程序師世界是廣大編程愛好者互助、分享、學習的平台,程序師世界有你更精彩!
首頁
編程語言
C語言|JAVA編程
Python編程
網頁編程
ASP編程|PHP編程
JSP編程
數據庫知識
MYSQL數據庫|SqlServer數據庫
Oracle數據庫|DB2數據庫
您现在的位置: 程式師世界 >> 編程語言 >  >> 更多編程語言 >> Python

少兒Python編程3-計算機組成原理

編輯:Python

 

一、計算機的組成結構

從系統結構上,電腦由硬件和軟件兩大部分組成:

1.硬件系統:看得見、摸得著的物理的電腦各配件(比喻:人的軀體和各器官)

2.軟件系統:存儲在電腦存儲設備中的程序(比喻:人的思想、靈魂)

計算機的工作原理是美籍匈牙利數學家馮·諾依曼在1946年提出的。他提出了計算機制造的三個基本原則,即采用二進制邏輯程序存儲執行以及計算機由五個部分組成(運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備),這套理論被稱為馮·諾依曼體系結構。

從ENIAC(世界上第一台計算機)到當前最先進的計算機,硬件系統的設計采用的都是馮·諾依曼體系結構。

1.輸入、輸出設備

輸入、輸出設備又稱為I/O設備,I即Input,O即output。

輸入設備用於接收用戶輸入並傳送給計算機,比如鼠標、鍵盤、攝像頭等。

輸出設備用於將結果數據輸出顯示,比如顯示器、打印機等。

2.運算器與控制器

運算器與控制器,現代計算機的CPU中包含有運算器和控制器。運算器用於執行算數計算和邏輯運算,控制器用於控制各部件進行協同工作。

3.存儲器

存儲器用來進行信息存儲的,存儲器包括主存儲器(內存)和外存儲器。內存存放運行時使用的信息數據,讀寫速度快,但是容量小,斷電後信息就無法保存;外存用於存儲需要長期保存的數據,容量大,但是速度慢。

二、計算機硬件

主機:計算機的核心,裡面包含了主板、CPU、硬盤等。

顯示器:計算機的主要輸出設備,用於人和機器的交互。

鍵盤和鼠標:輸入設備,用於給電腦輸入字符和指令。

主板是一塊大型印刷電路板,有很多插槽,內存、CPU等都通過主板組成一個整體。

CPU中央處理器,它是一個大規模集成電路芯片,執行對信息的處理和控制,相當於人的大腦。

內存(主存儲器),存放程序和數據的部件。

硬盤(外存儲器),存放長期保存的數據的部件。

GPU(顯卡),主要處理計算機中與圖形計算有關的工作,並將數據更好地呈現在顯示器中,它分擔了一部分CPU的工作。

組裝成這一套硬件後,通上電源,電腦能做什麼呢?答案是什麼都不能做。要想讓計算機工作,還必須給它安裝軟件系統。

三、計算機的軟件

軟件系統:

軟件系統主要分為系統軟件和應用軟件,這些都是計算機正常運行所需的各種各樣的計算機程序。

系統軟件:操作系統、驅動程序、語言處理程序、數據庫管理系統等。

應用軟件:浏覽器、文本編輯器、音頻播放器等。

硬件和軟件互相依存。硬件是軟件賴以工作的物質基礎,軟件的正常工作是硬件發揮作用的唯一途徑。計算機系統必須要配備完善的軟件系統才能正常工作,且充分發揮其硬件的各種功能。

操作系統:

操作系統(Operating System, OS)是指控制和管理整個計算機系統的硬件和軟件資源,並合理地組織調度計算機的工作和資源的分配,以提供給用戶和其他軟件方便的接口和環境的程序集合。

我們現在使用的windows10,windows11都是操作系統,還有我們使用的手機,谷歌公司的Android系統,華為的鴻蒙,蘋果公司筆記本上的的MacOSX、蘋果手機的IOS,他們都是操作系統。

操作系統能做什麼呢?它主要工作就是“管理”

  1. 管理計算機的硬件資源
  2. 管理應用程序,向用戶提供一個與系統交互的操作界面

世界上第一台通用計算機埃尼阿克(ENIAC)「在美國賓夕法尼亞大學誕生,用了18000 個電子管,占地170平方米,重達30噸。它沒有操作系統,成千上萬個按鈕全部靠工人手工操作,運行成本非常巨大。

由此,操作系統最主要的功能之一就是對計算機硬件資源進行管理、分配和調度。

DOS操作系統:

DOS操作系統是早期的操作系統,叫做 Disk Operating System,DOS」(磁盤操作系統)。

也就是我們現在使用的cmd命令行界面看到的:

DOS 這種通過鍵盤輸入命令的操作方式已經比我們手動調整按鈕、連接線路要簡單得多。

但是,這樣的命令行界面(CLI)必定無法符合大部分用戶的口味,於是後來擁有良好圖形界面(GUI)的操作系統比如 Windows 逐漸成為主流。由此可見,一個操作系統的操作方式和界面的美觀程度對於用戶來說是非常重要的。

1968年12月9日,世界上的第一個鼠標誕生於美國斯坦福大學。

Windows95:

四、參考文獻

1. 了解操作系統的那些事兒,從這篇文章開始 - 墨天輪


  1. 上一篇文章:
  2. 下一篇文章:
Copyright © 程式師世界 All Rights Reserved