Grundkenntnisse der Informatik (Teil 1)

Umriss

1. Die Entwicklung, Arten und Einsatzgebiete von Computern
2. Darstellung, Speicherung und Verarbeitung von Daten in Computern
3. Die Zusammensetzung und die wichtigsten technischen Indikatoren von Computersoftware- und Hardwaresystemen .
4. Das Grundkonzept, die Funktion, die Zusammensetzung und die Klassifizierung des Betriebssystems .
5. Grundlegende Konzepte und allgemeine Begriffe des Windows-Betriebssystems , Dateien, Ordner, Bibliotheken usw.
6. Das Konzept und die Anwendung der Multimedia-Technologie
7. Das Konzept, die Eigenschaften, die Klassifizierung und die Prävention von Computerviren .
8. Das Konzept, die Zusammensetzung und die Klassifizierung von Computernetzwerken ; das Konzept sowie die Prävention und Kontrolle der Computer- und Netzwerkinformationssicherheit
   .
9. Das Konzept, das Prinzip und die Anwendung von Internet-Netzwerkdiensten .
10. Grundkenntnisse über Datenbanken und häufig verwendete Datenbanksysteme

Erklärung pro Einheit

1. Entwicklung, Typen und Anwendungsgebiete von Computern

Entwicklung der Computertechnologie

Seit der Geburt des weltweit ersten Computers ENIAC im Jahr 1946 hat sich die Computertechnologie rasant weiterentwickelt.

Das Bild unten zeigt den weltweit ersten Computer ENIAC :

Das Bild unten zeigt Chinas ersten Computer 103 :

Entsprechend den verschiedenen elektronischen Geräten , die in Computern verwendet werden , haben Computer vier Zeitalter erlebt: Röhren, Transistoren, integrierte Schaltkreise, große und ultragroße integrierte Schaltkreise .

1. Die Hauptmerkmale der ersten Generation elektronischer Röhrencomputer (1946–1958) sind: In Bezug auf die Hardware wurden elektronische Röhren als grundlegende Logikschaltungskomponenten verwendet, im Hauptspeicher wurden Quecksilberverzögerungsleitungen, Magnettrommeln und Magnetkerne verwendet , und im externen Speicher wurden Magnetbänder verwendet ; in Bezug auf die Software konnten nur Maschinensprache und Assemblersprache verwendet werden. Der Computer war sperrig , energieverbrauchend, wenig zuverlässig und teuer, und seine Anwendungen waren hauptsächlich wissenschaftliche Berechnungen .
   

2. 
   Die Hauptmerkmale des Transistorcomputers der zweiten Generation (1958-1964) sind: In Bezug auf die Hardware werden Transistoren als grundlegende Logikschaltungskomponenten verwendet, Magnetkerne werden hauptsächlich als Hauptspeicher verwendet und Festplatten werden als externer Speicher verwendet ; die Software hat sich stark weiterentwickelt, und es sind verschiedene Hochsprachen und Compiler sowie auf Stapelverarbeitung basierende Betriebssysteme erschienen ; die Größe des Computers wurde stark reduziert , der Stromverbrauch wurde reduziert und die Zuverlässigkeit wurde verbessert; Anwendungen sind hauptsächlich wissenschaftliche Berechnungen und verschiedene Transaktionsverarbeitung und begann in der industriellen Steuerung eingesetzt zu werden .

Transistorcomputer wie in der Abbildung gezeigt:

3. 
   Die Hauptmerkmale des integrierten Schaltkreiscomputers der dritten Generation (1964-1971) sind wie folgt: In Bezug auf die Hardware verwendeten die Hauptlogikkomponenten des Computers mittlere und kleine integrierte Schaltkreise , und der Hauptspeicher begann, Halbleiterspeicher zu verwenden ; in Bezug auf die Software wurde die Computerprogrammiersprache standardisiert und die Idee der strukturellen Programmierung vorgeschlagen ; die Größe des Computers wurde weiter reduziert und die wichtigsten Leistungsindikatoren wie Rechengeschwindigkeit, Rechengenauigkeit, Speicherkapazität und Zuverlässigkeit wurden erheblich verbessert; das Anwendungsgebiet und die Popularität des Computers nahm rasant zu .

