故事还要从24年前那个夏天说起。

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1995年的夏天,美国西海岸有一个中年人出版了一本叫《未来之路》的书籍,这本书是大家了解信息高速公路全部面目乃至21世纪人类生活面貌的入门书。在这本书中,这个中年人多次提到“物物互联”的设想。但是由于当时网络技术与传感器应用水平的限制,中年人朦胧的“物联网”理念没有引起重视。对了,这个中年人后面做了十几次世界首富!

说回国内,那时风还没有起来,科技的土囊很贫瘠,更别提物联网了。1995年,大家还在积极看电视。

那年电视上映了一部叫《海尔兄弟》的动画片,主要讲述一对由智慧老人所创造的海尔兄弟和他们的朋友,为解决人类面临的灾难和解开无尽的自然之谜而环游世界,最后回到他们的诞生地太平洋的神奇历险故事。该部动画片通过描述海尔兄弟的探险经历,向人们传递了科学与人文知识。

那年电视上出现了一档采访,杭州西湖明珠电视台为了测试路人们的素质(那时候的电视台可真闲啊),就找了五六个大汉在马路上撬井盖,电视台是想要测试,会不会有人见义勇为站出来。在电视台录制的时间里,也就是那天晚上,有不少行人从井盖旁边走过去,但是大多数人都选择了熟视无睹,事不关己高高挂起。直到!一位姓马的热心杭州市民的出现!这是马先生第一次上电视,事实证明,侠者注定低调不了,因为实力不允许啊,马先生在后面的岁月还要频繁上电视。那年,马先生还做了一个事,就是创办了“中国黄页”,互联网科技的苗头开始发芽。

同年,深圳另一位马先生也不闲着,白天在润迅上班,晚上经营着惠多网深圳分站“ponysoft马站”。马先生不指望着“马站”赚钱,维护马站更多是出于爱好。马先生能做好马站,离不开家里人的支持,那时马先生一出差就要母亲帮他管理网站,每次临出门前都要写一张字条给母亲,告诉母亲一旦有网友打电话来说网络不通,就按照字条上的步骤排除故障,确保网络通畅。”苍天不负有心人,马站声名鹊起,马先生由此认识了当时行业的一众大佬。

互联网科技的风还没有起来,所以两位马先生当时都还是普通人。国家还在基建大开发阶段,基础设施火!ICT设备的天下!深圳一家叫“华为”的公司开始暂露头角。华为仅靠卖交换机,1995年销售额就达到15亿,第二年这家公司就开始展现狼道的一面。市场部掀起离职潮,大家要提交两份报告,一份述职报告,包含下一年规划,另一份是离职报告,公司只会批准一份。同行们,惊呆了,原来企业还可以这样。

南华为,北联想。华为在南方混的风生水起的时候,北方的联想也如日中天。联想算是当时企业界的象征,走“技工贸”路线,倪光南带领的中科院精英团队坐阵,仅在 95年销售额就是华为的4.5倍达到67亿元,卖电脑卖的不亦乐乎。后面联想开始走“贸工技”路线,短期不断创造历史新辉煌,但是长期下来还是慢慢掉队了。

1996年,浪潮来了!和联想卖电脑赚的流油一样,浪潮在服务器上也一骑绝尘。浪潮打破了国外服务器厂商的垄断,开启中国服务器新纪元,开始称王,连续十几年蝉联国产服务器第一品牌!

同年那个拍《海尔兄弟》动画片的海尔,开始 “吃休克鱼”了。对“休克鱼”,砸冰箱的张瑞敏解释是:鱼的肌体没有腐烂,比喻企业的硬件很好;而鱼处于休克状态,比喻企业的思想、观念有问题,导致企业停滞不前。这种企业一旦注入新的管理思想,有一套行之有效的管理办法,很快就能够被激活起来。后面短短几年,海尔通过资产重组、控股联营,兼并盘活亏损总额5.6亿元的18个企业,以无形资产盘活有形资产18.2亿元,总共吃了18条“休克鱼”。年底海尔开始进军彩电行业了。

这边,四川一家公司感受到市场竞争压力,不断提高技术壁垒,宣布垄断国内彩电里的彩管,彩管是电视接收器、监视器重现图像的关键器件,这家四川公司通过垄断彩电核心器件,赢取了降价的主动权,开始往电视之王奋进,这家公司叫长虹,但是十几年后还是会被劳模雷先生给降维打击。

