2、作業系統的主要任務:

3、控制和監視系統的活動

4、配置設定和調配系統資源  排程操作

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(五)網際網路:

網際網路(World Wide Web,www,環球資訊網)常簡稱為Web,發明者蒂姆·伯納 斯·李。分為Web用戶端和Web伺服器程式。 WWW可以讓Web用戶端(常用 浏覽器)通路浏覽Web伺服器上的頁面。 是一個由許多互相連結的超文本組

成的系統,通過網際網路通路。在這個系統中,每個有用的事物,稱為一樣“資 源”;并且由一個全局“統一資源辨別符”(URI)辨別;這些資源通過超文 本傳輸協定(Hypertext Transfer Protocol)傳送給使用者,而後者通過點選鍊

接來獲得資源。 www.sina.com

網際網路 網際網路 網際網路

0.5 網際網路

B/S    C/S browser  server client   server

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網際網路是無數個網絡站點和網頁的集合,它們在一起構成了網際網路Internet最 主要的部分(網際網路也包括電子郵件、Usenet以及新聞討論區)。它實際上是多 媒體的集合,是由超級連結連接配接而成的。我們通常通過網絡浏覽器上網觀看的, 就是網際網路的内容。

(六)職業發展與提升:

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