Digitaler Computer mit integrierter Schaltung , wie in der Abbildung gezeigt:

Der integrierte Schaltkreis ist in der Abbildung dargestellt:

4. Die Hauptmerkmale der Groß- und VLSI-Computer der vierten Generation (seit 1971)
   sind: In Bezug auf die Hardware bestehen die Computerlogikkomponenten aus Groß- und VLSI , der Hauptspeicher verwendet Halbleiterspeicher und die Computerperipheriegeräte sind diversifiziert und serialisiert. In Bezug auf Software wurde eine solide Softwaretechnologie realisiert und es sind objektorientierte Computerprogrammierungsideen entstanden . Eine der wichtigsten Errungenschaften
   im Entwicklungsprozess des Computers der vierten Generation besteht darin, dass die Größe des Mikroprozessors kontinuierlich reduziert, der Integrationsgrad kontinuierlich verbessert und die Berechnungsgeschwindigkeit immer schneller wird .

Mac-Laptops:

Mac-Laptop -Motherboards :

Wenn es um die Entwicklung von Computern geht , kann man nicht umhin, den amerikanischen Wissenschaftler Von Neumann (den Vater der Computer) zu erwähnen. Mitte der 1930er Jahre schlug von Neumann die Theorie gespeicherter Programme in elektronischen Computern vor . Dieser Mechanismus wird bis heute im Computer verwendet und weist folgende Merkmale auf: Der Computer besteht aus fünf Teilen: Controller, Recheneinheit, Speicher, Eingabegerät und Ausgabegerät .

• Zur Eingabe von Rohdaten und Anweisungen werden Eingabegeräte (z. B. Tastaturen) verwendet;
• Der Controller sendet gemäß den Anweisungen des Benutzers verschiedene Steuersignale an andere Komponenten des Computers .
• Taschenrechner werden verwendet, um Berechnungen anhand von Daten durchzuführen .
• Der Speicher dient der Speicherung der Ergebnisse vor und nach der Datenverarbeitung ;
• Zur Ausgabe von Berechnungsergebnissen werden Ausgabegeräte (z. B. Bildschirme) verwendet .
  
  Das von Neumann-System lautet wie folgt:

Computeranwendungsbereich

Zu Beginn des Aufkommens des Computers wurde er hauptsächlich für numerische Berechnungen verwendet , daher der Name „Computer“ .

Mit der Entwicklung der Computertechnologie hat sich jedoch ihr Anwendungsbereich erweitert . Sie beschränkt sich nicht nur auf numerische Berechnungen, sondern wird häufig in den Bereichen Datenverarbeitung, automatische Steuerung, computergestütztes Design, computergestützte Fertigung, computergestütztes Lehren, künstliche Intelligenz, Multimediatechnologie, Computernetzwerke und anderen Bereichen eingesetzt.

1. Wissenschaftliches rechnen

Wissenschaftliches Rechnen, auch numerisches Rechnen genannt, ist das früheste Anwendungsgebiet von Computern . Wissenschaftliches Rechnen bezieht sich auf die Berechnungen, die Computer verwenden, um mathematische Probleme zu lösen, die in der wissenschaftlichen Forschung und Ingenieurstechnik aufgeworfen werden .

Diese Art der Berechnung ist oft komplex und schwierig , da sie mit allgemeinen Berechnungstools oder Arbeitskräften nur schwer durchzuführen ist. Beispielsweise erfordert die Wettervorhersage die Lösung von Differentialgleichungen , die die Gesetze der atmosphärischen Bewegung beschreiben . Der Abschuss einer Rakete erfordert die Berechnung der ballistischen Kurvengleichung der Rakete , was schnelle und genaue Berechnungen durch einen Computer erfordert.

2. Datenverarbeitung

Unter Datenverarbeitung versteht man den Prozess der Verwaltung und Verarbeitung verschiedener Datenmaterialien auf dem Computer, damit Menschen nützlichere Informationen erhalten können . Beispielsweise handelt es sich bei der Unternehmensführung, der Materialverwaltung, der Berichtsstatistik, der Kontoberechnung und dem Informationsabruf um Datenverarbeitung.

3. automatische Kontrolle

Unter automatischer Steuerung versteht man das Verhalten bei der Verwendung eines Computers zur automatischen Ausführung eines bestimmten Prozesses . Es erfordert kein menschliches Eingreifen und kann eine Prozesssteuerung gemäß den von Menschen vorgegebenen Zielen und Zuständen durchführen, beispielsweise unbemannte Flugzeuge, Raketen und künstliche Satelliten .

4. computergestütztes System

Zu den computergestützten Systemen gehören computergestütztes Design, computergestützte Fertigung und computergestütztes Lehren . Unter ihnen bezieht sich Computer-Aided Design (CAD) auf den Einsatz von Computern, um Designer beim technischen Design zu unterstützen .