海尔卖冰箱,长虹卖电视,当然少不了空调的战事。

1985年广东顺德的美的电器开始制造空调,美的比较扎实,稳扎稳打,在慢慢追赶当时市场大哥春兰,春兰活的比较滋润。80年代末期,100公里外的珠海诞生了一家公司叫格力电器。巧了,格力也卖空调,但大家都不把格力放在眼里,直到一位姓董的小姐出现了。

94年底,董小姐在格力电器最困难的时候,接过了经营部长一职,次年空调行业凉夏血战,董小姐誓死不降价,宁可出让市场份额也不降价,拿出1亿补贴给代理商,然后格力销售额增长17%,超过春兰,董小姐领导的格力电器从1995年-2005年,连续11年空调产销量、市场占有率全国第一。在后面的时光,能和格力一战的只有美的,格力和美的相爱相杀,互相促进中国制造品质的不断上升,有种“既生瑜,何生亮”的感觉。

还是96年,东北大学的教授刘积仁创办的东软在上海证券交易所上市,东软也成为中国第一家软件上市公司。

2

90年代末,风来了!起风了!

1998年11.11日,深圳的马先生联合同学成立了腾讯公司,并在次年2月发布了聊天软件OICQ,后面改名为“QQ”, OICQ上线几天后就是春节,所以线上显得有些冷清,马化腾只好每天从各大BBS里拉人聊天。彻底“精分”的马化腾,不一会就换个头像,有时还要扮成女孩子,看到新用户注册QQ,立马搭讪,被搭讪的网友曾调侃“当时感觉对面是个挺呆的技术工程师”。没有人意识到,这个“嘀嘀”乱叫的即时通信软件,将彻底改变中国人传统的沟通方式,重新定义社交。 另一边杭州的马先生开始新的创业故事,带着17人在湖畔花园成立了一家公司,发誓要存活102年。同年,马先生迎来了职业生涯最重要的搭档香港的蔡先生!如果把马先生比喻为刘备,那么蔡先生就是诸葛亮。后面蔡先生被大家称为财神爷。马先生做电子商务,需要钱,蔡先生名校背景,人脉广,帮马先生解决了无数次钱的问题。

说完两位马先生继续说物联网。1999年,物联网的概念在美国召开的移动计算和网络国际会议中被提出。当时基于互联网、RFID技术、EPC标准,在计算机互联网的基础上,利用射频识别技术、无线数据通信技术等,构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of Things”。

过去在中国,物联网被称之为传感网。中科院早在1999年就启动了传感网的研究,并已取得了一些科研成果,建立了一些适用的传感网。 虽说物联网概念是在1999年才被提出,但是直到2016年,物联网才终于迎来了自己的发展元年,这17年期间,得益于技术的进步,物联网终于一步步从概念走向了成熟。17年也给硬件设备厂商、互联网云厂商提供丰富的成长时间。

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时间进入21世纪!

2000年,劳模雷先生出任北京金山软件总裁,雷先生是学霸,用两年时间完成大学学分,年少有成。才华得到周围所有人的认可,但是劳模真正的故事还没有开始,劳模在10年后会重新定义手机,终结山寨机,虽然手机后面遇到华为强有力的狙击,但是物联网可能让雷先生弯道超车。

众里寻他千百度,蓦然回首男神李先生回国了!李先生之前在美国留学,在美国做搜索引擎公司Infoseek做工程师,有专利,有技术,但是后面公司被迪士尼收购了,李先生不知道干嘛,李夫人让李先生回国。李先生回国做搜索引擎,海归李先生团队当时的技术国内一个能打的都没有,然后搜索引擎越做越大,并在几年后把谷歌赶出中国。李先生的百度后面会和两位马先生的公司一齐活跃在中国互联网的聚光灯下,世人谓之“BAT”。

