计算机、程序和java概论
什么是计算机?
计算机包括硬件（hardware) 和软件（software) 两部分。一般来说，硬件包括计算机中 可以看得见的物理部分，而软件提供看不见的指令，这些指令控制硬件并且使得硬件完成特 定的任务。学习一种程序设计语言，并不一定要了解计算机硬件知识，但是如果你了解一些 硬件知识的话，它的确可以帮助你更好地理解程序中指令对于计算机及其组成部分的功效。
一台计算机是由以下几个主要的硬件组件构成的
• 中央处理器（CPU) • 内存（主存）
• 存储设备（例如，磁盘和光盘）
• 输入设备（例如，鼠标和键盘）
• 输出设备（例如，显示器和打印机）
• 通信设备（例如，调制解调器和网卡
计算机由中央处理器、内存、存储设备、输人设备、输出设备和通信设备组成
一、中央处理器
中央处理器（Central Processing Unit,CPU) 是计算机的大脑。它从内存中获取指令， 然后执行这些指令。CPU 通常由两部分组成：控制单元（control unit) 和算术 / 逻辑单元 (arithmetic/logic unit)0 控制单元用于控制和协调其他组件的动作。算术 / 逻辑单元用于完成 数值运算（加法、减法、乘法、除法）和逻辑运算（比较)。 现在的 CPU 都是构建在一块小小的硅半导体芯片上，这块芯片上包含数百万称为晶体 管的小电路开关，用于处理信息。 每台计算机都有一个内部时钟，该时钟以固定速度发射电子脉冲。这些脉冲用于控制和 同步各种操作的步调。时钟速度越快，在给定时间段内执行的指令就越多。时钟速度的计量 单位是赫兹（hertz, Hz),丨赫兹相当于每秒 1 个脉冲。20世纪 90年代计算机的时钟速度 通常是以兆赫（MHz) 来表示的（1MHz 就是 100万 Hz)。随着 CPU 的速度不断提高，目 前计算机的时钟速度通常以千兆赫（GHz)来表述。Intel公司最新处理器的运行速度大约是 3GHz。 最初被开发出来的 CPU 只有一个核（core)。核是处理器中实现指令读取和执行的部分
二、内存
计算机的内存由一个有序的字节序列组成，用于存储程序及程序需要的数据。你可以将 内存想象成计算机执行程序的工作区域。一个程序和它 的数据在被 CPU执行前必须移到计算机的内存中。 每个字节都有一个唯一的地址。使用这个地址确定字节的位置 ，以便于储存和获取数据。因为可以按任意顺序存取字节 ，所以内存也被称为随机 访问存播器（Random-Access Memory,RAM)。
现在的个人计算机通常至少有 4GB的RAM，但是 它们一般装有 6 8GB的内存。通常而言，一个计算 机具有的RAM 越多，它的运行速度越快，但是这条简 单的经验法则是有限制的。
三、存储设备
计算机的内存（RAM)是一种易失的数据保存形式：断电时存储在内存中的信息就会丢 失。程序和数据被永久地存放在存储设备上，当计算机确实要使用它们时再移入内存，因为 从内存读取比从存储设备读取要快得多。 存储设备主要有以下三种类型：
• 磁盘驱动器 • 光盘驱动器（CD 和 DVD)
• USB闪存驱动器 驱动器（drive)是对存储介质进行操作的设备，例如，磁盘和光盘。
1.磁盘
每台计算机至少有一个硬盘驱动器。硬盘（harddisk)用于永久地存储数据和程序。在 较新的个人计算机上，硬盘容量一般为 500GB 到 1TB。磁盘驱动器通常安装在计算机内。 此外，还有移动硬盘。
2.光盘和数字化视频磁盘
CD的全称是致密的盘片（compact disc)。光盘驱动器的类型有两种：只读光盘（CD-R) 和可读写光盘（CD-RW)。只读光盘上的信息只能用于读取，内容一旦记录到光盘上，用户 是不能修改它们的。可读写光盘可以像硬盘一样使用。也就是说，可以将数据写到光盘上， 然后用新的数据覆盖掉这些数据。单张光盘的容量可以达到 700MB。大多数新型的个人计 算机都安装了可读写光驱，它既支持只读光盘也支持可读写光盘。
DVD 的全称是数字化多功能碟片或者是数字化视频磁盘。DVD 和 CD看起来很像，可 以使用任意一种来存储数据。一张 DVD上可以保存的信息要比一张 CD上可以保存的信息 多。一张标准 DVD的存储容量是 4.7GB。如同 CD— 样，有两种类型的 DVD: DVD-R (K 读）和 DVD-RW (可重写）。
3.USB闪存驱动器
通用串行总线（Universal Serial Bus, USB) 接口允许用户将多种外部设备连接到计算 机上。可以使用USB 将打印机、数码相机、鼠标、外部硬盘驱动器，以及其他设备连接到 计算机上。 USB 闪存驱动器（flash drive)是用于存储和传输数据的设备。闪存驱动器很小— — 大 约就是一包口香糖的大小。它就像移动硬盘一样，可以插入计算机上的 USB 端口。USB闪 存驱动器目前可用的最大存储容量为 256GB。