Unter computergestützter Fertigung (Computer-Aided Manufacturing, CAM) versteht man den Einsatz von Computern zur Verwaltung, Steuerung und Bedienung von Produktionsanlagen , was sich positiv auf die Verbesserung der Produktqualität, die Kostensenkung und die Verkürzung der Produktionszyklen auswirkt.

Unter Computer-Assisted Instruction (CAI) versteht man den Einsatz von Computern zur Unterstützung von Schülern beim Lernen . Dabei werden Lehrinhalte, Lehrmethoden und Lernbedingungen der Schüler im Computer gespeichert, sodass Schüler das benötigte Wissen aus dem CAI-System erlernen können.

5. künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz (KI) bedeutet, dass Computer bestimmte intellektuelle Verhaltensweisen von Menschen simulieren können . Beispielsweise kann ein Computer verwendet werden, um einige Funktionen des menschlichen Gehirns zum Denken, Lernen, Denken, Assoziieren und Entscheiden zu simulieren, sodass der Computer über eine bestimmte „Denkfähigkeit“ verfügt.

6. Multimedia-Anwendung

Multimedia (Multimedia) ist die Zusammenstellung verschiedener Medien wie Text, Animation, Grafiken, Bilder, Audio und Video . In den letzten Jahren wurde Multimedia-Technologie in verschiedenen Branchen und im Home-Entertainment weit verbreitet eingesetzt.

7. Computernetzwerk

Ein Computernetzwerk ist das Produkt hochentwickelter und eng integrierter moderner Computertechnologie und Kommunikationstechnologie. Es verwendet Kommunikationsgeräte und -leitungen, um mehrere Computersysteme mit unterschiedlichen geografischen Standorten und unabhängigen Funktionen miteinander zu verbinden und so die gemeinsame Nutzung von Ressourcen und die Informationsübertragung im Netzwerk zu realisieren .

Beispielsweise hat das größte Computernetzwerk der Welt, das Internet (Internet), den gesamten Planeten in ein kleines Dorf verwandelt, in dem Menschen problemlos nach Informationen suchen, Ressourcen herunterladen, kommunizieren, lernen, sich unterhalten sowie Dinge online kaufen und verkaufen können .

2. Darstellung, Speicherung und Verarbeitung von Daten in Computern

1. Daten sind eine symbolische Darstellung objektiver Dinge ;
2. Die Informationen im Computer werden binär ausgedrückt ;

Wir verwenden in unserem Leben das Dezimalsystem , und die Dezimalzahl ist ein auf 10 basierendes Zahlensystem, das aus den zehn Grundzahlen 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 besteht .

• Das Dezimalsystem basiert auf den beiden Prinzipien des Basissystems und des Dezimalsystems . Das heißt, alle Zahlen werden durch 10 Grundsymbole dargestellt , und das Dezimalsystem ist vollständig . Gleichzeitig hat dasselbe Symbol an verschiedenen Positionen unterschiedliche Werte , und die Position des Symbols ist sehr wichtig.
• Die Grundsymbole sind die zehn Ziffern von 0 bis 9.
• Um das Zehnfache dieser zehn Zahlen darzustellen , werden diese Zahlen um eins nach links verschoben und die freien Stellen mit 0 aufgefüllt, also 10, 20, 30, ..., 90;
• Um 1/10 dieser zehn Zahlen darzustellen , verschieben Sie einfach die Position dieser Zahl nach rechts und füllen Sie den leeren Raum bei Bedarf mit 0 auf: 0,1, 0,2, 0,3, ..., 0,9.

Computer verwenden Binärdateien , und durch analoges Lernen können Sie schneller und sicherer lernen.

• Binärdaten sind eine Zahl, die durch die zwei Ziffern 0 und 1 dargestellt wird. Seine Basis ist 2, die Übertragsregel lautet „je zwei ergibt eins“ und die Ausleihregel lautet „eins als zwei ausleihen“ .
• Das in den frühen Tagen entwickelte Computersystem war hauptsächlich dezimal (da wir zehn Finger haben, ist das Dezimalsystem eine vernünftigere Wahl. Zehn Zahlen können durch Finger dargestellt werden, und das Konzept der 0 tauchte erst lange später auf, daher ist es 1-10 statt 0-9).
• Nach dem Aufkommen elektronischer Computer war es zu kompliziert, elektronische Röhren zur Darstellung von zehn Zuständen zu verwenden, sodass es in allen elektronischen Computern nur zwei Grundzustände gab : Ein (1) und Aus (0). Mit anderen Worten: Die beiden Zustände der elektronischen Röhre bestimmen, dass der elektronische Computer, der auf der elektronischen Röhre basiert, Binärzahlen zur Darstellung von Zahlen und Daten verwendet.
• ENIAC verwendet Dezimalzahlen, von Neumann schlug Binärzahlen vor.