2003年是个特殊的年份。华为差点75亿美元卖 身摩托罗拉,意向书都签好了,但是最后关头摩托罗拉那边违约。庆幸没有成功,要不然今天的历史就该改写了。任总就决定自己好好做。为了抵御思科,本着敌人的敌人就是朋友的心理,华为找到了当时思科的敌人3COM公司联合成立了合资公司Huawei-3COM抵御思科。2006年华为把51%股份卖给3COM,3COM把子公司改名为H3C。华为没有想到的是,在后面的十几年里还有好多地方要和H3C一战。 这边杭州的马先生,上线了至今为止影响力最大的购物网站淘宝网,准备革了线下零售的老命。电商之王的样子开始慢慢显露出来,电商是马先生的立身之本。后面马先生依托电商向着周围不断扩散,掀起一场又一场革命,不断丰富生态链。 2004年,深圳的马先生带领腾讯公司在香港上市,腾讯后面成为港股的定海神针,腾讯打个喷嚏港股都要震几震。腾讯在物联网的故事要从9年后开始说起,2013年,腾讯云正式对外发布。依托腾讯海量用户群体,太子一出来就备受瞩目。 2006年7月4日,那个吃休克鱼的海尔发布了U-homeU-life——海尔网络家庭新标准。海尔开启“对外智慧家庭、对内互联工厂”的探索实践,让用户体验到海尔智能空调带来的“零距离”智能服务。 2007年,专注RFID技术和产品研发的远望谷在深圳上市了,RFID(无线射频识别技术)是一种非接触的自动识别技术。其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。RFID是物联网技术里面相当重要且关键的。远望谷专注RFID产业链上下游,国内无出其二,十年如一日,终于上市了。随着后面5G来临,万物互联时代到来,远望谷将带给大家更多惊喜。

4

2008年,杭州的马先生拉来了个心理学老师来阿里巴巴做技术!王老师是心理学博士,之前在微软亚洲研究院常务副院长。王老师来阿里以后被马云委以重任执掌阿里云,从无到有。因为没有参照对象,所以就得一步步试错,好在王老师心理学学的好,内心强大,在遭受无数白眼,无数人在背后骂王老师是骗子,还是坚持了下来。阿里云的飞天操作系统后面终于成功,阿里云也成为阿里巴巴子公司中最具有理想主义的公司。

王老师当时喊来了当时微软亚洲研究院的下属林晨曦,跟他说了和马云谈的很好,要去阿里,做云计算,如果你感兴趣,可以一起来。林晨曦觉得当时的阿里,只是一家电子商务公司,和宏大的技术理想,八杆子打不着。而且大家其实有点没底,马云到底相不相信技术人,他到底想不想做?最终做决定很简单,因为相信王博士!林晨曦到阿里云做技术总监,阿里云第一行代码就是林晨曦团队写的。

2012年林晨曦离开阿里云,和同学朱珑一起联合创立“依图科技”开始了人工智能领域的探索和实践。介绍一下林晨曦,被称为学神!2002年为交大夺得ACM全球大学生程序设计竞赛总决赛首个冠军,打破亚洲零纪录。林晨曦是中国两个著名的计算机科学实验班之一上海交大ACM班培养出的第一代学生。

上海交大ACM班是俞勇带队的,愿景是要培养计算机科学家,ACM班毕业学生作品有第四范式、依图科技、森亿智能等,另外一个著名的计算机科学实验班是清华姚班,由世界著名计算机科学家姚期智创办,目的是培养国际拔尖创新计算机科学人才。清华姚班毕业学生作品有旷视科技、小马智行等。这些学神创办的企业后面在物联网感知技术识别技术方面势均力敌。

另外一边,阿里收购了大学生团队PHPWind,补齐短板。然后PHPWind全体团队都变成阿里云的第一个业务团队,由阿里巴巴CTO王坚带队,PHPWind的老大王学集被马先生委以重任,担任阿里云总经理,成为阿里云的第一任负责人。好搭档陈燎罕也成为阿里云的运营总监,带着团队四处征战,整个公司对他们都寄予厚望。

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2010年4月,劳模雷先生拉来了几个兄弟联合成立了小米公司。小米是一家以手机、智能硬件和 IoT 平台为核心的互联网公司。小米手机追求极致的性价比,纯互联网销售模式统一零售价,让所有人享受到科技的美好生活,小米手机重新定义营销,饥饿营销被带到台面,从此以后,手机厂商都开始学小米卖手机,发布新手机,但是不让你轻易买到!如果你以为雷先生只是个卖手机的,那么我觉得是看不起雷先生。

雷先生的目标是星辰大海,小米手表,小米空气净化器,小米洗衣机……智联万物,可以用智能重新连接的,雷先生都会卖!性价比确实很激动人心。以致于坊间传言,雷先生家的东西除了手机外,随便买!质量杠杠的!

