第 1 章 必备基础知识1.1 计算机组成1.1.1 硬件计算机硬件主要由五个部分组成，分别是：运算器、控制器、存储器、输⼊设备、输出设备。组成部分核心作用（通俗比喻）关键特点运算器加工车间：负责执行所有数学运算（加减乘除）和逻辑判断（大于/小于/等于）。只负责“算”，不存数据。控制器总指挥：负责从内存读取指令，进行译码，并协调其他部件按指令执行操作。不干活，但负责“发号施令”。存储器仓库：负责存储数据和程序。分为内存（工作台，速度快易丢失）和外存（货架，速度慢可永久保存）。电脑的“记忆”核心。输入设备收货口：将人类能懂的信息（文字/声音/图像）转换成电脑能懂的二进制电信号。负责“听”和“看”外界。输出设备发货口：将电脑处理后的二进制结果转换回人类能懂的文字、图像或声音。负责向外界“表达”结果。1.1.2 软件计算机软件主要分为：系统软件、应⽤软件。类型作用系统软件直接管理和控制计算机硬件的软件，为应⽤软件提供运⾏平台，它负责协调硬件资源（如内存、处理器）并提供通⽤服务，例如：⽂件管理、设备控制、任务调度。应用软件⽤于执⾏特定任务的软件，满⾜⽤户的具体需求，如：⽂档编辑、数据分析、娱乐等，它依赖系统软件提供的资源和服务。1.2 计算机语言1.2.1 计算机语言、代码、程序1.2.2 计算机语⾔简史第1代：机器语言计算机问世的初期，⼈们只能通过『机器语⾔』（⼜称机器码）来操作计算机，所谓机器语⾔，就是 0 和 1 组成的⼆进制内容。⽽且在当时，录⼊和修改信息通常都需要：拨动开关、或插拔连线、或使⽤打孔纸带来输⼊指令。ENIAC，于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学正式向公众公布,二战计算火炮和导弹的导弹优点：机器可直接执行，速度最快；硬件直接控制缺点：二进制编写，人极难读写和维护；完全依赖硬件，无移植性。例如：在 x86 的 CPU 架构下，使⽤机器码编写 1 + 1 的运算代码如下：10110000 00000001 00000100 00000001第2代：汇编语言⽤机器语⾔编程，程序员很难理解每⼀条指令的含义，为了解决这个问题，『汇编语⾔』应运⽽⽣，它将机器语⾔中的⼆进制指令，转化为更容易记忆的助记符 （如 MOV 、 ADD 、 LOAD 等），从⽽让程序员能以近似“英⽂简写”的⽅式进⾏编程，简单说 就是：『汇编语⾔』是对『机器语⾔』的“⼈性化翻译”，汇编语⾔显著降低了编程的⻔槛，也为 后续⾼级语⾔的诞⽣，打下了基础。优点：比机器语言易读写；执行效率高；缺点：仍依赖特定CPU指令集；编程效率低；代码量大；例如：在 x86 的 CPU 架构下，使⽤『汇编语⾔』编写 1 + 1 的运算代码如下：mov al, 1 add al, 1⚠️注意：『汇编语⾔』需要翻译成『机器码』，才能交给 CPU 执⾏，因为 CPU 只认⼆进制指 令。第3代：高级语言相对『机器语⾔』和『汇编语⾔』⽽⾔，『⾼级语⾔』更接近⼈类的⾃然语⾔，它允许程序员使⽤ 英语来编写程序，并向程序员屏蔽了⼤部分的底层细节，语⾔中的符号和算式，也和⽇常的数学算 式差不多，它更容易被掌握，常⻅的『⾼级语⾔』有：C、C++、Java、PHP、Go、Rust、 JavaScript、Python 等。优点：接近自然语言，易学易用；代码简洁；硬件无关，移植性好；丰富的库和工具缺点：执行需编译/解释，效率较低；对硬件控制能力弱例如：下⾯的 Python 代码，可以输出 “Hello, world!”print("Hello, world!")例如：下⾯的 Java 代码，可以输出 “Hello, world!”