3. Dateneinheit in einem Computer

Bit: die kleinste Dateneinheit , jede Zahl wird zu einem Bit; (binär, jedes Bit ist 0 oder 1)
Byte: die Grundeinheit der Speicherkapazität ;
Byte (B), Kilobyte (KB), Megabyte (MB), Gigabyte (GB), Terabyte (TB);

Konvertierungsbeziehung:

• 1 Byte=8 Bit
• 1 KB=1024 B
• 1 MB = 1024 KB
• 1 GB = 1024 MB
• 1 TB = 1024 GB

$1024=2^{10}$

4. Wortlänge : Die Binärbits , die ein Computer gleichzeitig parallel verarbeiten kann , sind die Wortlänge der Maschine.

Die Wortlänge ist ein wichtiges Symbol, das direkt die Rechenleistung und Rechengenauigkeit eines Computers widerspiegelt .
Wenn andere Bedingungen konstant sind , ist die Datenverarbeitungsgeschwindigkeit des Computers umso schneller, je länger die Wortlänge ist .

5. gemeinsame Basis

Binär (Binär): 1001B, mit der Abkürzung B für Binär angehängt, was darauf hinweist, dass es sich um eine Binärzahl handelt;

Oktonar : 520O, wie oben, abgekürzt O als Suffix, um eine Oktalzahl anzuzeigen;

Dezimal : 520D, wobei D weggelassen werden kann, was 520 in unserem Leben entspricht;

Hexadezimal (Hexadezimal): 7FH, die Abkürzung H ist das Suffix oder der Anfang von 0x, wie z. B. 0x7F, alle stellen Hexadezimalzahlen dar. Hexadezimal ist 0, 1, ..., 9, A, B, ..., F, wobei A 10, B 11, C 12 und bis zu F 15 darstellt.

Die Basisumrechnung ist wie folgt:

Konvertieren Sie andere Basen in Dezimalzahlen :

• Konvertieren Sie beispielsweise binär in dezimal: $1001B=1\times \left(2^3\right)+0\times \left(2^2\right)+0\times \left(2^1\right)+1\times \left(2^0\right)=9$
• Konvertieren Sie beispielsweise Oktal in Dezimalzahl: $520O\_=5\times \left(8^2\right)+2\times \left(8^1\right)+0\times 8^0=336$
• Zum Beispiel hexadezimal zu dezimal, $7FH\_\_=7\times \left(16^1\right)+F\times 16^0=7\times 16+15\times 1=127$
  Bist du verlassen? Binary merkt sich die vier Zahlen 8, 4, 2 und 1. Was bedeutet das?
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Binär zu anderen Basen :

• Zum Beispiel die Umwandlung von binär in oktal: $10010111B=10010111B=227O\_$
• Konvertieren Sie beispielsweise binär in dezimal: $10010111B=1\times 2^7+1\times 2^4+1\times 2^2+1\times 2^1+1\times 2^0=512+16+4+2+1=535$
• Konvertieren Sie beispielsweise binär in hexadezimal: $10010111B=10010111B=97F$
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6. Speicher
   

Der Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory, RAM ), auch „Random Access Memory“ genannt, ist ein interner Speicher , der Daten direkt mit der CPU austauscht , und wird auch als Hauptspeicher (Speicher) bezeichnet .

RAM weist die Eigenschaften von Direktzugriff und Volatilität auf ;

• Der sogenannte „Random Access“ bedeutet, dass beim Lesen oder Schreiben der Daten im Speicher die benötigte Zeit nichts mit dem Speicherort dieser Informationen oder dem Speicherort, an dem sie geschrieben werden, zu tun hat. Der RAM kann keine Daten speichern, wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist.
• Wenn Daten gespeichert werden müssen, müssen sie auf ein Langzeitspeichergerät (z. B. eine Festplatte) geschrieben werden. Im Vergleich zu RAM und ROM besteht der größte Unterschied zwischen beiden darin, dass die im RAM gespeicherten Daten nach dem Ausschalten automatisch verschwinden, im Gegensatz zu ROM nicht.

7. Kodierung chinesischer Schriftzeichen

ASCII kodiert nur englische Buchstaben, Zahlen und Satzzeichen . (Denken Sie daran, dass die Codelänge des international gemeinsamen ASCII-Codes 7 beträgt)

Da es von Wai Guoren erfunden wurde, sprechen sie Englisch und müssen nur 26 englische Buchstaben kodieren, weshalb die aktuellen C-, C++- und Python-Codes auch auf Englisch statt auf Chinesisch geschrieben sind.