2010年10月,国务院发布《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,加快培育和发展以重大技术突破、重大发展需求为基础的战略性新兴产业,到2020年,战略新兴产业增加值占国内生产总值力争达到15%左右。而物联网正是战略新兴产业中新一代信息技术的重要组成部分。

2013年,男神李先生在百度建设中国首个深度学习研究院IDL。初期关注于Deep learning(深度学习)技术,并邀请这个领域中全球最顶尖高手陆续加盟。男神初衷是好的,但是结果不如意,高手们来了,但是百度都没有留住。几年间百度曾经聚集了一大批AI技术大牛——王劲、余凯、吴恩达、张潼、倪凯、楼天成、顾嘉唯等等——如今他们如今陆续离职出走,不少人选择去到了腾讯、阿里、今日头条等大公司进行下一阶段的AI投入,但绝大部分还是选择了下海创业。

2014年王学集和陈燎罕先后从阿里云离职,同年6月,他们共同创立了涂鸦智能,其中十几个人都来自PW的早期团队。涂鸦智能的所有业务都是围绕智能和云服务展开的。涂鸦智能不创造东西,而是给传统产品装上了‘智能’系统,装上‘大脑’。涂鸦科技的方向是让“中国制造”变成“中国智造”。物联网战场上涂鸦智能变成不可忽视的一股力量。

同样是2014年,深圳的马先生开始在物联网领域有动作了,推出“QQ物联智能硬件开放平台”,将QQ账号体系及关链、QQ消息通道等核心能力提供给可穿戴设备、智能家居、智能车载、传统硬件等领域合作伙伴,实现用户与设备及设备与设备之间的互联互通互动。

2015年5月,百度研究院副院长余凯离职,同年 7 月成立地平线机器人公司,虽是一个初创企业,却有一个优秀的人工智能团队,具有世界领先的深度学习和决策推理算法开发能力,将算法集成在高性能、低功耗、低成本的嵌入式人工智能处理器及软硬件平台上。地平线是少有的既能做芯片又能做算法的人工智能公司。

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2016年3月,《国民经济和社会发展第十三个五年规划》发布,规划里面谈到要实施”互联网+”行动计划,发展物联网技术和应用,发展分享经济,促进互联网和经济社会融合发展。同年12月,《“十三五”国家信息化规划》 发布,规划里面谈到要推动物联网感知设施规划布局,发展物联网开发应用,深化物联网在城市基础设施和生产经营中的应用。

2018年3月,阿里巴巴副总裁胡晓明宣布阿里巴巴将全面进军物联网领域,IoT是阿里巴巴集团继电商、金融、物流、云计算后新的主赛道。阿里云IoT的定位是物联网基础设施的搭建者,阿里云计划在未来5年内连接100亿台设备。

2018年9月,阿里宣布合并中天微达摩院团队,成立平头哥半导体芯片公司,截止今年10月,平头哥共发布三款芯片,玄铁910”帮助企业设计制造高性能端上芯片,无剑SoC平台助力企业降低芯片设计门槛,含光800发力AI云端算力的输出。

2019年8月9日,华为正式发布操作系统鸿蒙OS。鸿蒙OS是一款“面向未来”的操作系统,一款基于微内核的面向全场景的分布式操作系统,它将适配手机、平板、电视、智能汽车、可穿戴设备等多终端设备。鸿蒙是一款性能极佳的物联网系统。 看似不同体量的公司,其实都是这场物联网狂欢中的主角;看似不相关的公司,其实都是这场物联网狂欢中的竞争对手!移动互联网产生了几家千亿市值、十几家百亿市值的公司;物联网比移动互联网市场更大,有更多想象空间。现有的玩家都不愿意失去这场狂欢的门票,都在奋力角逐。

中国物联网激荡20年,好戏才刚刚开始!

1.什么是硬件和软件?有哪些代表性名称?

(1)硬件:(Hardware)是计算机硬件的简称,是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。
代表性名称:中央处理器(CPU)、运算器、控制器。

(2)软件:(Software)是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。(简单说软件就是程序加文档的集合体)
代表性名称:Windows、Dos、Linux操作系统,数据库管理系统,数据处理和文字处理软件,CAD、网页制作软件。

2 列举目前主流计算机硬件组成(包括图像、基本参数及价格)2.列举目前主流计算机硬件组成(包括图像、基本参数及价格)

CPU: lntel_酷睿i5 9400F ¥1199
主板: 技嘉B365M AORUS ELITE ¥799
内存: 金士顿骇客神条Impacat 16GB DDR4 2666 ¥599
固态硬盘: 三星860 QVO SATA III(1TB) ¥749
显卡: 蓝宝石RX 590 8G D5 超白金 OC ¥1699
机箱: 金河田铝箱系列 MATE4 ¥ 439
电源: 金河田雷霆8001 ¥269
显示器: 三星U32J590UQC ¥2199

3.CPU的工作原理是怎么样的?

CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令,放入指令寄存器,并对指令译码。它把指令分解成一系列的微操作,然后发出各种控制命令,执行微操作系列,从而完成一条指令的执行。

4.内存是用来做什么的?为什么内存被称作RAM?

内存主要是用来临时存贮数据,也可以理解成内存和CPU之间的缓存。
RAM全称是随机存取存储器,是与CPU直接交换数据的内部存储器,也叫主存,可以随时读写,速度非常快,RAM是内存中最重要的存储器,所以我们通常直接称之为内存。

5.什么是操作系统?列出一些主流的操作系统(名称、生产厂商及发布年份)

操作系统是电子计算机系统中负责支撑应用程序运行环境以及用户操作环境的系统软件,同时也是计算机系统的核心与基石。它的职责常包括对硬件的直接监管、对各种计算资源(如内存、处理器时间等)的管理、以及提供诸如作业管理之类的面向应用程序的服务等等。
(1)windows系列操作系统是美国微软公司研发,发布于1985年
(2)Unix类操作系统
(3)Linux类操作系统
(4)Mac操作系统是由苹果公司成产

6、操作系统的主要任务是什么?(什么是多线程及多处理?)

主要任务是管理计算机系统中的软、硬件资源。
多线程:是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多于一个线程,进而提升整体处理性能。
多处理:多处理机操作系统是操作系统管理和调度多个处理器。

7、自己定义5个10进制数,将他们分别转换为16进制,8进制,2进制数据

(1)其他进制转十进制:按权展开

(2)十进制转其他进制:短除法

(3)其他进制(带小数)转十进制

(4)十进制转非十进制(带小数)
整数部分与上面相同,重点是小数部分(乘基取整法):小数乘以目标数制的基数,第一次相乘结果的整数部分为目的数的最高位,将其小数部分再乘基数依次记下整数部分,反复进行下去,直到小数部分为“0”,或满足要求的精度为止。

  计算机中用到的数制系统有二进制、八进制、十进制和十六进制。我们熟悉的进制当然是生活中常用的十进制。十进制和其他进制之间的转换常用短除法和按权展开。其他进制之间的转换可以以十进制为中间媒介,即先转换成十进制,再将十进制转换成目标进制。
1、十进制和其他进制之间的转换
(1)十进制转换成其他进制(短除法):通过不断的除以基数,直到不能再除为止,自底向上取余数。
例如将十进制数(55)10转换成二进制数,结果为(110111)2
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同理(55)10转换成八进制数,结果为(67)8
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(2)其他机制转换成十进制(按权展开)
例如将八进制数(123)8转换成十进制,结果为(83)10
1×82+2×81+3×80=83
将十六进制数ABC16转换成十进制,结果为:(2748)10
A×162+B×161+C×160=10×162+11×161+12×160=2748
(3)其他进制之间的转换(以十进制位媒介)
例如将八进制数(123)8转换成十六进制,结果为(53)16
1×82+2×81+3×80=(83)10
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2、带小数的十进制数和其他进制数之间的转换
(1)十进制小数转其他进制
整数部分采用短除法,小数部分采用“乘基取整法”:即小数部分乘以目标数制基数,得到的结果A取整数部分作为最终目标进制数小数部分的最高位,结果A的小数部分再次乘以目标数制基数,反复进行,直到小数部分为0,或满足精度为止。
例如将十进制数(12.25)10转换为二进制,结果为(1100.01)2
十进制数(12.25)10整数部分12转换成二进制为1100,小数部分:0.25×2=0.5,取整数部分0,继续0.5×2=1.0,取整数部分1
(2)带小数的其他进制转换成十进制
同样是按权展开,只不过小数部分与整数部分有点小区别。
例如将十六进制数(2A.3B)16转换成十进制数,结果为(42.23046875)10
(2A.3B)16=2×161+A×160+3×16-1+B×16-2=42.23046875
同理,将八进制数(12.34)8转换成十进制数结果为
(12.34)8=1×81+2×80+3×8-1+4×8-2=10.4375
补充:对于二进制数和八进制或十六进制数之间的转换可用8421法
例如二进制数(110111)2转换成十六进制,结果为(37)16
转换成八进制结果为(67)8
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四位二进制数表示一位十六进制数,三位二进制数表示一位八进制数。

预课 第一节作业

1.什么是硬件和软件?有哪些代表性名称?

