少儿Python编程3-计算机组成原理

一、计算机的组成结构

从系统结构上,电脑由硬件和软件两大部分组成:

1.硬件系统:看得见、摸得着的物理的电脑各配件(比喻:人的躯体和各器官)

2.软件系统:存储在电脑存储设备中的程序(比喻:人的思想、灵魂)

计算机的工作原理是美籍匈牙利数学家冯·诺依曼在1946年提出的。他提出了计算机制造的三个基本原则,即采用二进制逻辑程序存储执行以及计算机由五个部分组成(运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备),这套理论被称为冯·诺依曼体系结构

从ENIAC(世界上第一台计算机)到当前最先进的计算机,硬件系统的设计采用的都是冯·诺依曼体系结构

1.输入、输出设备

输入、输出设备又称为I/O设备,I即Input,O即output。

输入设备用于接收用户输入并传送给计算机,比如鼠标、键盘、摄像头等。

输出设备用于将结果数据输出显示,比如显示器、打印机等。

2.运算器与控制器

运算器与控制器,现代计算机的CPU中包含有运算器和控制器。运算器用于执行算数计算和逻辑运算,控制器用于控制各部件进行协同工作。

3.存储器

存储器用来进行信息存储的,存储器包括主存储器(内存)和外存储器。内存存放运行时使用的信息数据,读写速度快,但是容量小,断电后信息就无法保存;外存用于存储需要长期保存的数据,容量大,但是速度慢。

二、计算机硬件

主机:计算机的核心,里面包含了主板、CPU、硬盘等。

显示器:计算机的主要输出设备,用于人和机器的交互。

键盘和鼠标:输入设备,用于给电脑输入字符和指令。

主板是一块大型印刷电路板,有很多插槽,内存、CPU等都通过主板组成一个整体。

CPU中央处理器,它是一个大规模集成电路芯片,执行对信息的处理和控制,相当于人的大脑。

内存(主存储器),存放程序和数据的部件。

硬盘(外存储器),存放长期保存的数据的部件。

GPU(显卡),主要处理计算机中与图形计算有关的工作,并将数据更好地呈现在显示器中,它分担了一部分CPU的工作。

组装成这一套硬件后,通上电源,电脑能做什么呢?答案是什么都不能做。要想让计算机工作,还必须给它安装软件系统。

三、计算机的软件

软件系统:

软件系统主要分为系统软件和应用软件,这些都是计算机正常运行所需的各种各样的计算机程序。

系统软件:操作系统、驱动程序、语言处理程序、数据库管理系统等。

应用软件:浏览器、文本编辑器、音频播放器等。

硬件和软件互相依存。硬件是软件赖以工作的物质基础,软件的正常工作是硬件发挥作用的唯一途径。计算机系统必须要配备完善的软件系统才能正常工作,且充分发挥其硬件的各种功能。

操作系统:

操作系统(Operating System, OS)是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源,并合理地组织调度计算机的工作和资源的分配,以提供给用户和其他软件方便的接口和环境的程序集合。

我们现在使用的windows10,windows11都是操作系统,还有我们使用的手机,谷歌公司的Android系统,华为的鸿蒙,苹果公司笔记本上的的MacOSX、苹果手机的IOS,他们都是操作系统。

操作系统能做什么呢?它主要工作就是“管理”

  1. 管理计算机的硬件资源
  2. 管理应用程序,向用户提供一个与系统交互的操作界面

世界上第一台通用计算机埃尼阿克(ENIAC)「在美国宾夕法尼亚大学诞生,用了18000 个电子管,占地170平方米,重达30吨。它没有操作系统,成千上万个按钮全部靠工人手工操作,运行成本非常巨大。

由此,操作系统最主要的功能之一就是对计算机硬件资源进行管理、分配和调度。

DOS操作系统:

DOS操作系统是早期的操作系统,叫做 Disk Operating System,DOS」(磁盘操作系统)。

也就是我们现在使用的cmd命令行界面看到的:

DOS 这种通过键盘输入命令的操作方式已经比我们手动调整按钮、连接线路要简单得多。

但是,这样的命令行界面(CLI)必定无法符合大部分用户的口味,于是后来拥有良好图形界面(GUI)的操作系统比如 Windows 逐渐成为主流。由此可见,一个操作系统的操作方式和界面的美观程度对于用户来说是非常重要的。

1968年12月9日,世界上的第一个鼠标诞生于美国斯坦福大学。

Windows95:

四、参考文献

1. 了解操作系统的那些事儿,从这篇文章开始 - 墨天轮

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/weixin_40239288/article/details/125616314
今日推荐