Der ASCII-Code ist in der Abbildung dargestellt:

Chinesische Schriftzeichen werden in zwei Ebenen unterteilt:

• Es gibt 3.755 chinesische Schriftzeichen der ersten Stufe, die in der Reihenfolge der chinesischen Pinyin-Buchstaben angeordnet sind.
• Es gibt 3008 chinesische Schriftzeichen der zweiten Stufe, geordnet nach Radikalen.

Da ein Byte ausreicht, um 6763 chinesische Zeichen darzustellen, verwendet ein nationaler Standardcode zwei Bytes zur Darstellung eines chinesischen Zeichens, und das höchste Bit jedes Bytes ist 0.

Der Verarbeitungsprozess chinesischer Schriftzeichen:
Eingabe -> Eingabecode -> nationaler Standardcode -> interner Code -> Adresscode -> Schriftartcode -> Ausgabe

• Eingabecode: Der für die Eingabe chinesischer Zeichen in den Computer kompilierte Code wird zum Eingabecode für chinesische Zeichen, auch externer Code genannt.
• Interner Code: Kodierung chinesischer Zeichen zum Speichern und Verarbeiten chinesischer Zeichen im Computer;
• Schriftartcode: Wird zur Ausgabe chinesischer Zeichen auf dem Bildschirm oder Drucker verwendet.
• Adresscode: Bezieht sich auf den Adresscode der chinesischen Zeichenbibliothek. Wenn chinesische Zeichen an das Ausgabegerät ausgegeben werden müssen, muss über die Adresse auf die chinesische Zeichenbibliothek zugegriffen werden.

Andere interne Codes für chinesische Schriftzeichen:

• GBK-Code: (erweiterte interne Codespezifikation für chinesische Schriftzeichen) bis zu mehr als 20.000 einfache und komplexe chinesische Schriftzeichen ;
• UCS-Code: enthält alphabetische Zeichen, chinesische, japanische und koreanische ideografische Dateien;
• Unicode-Kodierung: 65536-Zeichenkodierung, wird hauptsächlich zur Lösung mehrsprachiger Computerprobleme verwendet;
• BIG5-Code: ein traditioneller chinesischer Zeichencode, der in Hongkong und Taiwan verwendet wird;

Zu den häufig verwendeten Kodierungen für TXT- Dateien gehören ANSI und UTF-8. Beim Öffnen der Datei erscheinen manchmal verstümmelte Zeichen , was bedeutet, dass das Kodierungsformat falsch ist, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

3. Zusammensetzung und wichtigste technische Indikatoren von Computersoftware- und Hardwaresystemen

Zusammensetzung des Computersoftware- und Hardwaresystems

• Computersystem = Softwaresystem + Hardwaresystem
• Hardwaresystem = Controller + Recheneinheit + Speicher + Eingang + Ausgang
• Softwaresystem = Systemsoftware + Anwendungssoftware
• Software = Programm + Dokumentation = Datenstruktur + Algorithmus + Dokumentation

Darunter ist Prozessor = Controller + Recheneinheit . Der Prozessor ist das Gehirn des Computers, auch CPU genannt.

• Softwaresystem ist ein allgemeiner Begriff für verschiedene Programme, Daten und Dokumente, die für den Betrieb, die Verwaltung und die Wartung von Computern zusammengestellt werden .
• Software : Es ist die Seele eines Computers, ein Computer ohne Software ist nutzlos.
• Programm : Es handelt sich um eine Reihe von Anweisungen, die in einer bestimmten Reihenfolge ausgeführt werden, um eine bestimmte Aufgabe abzuschließen .
• Programmiersprache : Eine Sprache, mit der Menschen einem Computer sagen, dass er etwas tun soll.

• Maschinensprache: die Sprache, die der Computer erkennt und direkt ausführt;
• Assemblersprache: Symbolsprache, die zur Ausführung kompiliert werden muss;
• Hochsprache: nah an der natürlichen Sprache (zusammengestellt und interpretiert);

Hardwaresystem

1. Taschenrechner

Arithmetische Operationen (Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division) oder logische Operationen (und, oder, nicht, exklusives Oder) werden auf Binärzahlen ausgeführt , daher werden sie auch arithmetisch-logische Komponenten genannt.