四、输入和输出设备
输入设备和输出设备让用户可以和计算机进行通信。最常用的输人设备是键盘 (keyboard) 和氣标（mouse), 而最常用的输出设备是显示器（monitor) 和打印机（printer)。
1.键盘
键盘是用于输人的设备。有一种便携式键盘，不带数字小键盘。有功能鍵（function key)、 修饰符键（modifier key) 、 数字小键盘（immeric keypad) 、方向徤（arrow key) 、 插入键（Insert)、删除•键（Delete)、向上翻页键（PageUp) 和向下翻页键（PageDown) 。
2.鼠标
鼠标（mouse) 是定点设备，用来在屏幕上移动一个称为光标的图形化的指针（通常以 一个箭头的形状)，或者用于单击屏幕上的对象（如一个按钮）来触发它以执行动作。
3.显示器
显示器（monitor)显示信息（文本和图形）。屏幕分辨率和点距决定显示的质量。
五、通信设备
计算机可以通过通信设备进行联网，例如，拨号调制解调器（modulator/demodulator, 调制器 / 解调器)、DSL、电缆调制解调器、有线网络接口卡，或者无线适配器。
— 个简单的 Java 程序
要点提示：Java 是从类中的 main 方法开始执行的。 我们从一个简单的 Java 程序开始，该程序在控制台上显示消息 “ Welcome to hval ”。控 制台（console)是一个老的计算机词汇，指计算机的文本输入和显示设备。控制台榆入是指从 键盘上接收输人，而控制台输出是指在显示器上显示输出。
import java.util.Scanner;class Text01{
public static void main(String[] args){
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.print("Enter a number for Celsius");
int Celsius = input.nextInt();
double Fahrenheit = (9.0/5)*Celsius+32;
System.out.println(Celsius +" " + "Celsius is" +" " + Fahrenheit + " " + "Fahrenheit");
}
}
运行结果
43 Celsius is 109.4 Fahrenheit
创建、编译和执行 Java 程序
〆要点提示：Java 源程序保存为 .java 文件，编译为 .class 文件。.class 文件由 Java 虚拟机 (JVM)执行0 在执行程序之前，必须创建程序并进行编译。这个过程是反复执行的。 如果程序有编译错误，必须修改程序来纠正错误，然后重新编译它。如果程序有运行时错误 或者不能产生正确的结果，必须修改这个程序，重新编译，然后重新执行。 可以使用任何一个文本编辑器或者集成开发环境来创建和编辑 Java 源代码文件。
图 1-9 显示了用于编译 Welcome.java的命令 javac。编译器生成 Welcome.class 文件， 使用命令 java 执行这个文件。 (/注意：为了简单性和一致性，除非特别指明，否則所有的源代码和类文件都放在c:\book 下。
〆警告：在命令行执行程序时，不要使用扩展名 .class。使用 java ClassName 来运行程序。 如果在命令行使用 java ClassName.class, 系统就会尝试读取 ClassName.class.class。
〆提示：如果要运行一个不存在的类，就会出现 NoClassDefFoundError 的错误。如果执行 的类文件中没有 main 方法或敲错了 main 方法（例如，将 main #敲成 Main), 則会出现提 示 NoSuchMethodError。
〆注意：在执行一个 Java 程序时，JVM 首先会用一个称为类加载器（class loader) 的程序将 类的字节码加栽到内存中。如果你的程序中使用其他类，类加栽程序会在需要它们之前动 态地加栽它们。当加栽该类后，JVM 使用一个称为字节码验证器（bytecode verifier) 的程 序来检验字节码的合法性，确保字节码不会违反Java 的安全规范。JavaS制执行严格的 安全规范，以确保来自网络的 Java 程序不会篡改和危害你的计算机
