计算机理论基础知识--总结笔记
笔记来源：https://www.cxy61.com
前言：
IGCSE 国际考必考的内容。依照剑桥大学出版的教材同步编写的。
计算机其实就是一个“ 1. 获得输入数据； 2. 运算处理数据； 3. 输出新的数据；”的机器。
第一节 二进制
1. 计算机的核心硬件包括：
中央处理器(CPU), 内存(Memory), 硬盘(Hard disc) ，显卡(Graphics card)。
这些硬件互相配合，接收输入的数据，然后进行运算再输出。
2.是通过什么来传送数据信号的呢？
l 计算机采用的是电平信号。并且只有两种信号：高电平和低电平。
l 电平是个电压范围，规定输出高电平>2.4V,输出低电平<0.4V。
l 因为只有两种信号，精确度就会比较高，不容易因为硬件的故障损耗，产生误差。能保证我发出去的信号，别人接收的时候是准确的。不会因为电路硬件问题导致输出的信号变弱，使得接收者接收了错误的信号。
l 高电平用1表示，低电平用0表示。
3.二进制系统(Binary Systems)
计算机因为只能传输和识别高低电平两种信号，所以我们采用了1和0来表示信号，也就产生了二进制。
二进制说是满二进一的计数制度。这是根据计算机传输信号的特点而定制的。
4.二进制转换
十进制转化成二进制：有一个最简单的方法，就是不断除以2。余数写在右边。然后从最后一个得到的商倒回去（商余数排列起来），得到的数就是二进制要表达的结果了
二进制转化十进制：2^(n-1) + 2^(n-2) + ...+2^0
第二节 位 和 字节
1.保存数据的方式
计算机只能传送高低电平信号，所以需要采用二进制。内存保存数据的时候，也是要采用二进制的方式来保存的。
2.数据怎么断开，几位二进制数算做一个数据？
l 保存一个二进制数据的内存空间称做 “ 位（bit ），只能保存一个二进制数，并且值只有0或者1两种。
l 我们规定8位空间称为一个字节（byte）。
l 通常用字节来作为存储单位。正常情况下一个英文字符，一个整数数字都是占用一个字节。 长整数，浮点数，汉字等占用两个字节。
第三节 存储单位
1.储存单位之间的换算
1KB 实际上是 1024 Byte (字节) 。 1 MB 实际是 1048576 Byte (字节)。
第四节 十六进制
1.为什么使用十六进制
因为计算机采用的是二进制的，但是二进制对人类不太友好，读写都很麻烦： 01011100, 00111100, 10110011...但是如果转换为十进制，一个是换算麻烦，另外一个是看着不是那么的舒服方便。
而 2^4 = 16 ，这意味这 4 位 二进制数正好可以表示成 1 位 十六进制数。
有了十六进制，就很好书写 每个二进制字节所表示的数字。再长的二进制数字，你都可以分成 4 位一组，然后快速转化为 十六进制数字，又快又好看。 比如:
再将十六进制转为十进制的话，就相对容易一下。只要知道每一位是前一位的16倍。
2.十六进制的换算
再长的二进制数字，你都可以分成 4 位一组，然后快速转化为 十六进制数字，又快又好看。再将十六进制转为十进制的话，就相对容易一下。只要知道每一位是前一位的16倍。
比如：B C 5 3 的话就是 11*4096 + 12*256 + 5*16+ 3 = 45056 + 3072 + 80 + 3 = 48211
3.十六进制的应用场景
l 3.1 计算机中的网卡地址
经常写成 6 段 12 位 十六进制（数物理地址，就是我们常说的 MAC 地址，就是我们网卡的唯一编号）, 查看方式： 终端输入命令 ipconfig /all 。
l 3.2 颜色的 RGB 系统
颜色的 RGB 系统也是用 十六进制来表示颜色值的，RGB 颜色采用6位十六进制数字表示颜色。
如# FF 00 00 这个代表红色，# 00 00 FF 代表蓝色， # 00 FF 00 代表绿色。
l 3.3 面向计算机底层的变成语言
在面向计算机底层的编程语言中，会用到十六进制的指令。比如 汇编语言，机器语言等。
汇编语言(Assembly Code) : 一般是做操作系统底层开发才会用到的语言，和硬件结合的比较紧密。普通的程序员用不上这个。
第五节 逻辑门 Logic Gates
1.逻辑电路的概念
逻辑电路是数字电路中最基本逻辑元件。
所谓 "门" 就是一种开关，它能按照一定的条件去控制信号的通过或者不通过。
电路的输入与输出之间，存在一定的逻辑关系（因果关系）。 所以逻辑电路 称为 “逻辑门电路”。
2.逻辑关系
基础的逻辑关系有三种： 与(and)，或(or)，非(not)
not : "非", 本质就是取反。 输入是 0， 输出就是1； 输入是 1， 输出就是 0 。
and: "与"， 同时满足所有条件才是真。
or : "或"， 满足一个条件即可
3.逻辑复合运算
NAND ：两个都为 1 时，是 0。 其他都是 1 。 也就是先算AND，再NOT。
NOR： 这就是先算OR, 再取反了。
XOR ：“异或”， a和b相同的话为0， a和b不同的话为 1 。
第六节 逻辑电路 Logic Circuit
1.逻辑电路的概念
逻辑电路，就是在逻辑门的基础上，进行综合的运算。
2.处理逻辑电路的方法
问题：如下图一个大的逻辑电路，改怎么推算出 X 的值 ？
处理逻辑电路的方法：采用分步的办法，先处理前面的一段电路，然后进行推算。
我们可以直接把上面运算逻辑写成一个表达式：X = ( A=1 AND B=0 ) OR ( NOT(A=1 OR B=0)) ，然后再分步去运算即可。
第七节 输入设备
1.常用输入设备
l 1. Keyboards 键盘
l 2. Pointing Devices 点击设备 （鼠标）
l 3. Scanners 扫描仪 （复印机，扫描打印机）
l 4. Bar code reader 条码 还有 QR reader 二维码（通过读取条码/二维码 上的信息，快速实现数字或者文字信息的输入。）
l 5. Digital Camera 数码相机
l 6. Microphone 麦克风
l 7. Touch Screen 触摸屏（触摸屏实际上是一层附着在显示屏下面的压力传感膜。）
l 8. Interactive whiteboards 交互白板（一般配合投影仪之类的使用)
l 9. Sensors 传感器(设备可以感应到某种显示中的信号，然后转化为数字信号输入计算机。)
第八节 输出设备
1.常用的输出设备
l 1. 打印机 Printers
l 2. Loudspeaker/ headphone 扬声器，耳麦
l 3. Monitors 显示器
以上
by 沧海巫山亦无甚