1. Und (AND, Symbol: &)
   Operationsregeln: Alle Einsen sind eins und Nullen sind Null . Das heißt, das Ergebnis ist nur 1, wenn beide Operanden 1 sind, und in anderen Fällen 0 (solange 0 vorhanden ist, ist das Ergebnis 0).
   
   1 und 1 = 1, 1 UND 0 = 0, 0 & 0 = 0; alle drei Ausdrücke sind akzeptabel.
2. Oder (ODER, Symbol: |)
   Operationsregeln: Alle Nullen sind Null und Eins ist Eins . Das heißt, das Ergebnis ist nur 0, wenn beide Operanden 0 sind, in anderen Fällen 1 (solange 1 vorhanden ist, ist das Ergebnis 1).
   
   1 oder 1 = 1, 1 ODER 0 = 1, 0 | 0 = 0; alle drei Ausdrücke sind akzeptabel.
3. NICHT (NICHT, Symbol: $\bar{1}$ , eine horizontale Linie oben bedeutet nicht)
   logische NICHT-Operation, es gibt nur einen Operanden, es handelt sich also um eine unäre logische Operation.
   Betriebsregeln:Eins wird zu Null, Null wird zu Eins. Das heißt, wenn der Operand 1 ist, ist das Ergebnis 0, und wenn der Operand 0 ist, ist das Ergebnis 1.
   $\bar{1}=0$，$\bar{0}=1$。
4. Exklusives ODER (XOR)
   logische Exklusiv-Oder-Operation, Operationsregeln: Die Differenz ist eins, das Gleiche ist null . Das heißt, das Ergebnis ist 1, wenn die beiden Operanden unterschiedlich sind , und 0, wenn die beiden Operanden gleich sind .
   1 XOR 1 = 0, 0 XOR 0 = 0; 1 XOR 0 = 1, 0 XOR 1 = 1.

Die Rechengeschwindigkeit eines Computers bezieht sich normalerweise auf die Anzahl der Additionsanweisungen, die pro Sekunde ausgeführt werden können , ausgedrückt in Millionen Operationen pro Sekunde (MIPS) .

2. Regler

Der Controller ist das Herzstück des Computers , der die verschiedenen Komponenten so steuert, dass sie automatisch und harmonisch arbeiten .

Befehlsausführungsprozess : Befehl abrufen -> Befehl analysieren -> Steuersignal erzeugen -> Befehl ausführen -> Ausführung wiederholen.

Der PC speichert immer die Adresse des nächsten auszuführenden Befehls .
Die Recheneinheit + Steuerung wird zusammenfassend als Zentraleinheit (CPU) bezeichnet , und je höher die Taktfrequenz, desto höher die Geschwindigkeit.

3. Speicher

Die Komponenten, die Programme und Daten speichern , werden in zwei Kategorien unterteilt: interner Speicher (Hauptspeicher) und externer Speicher (Hilfsspeicher).

• Die Speichergeschwindigkeit ist hoch und die Informationen gehen verloren, wenn das Gerät ausgeschaltet ist . Wie zum Beispiel Hauptspeicher RAM.
• Externer Speicher ist langsam , aber Informationen können über einen langen Zeitraum gespeichert werden . Wie Festplatte, U-Disk usw.

Die Lese- und Schreibgeschwindigkeiten sind von schnell bis langsam geordnet : Register (in der CPU) > CACHE (in der CPU) > RAM > ROM > externe Geräte;

Aufgrund der unterschiedlichen Lese- und Schreibgeschwindigkeiten kann die CPU nicht direkt mit externen Geräten umgehen und muss RAM oder CACHE als Zwischenbrücke verwenden .

Speicher:

• Speicher = Nur-Lese-Speicher ROM + Direktzugriffsspeicher RAM (nur) (zufällig zufällig)
• Direktzugriffsspeicher (RAM): allgemein als Computerspeicher bezeichnet ;
• Nur-Lese-Speicher ROM: Nach dem Aushärten kann der Benutzer ihn nicht ändern ; (nur lesbar, nicht beschreibbar)

Cache-Cache: Es dient hauptsächlich dazu, die Nichtübereinstimmung der Hauptspeichergeschwindigkeit der CPU zu beheben und die Speichergeschwindigkeit zu erhöhen .

Externer Speicher: Die CPU kann nicht direkt darauf zugreifen (Festplatte, U-Disk, CD-ROM und Diskette).

