用计算机的方式去编程,计算机编程基础

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用计算机的方式去编程,计算机编程基础

计算机编程基础

什么是编程语言

什么是语言，中文，英语，日语，语言是拿来沟通交流的

编程语言：和计算机交流的一种介质

什么是编程

表达自己的想法(实现一些东西)

编程：通过编程语言做一些事情，写一堆 .py，.obj，.css 文件

为什么要编程

编程的目的：代替劳动力，然后帮人完成具体的事情

计算机的组成

CPU(大脑)

电脑创立初：控制器和运算器是分开的

控制器(控制)# 一

控制硬件(运算器，存储器，输入设备，输出设备)

运算器(运算)# 二

算术运算+逻辑运算

存储器(记忆)# 三

主存(脑子)

内存—》8gb

优点： 运行速度快，

缺点：容量小，断电就消失了

外存(笔记本)

SSD，机械硬盘

优点：容量大，数据可持久化

缺点：速度慢

I/O设备(Input/Output设备)

输入设备(眼睛)# 四

输入信息，键盘/鼠标/麦克风/u盘/手写板

输出设备(行动)# 五

输出信息,显示屏/打印机/u盘

冯诺依曼机-计算机

符合以上计算机的组成的，统称为冯诺依曼机，也叫计算机

计算机组成的补充

多核CPU

一个CPU相当于一个大脑,多核CPU-》计算机同时拥有多个CPU，同一时间处理多件事情(多进程)

32位和64位

计算机如何存储图片：计算机只认识0(低电频)和1(高电频)

鼠标点击—》接受到低电频低电频.....—》0000010

图片本身就是一串01的数据

光盘—》凹凸刻印

32位—》表示计算机一次性能处理32个二进制数

64位—》表示计算机一次性能处理64个二进制数

32位和64位本质上是同一种东西

安装包64位的(一次性给你64个二进制数)，计算机32位(一次性接受32个二进制数)

安装包32位的，计算机64位

64位电脑向下兼容

机械硬盘工作原理

凹凸存储

磁道

存储数据

扇面

划分磁道，多个扇面(512kb，计算机一次性从机械硬盘上读取512kb)其实就是一个盘(区)

快速定位数据的位置

机械手臂

寻找/读取数据

平均寻道时间

由于工业水平限制，5ms

平均寻找数据时间

7200R/min的电脑

\[ 7200/60=120r/s 1/120 = 0.0083s = 8.3s 8.3/2 = 4.15ms \]

平均寻找数据时间

\[ 5 + 4.15 = 9.15ms \]

固态硬盘

基于电容存储，数学的算法

优点：不需要机械手臂，基于电容

操作系统

如果只有五大组成，读取数据时，则需要手动滑动机械手臂

实际内存较低，部分内存留了一部分给操作系统

什么是文件

存储信息的介质，操作系统提供的一个虚拟的概念，这个虚拟的概念可以用来存储信息，帮你滑动机械手臂

文件接口(操作系统，而文件只是操作系统中的一个系统)：帮你对硬件的复杂操作简单化

双击接口(操作系统提供的)：让你快速打开一个应用

操作系统有什么用

提供给我们一个一个接口，让我们不再关心硬件的复杂操作

应用程序的启动

双击qq(企鹅图标是操作系统提供的)—》让操作系统通知CPU:找到qq在外存的位置

CPU让内存去外存读取qq的数据

启动qq

计算机的组成(有了操作系统之后)

应用程序(软件)：和操作系统交互

操作系统(软件)：和硬件交互

硬件：硬件直接交互

操作系统的启动(开机)

启动软件，首先要启动操作系统，找软件在硬盘上的位置

操作系统本质上也是一个软件，也需要找到操作系统在硬盘中的位置(要找就必须通过操作系统)

临时操作系统(ROM存储器)

只负责寻找操作系统的路径

计算机出厂时就写死了，它只会去CMOS存储器上调用操作系统的路径

临时外存(CMOS存储器)

用电池供电，存储了操作系统的路径(系统启动盘位置)，存储了时间

开机，启动临时操作系统

临时操作系统去CMOS上找到操作系统的路径

启动操作系统，临时操作系统关闭

编程语言

编码

计算机只认识二进制语言

机器语言

二进制编码复杂，所以早期只有顶级科学家才会使用

二进制—》设备转换—》电频等表示

优点：执行速度非常快

汇编语言

汇编语言类似于机器语言，但是汇编语言只是把一串二进制数写成一个英文单词

优点(相较于机器语言)：开发效率高

缺点(相较于机器语言)：执行效率低一点

高级语言

高级语言直接用人能理解的语言和语法风格编写程序，无需再去考虑复杂的硬件操作，按照翻译方式的不同，高级语言又分为编译型和解释型两大类

优点(较于汇编语言)：开发效率高

缺点(较于汇编语言)：执行效率低

编译型语言(通过设备的翻译形式)

类似于谷歌翻译，一次性翻译所有代码为机器代码

x = 1

y = 2

print(x+y)

#翻译后整片二进制语言

优点(相较于解释性语言):执行效率高

缺点(相较于解释性语言):开发效率低(找bug非常复杂)

解释型语言(通过设备的翻译形式)

类似同声传译，说一句翻译一句,解释器语言的翻译器是通过编译型语言翻译出来的

x = 1

y = 2

print(x+y)

#逐行翻译，每行翻译结果

优点(相较于编译型语言)：开发效率高

缺点(相较于编译型语言)：执行效率低

动态语言和静态语言

数据类型，字符类型和数字类型可以相互转换的叫动态语言

网络的瓶颈效应

编程—》完成具体的事情—》帮人类干活

写一个应用程序(一定要联网)

程序一定要通过网络通信

网络通信的时间(假设1000s)远远大于执行程序的时间(假设1s)—》程序的执行效率没有必要考虑了—》(网络的应用程序)解释性语言

操作系统(单机操作应用程序)—》没有必要网络通信—》编译型语言

操作系统 1G内存

微内核 0.1内存+0.1G的网络通信 10G放到服务器—》可以在服务器存的功能也越来越多