• Festplatte: physische Einheitssektoren lesen und schreiben
• Flash-Speicher (Flash)
• CD

Hierarchie:

• Cache – Hauptspeicherebene (um das Problem der Geschwindigkeitsinkongruenz zu lösen )
• Hauptspeicher-Hilfsspeicherebene (um das Problem der Speichersystemkapazität zu lösen )

Software System

Systemsoftware

Systemsoftware ermöglicht es Computerbenutzern und anderer Software, den Computer als Ganzes zu betrachten , ohne sich Gedanken darüber zu machen, wie die zugrunde liegenden einzelnen Hardwareteile funktionieren . (Wenn Sie beispielsweise eine Datei öffnen, müssen Sie im Windows-Betriebssystem nur auf die Datei doppelklicken, wissen aber nicht, was die zugrunde liegende Hardware verwendet.)

(1) Betriebssystem

Das Betriebssystem ist eine Sammlung systematischer Programme, die Computerressourcen steuern und verwalten . Es ist die Schnittstelle zwischen Benutzern und Computerhardwaresystemen und stellt eine Brücke für Benutzer und Anwendungssoftware dar, um auf Computerhardware zuzugreifen und diese zu steuern .

Wie Windows, Linux, Unix, MacOS . (Das Windows-Betriebssystem ist auch das, was Sie testen möchten)

(2) Sprachverarbeitungsprogramm

Die Kommunikation von Mensch zu Mensch erfordert Sprache, und die Kommunikation von Mensch zu Computer erfordert ebenfalls Sprache. Die Sprache, die zur Kommunikation von Informationen zwischen Menschen und Computern verwendet wird, wird Programmiersprache genannt .

Programmiersprachen werden üblicherweise entsprechend ihrer Hardwareabhängigkeit in drei Kategorien eingeteilt:

◆Maschinensprache: Es handelt sich um eine Reihe von Codeanweisungen, die aus den Binärcodes „1“ und „0“ bestehen. Es ist die einzige maschinenorientierte Sprache, die von Computerhardware erkannt und ausgeführt werden kann.
◆Assemblersprache: Es handelt sich um eine symbolische Sprache, die einige Mnemoniken verwendet, die die Funktion von Anweisungen zum Ersetzen von Maschinenanweisungen widerspiegeln können.
◆Hochsprache: Es handelt sich um eine von der Maschine unabhängige algorithmische Sprache. Der Ausdruck der Hochsprache ähnelt der natürlichen Sprache und den mathematischen Ausdrücken, die Menschen täglich verwenden, und unterliegt bestimmten grammatikalischen Regeln.

(3) Datenbankverwaltungssystem

Das Datenbankverwaltungssystem ist hauptsächlich darauf ausgerichtet, die nichtnumerischen Berechnungsprobleme der Datenverarbeitung zu lösen und eine große im Computer gespeicherte Datenmenge zu organisieren, zu verwalten und abzufragen . Zu den häufig verwendeten Datenbankverwaltungssystemen gehören SQL Server, Oracle, MySQL und Visual FoxPro.

(4) Systemunterstützungs- und Serviceprogramm

Solche Programme werden auch als Tool-Software bezeichnet , z. B. Systemdiagnoseprogramme, Debugging-Programme, Debugging-Programme, Bearbeitungsprogramme, Virenscanprogramme usw., alle Softwaresysteme, die so konfiguriert sind, dass sie den normalen Betrieb des Computersystems aufrechterhalten oder die Systementwicklung unterstützen.

Anwendung

Anwendungssoftware ist der Teil der Software, der bereitgestellt wird , um die Anwendungsanforderungen von Benutzern in verschiedenen Bereichen und bei unterschiedlichen Problemen zu erfüllen . Es kann die Anwendungsbereiche von Computersystemen erweitern und die Funktionen von Hardware verstärken .

Softwareentwicklung ist der Prozess des Aufbaus eines Softwaresystems oder eines Softwareteils des Systems entsprechend den Benutzeranforderungen .

Softwareentwicklung ist eine Systementwicklung, die Anforderungserfassung, Anforderungsanalyse, Design, Implementierung und Tests umfasst . (Wenn Sie beispielsweise unterhalten und sich die Zeit vertreiben möchten, haben Sie eine Kurzvideo-Unterhaltungssoftware wie Douyin Kuaishou entwickelt.)

• Textverarbeitungssoftware wie WPS, Word usw. (diesen Teil müssen Sie auch testen)
• Informationsmanagement-Software
• Unterstützte Designsoftware wie AutoCAD
• Bildungs- und Unterhaltungssoftware wie LOL, Kuaishou

Computerstruktur

Die fünf Hauptkomponenten des Computerhardwaresystems existieren nicht isoliert , sondern müssen miteinander verbunden und übertragen werden . Der Aufbau eines Computers spiegelt wider, wie die verschiedenen Komponenten des Computers miteinander verbunden sind.

Computerbusstruktur (Datenbus, Adressbus, Steuerbus)

• Datenbus (Datenbus): Dateninformationen übertragen
• Adressbus (Adressbus): Adressinformationen übertragen
• Steuerbus (Steuerbus): Befehlssignale senden

Wichtige Leistungsindikatoren für Computer

• Wortlänge : die Anzahl der Bits binärer Daten, die die Computer-CPU direkt verarbeiten kann;
• Taktfrequenz : Die Taktfrequenz der Computer-CPU, die Hauptfrequenzeinheit ist Megahertz (MHz) oder Gigahertz (GHz);
• Rechengeschwindigkeit : wird im Allgemeinen in Millionen Mal pro Sekunde (MIPS) angegeben; je schneller, desto besser;
• Speicherkapazität : unterteilt in Speicherkapazität und externe Speicherkapazität;
• Zugriffszyklus : Die Zeit, die die CPU benötigt, um auf Daten aus dem Speicher zuzugreifen. Je kürzer der Zugriffszyklus, desto schneller die Betriebsgeschwindigkeit .

Selbsttest

1. Die Hauptkomponente des elektronischen Computers der zweiten Generation ist ______.

A. Relais

B. Transistor

C. Elektronenröhre

D. integrierte Schaltung

Antwort: B

2. Welches der folgenden Merkmale ist kein Merkmal elektronischer Digitalcomputer?

A. Schnelle Bedienung

B. Hohe Berechnungsgenauigkeit

C. Die Form ist ungeschickt

D. Starke Vielseitigkeit

Antwort: C

3. Der Bereich ______ ist einer der attraktivsten, schwierigsten und derzeit erforschten Bereiche in Computeranwendungen.

A. Unterstütztes Design

B. Informationsverarbeitung

C. Künstliche Intelligenz

D. Prozesskontrolle

Antwort: C

4. Im Computerbereich werden Informationen in ein ______ umgewandelt, das ein Computer verarbeiten kann.

A. Daten

B. Symbol

c. Grafiken

D. Zahlen

Antwort: A

5. Der Betriebsgegenstand des elektronischen Digitalrechners ist ______.

A. Analog

B. Mischmenge

C. Puls

D. Diskontinuierliche Menge

Antwort: D

6. Unter den folgenden Arten von Computerspeichern gehen die Informationen nach einem Stromausfall verloren: ______.

A.ROM

B.RAM

C. Festplatte

D. Diskette

Antwort: B

7. Die Anzahl der Bits eines Mikroprozessorchips bezieht sich auf ______.

Eine Geschwindigkeit

B. Wortlänge

C. Häufigkeit

D. Zyklus

Antwort: B

8. Ein Eingabe-/Ausgabegerät, das für den Betrieb eines Mikrocomputers unerlässlich ist, ist ______.

A. Tastatur und Maus

B. Monitore und Drucker

C. Tastatur und Monitor

D. Maus und Scanner

Antwort: C

9. Ein wichtiger Indikator, der die Leistung eines Mikroprozessors bestimmt, ist ______.

A. Die Größe des Speichers

B. Die Größe des Mikroprozessors

C. Häufigkeit

D. Interner Speicher

Antwort: C

10. Die Anzahl der Zeichen, die durch ASCII-Code dargestellt werden können, beträgt ______.

A.256

B.255

C.128

D.127

Antwort: C

11. Die Dezimalzahl, die der Binärzahl 10110001 entspricht, sollte ______ sein.

A.123

B.167

C.179

D.177

Antwort: D

12. Der Code, der zur Verarbeitung von Daten und Anweisungen in einem Computer verwendet wird, ist ______.

A. Dezimalcode

B. Binärcode

C.ASCII-Code

D. Kodierung chinesischer Zeichen

Antwort: B

13. Von den folgenden Optionen gehört ______ nicht zur externen Ausstattung des Computers.

A. Eingabegerät

B. CPU und Hauptspeicher

C. Externer Speicher

D. Ausgabegerät

Antwort: B

14. Die erforderliche externe Ausrüstung für einen Personal Computer (PC) beträgt ____.

A. Tastatur und Maus

B. Monitor und Tastatur

C. Tastatur und Drucker

D. Monitore und Scanner

Antwort: B

15. Ein Befehl für einen Computer, eine bestimmte Operation auszuführen, wird ______ genannt.

A. Anweisungen

B. Programm

c. Programmiersprache

D. Befehlssystem

Antwort: A