硬件

  • 计算机硬件主要功能是输入并存储程序和数据,以及执行程序把数据加工成可以利用的形式,在用户需要的情况下,以用户要求的方式进行数据的输出;
  • 以外观来分类,可以分为主机外部设备
  • 主机
    – 包括cpu、内存(ROM RAM)、主板;
    – 控制器(CPU):运算器、控制器;
  • 外部设备
    • 外存储器:固态硬盘、u盘(包括各种存储卡)、旋转式硬盘、光驱、软磁盘、磁带;
    • 输入设备:键盘、鼠标、扫描仪、扫描枪(商家使用)等;
    • 输出设备:显示器、打印机、音响、绘图仪等;

软件

  • 计算机软件(ComputerSoftware)是指计算机系统中的程序及其文档。
  • 软件分为系统软件应用软件
  • 系统软件
    • 操作系统(DOS、Windows、Linux、UNIX、OS等);
    • 编译软件、文件系统管理、网络连接、数据库管理系统等;
  • 应用软件
    • 数据处理软件、文字处理软件,图形处理软件、如excel,word,PS/3DMAX;
    • CAD(设计类软件),网页制作软件;

2.列举目前主流计算机的硬件组成(包括图像、基本参数及价格)

  • 1.目前主流计算机硬件组成分为、cpu、内存、固态硬盘、显卡、
  • CPU
    • 代表 Inter 酷睿i9 9900k
    • 主要参数
    • blob
    • 价格:4099
    • 参考[CPU参考]
  • 内存
    • 代表 海盗船复仇者 LED 64GB DDR4 3200
    • blob
    • 主要参数
      blob
    • 价格6799
    • 参考[内存参考]
  • 主板
    • 代表 华硕ROG DOminus Extreme
    • blob
    • 主要参数
    • blob
    • 价格:30000
    • 参考[主板参考]
  • 显卡
    • 代表 NVIDIA TITAN PTX
    • blob
    • 主要参数
    • blob
    • 价格:21100
    • 参考[显卡]
  • 固态硬盘
    • 代表 FengLei F9316 PCI-E(4TB)
    • 示例图片
    • 主要参数
    • 图片示例
    • 价格:70000
    • 参考 [固态硬盘]
  • 声卡
    • 代表:华硕Xonar Essence ST
    • 图片示例
    • 主要参数
    • 图片示例
    • 价格:1299
    • 参考[声卡]
  • 显示屏
    • 代表:TCL T24M6C
    • 图片示例
    • 主要参数
    • 图片示例
    • 价格:749
    • 参考【显示器】
  • 键盘鼠标
    • 代表:罗技G100S键鼠套装
    • 图片示例
    • 主要参数
    • 图片示例
    • 价格:210
    • 参考[键盘鼠标]

CPU工作原理是怎样的?

  • 先了解CPU如何生产出来的:
    • CPU是在特别纯净(99.99%)硅材料上制造的,一个CPU芯片包含上百个精巧的晶体管,可以理解为CPU正是由晶体管组合而成的;
  • CPU的内部结构:
    • 算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit)
      • 简单理解为负责运输数据;
    • 寄存器组RS(Register Set或Registers)
      • RS实质是CPU中暂时存放数据的地方,里面保存等待处理的数据或已经处理过的数据,CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存时间短;作用是提高CPU的工作速度,但容量较小;
    • 控制单元(Control Unit)
      • 控制单元是整个CPU的指挥控制中心,理解为根据用户预先编好的程序,依次发送指令控制CPU的操作、处理;
    • 总线(Bus)
      • 理解为联系CPU部位的渠道,用来传输数据信息;
    • CPU(Central Processing Unit)的工作原理:
      • CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(程序指令),经过物资分配部门(控制单元)的调度分配,被送往生产线(逻辑运算单元),生产出成品(处理后的数据)后,再存储在仓库(存储单元)中,最后等着拿到市场上去卖(由应用程序使用);

内存是用来做什么的?为什么内存被称为RAM?

  • 内存是指内存储器;
  • 特点:读取速度快,注意用来临时存储数据;
  • 可以理解为硬盘和CPU之间的缓存;
    • 比如当电脑中调用数据,需要从硬盘读出,发给内存,然后再发给CPU;
    • 从硬盘读到内存是读取,从内存到硬盘是写出(如下载文件,先下载到内存,在由内存写入硬盘);
    • RAM(random access memory即随机存储内存,这种存储器在断电时将丢失其存储内容,故主要用于存储短时间使用的程序
    • ROM(Read Only Memory)即只读内存,是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器;

什么是操作系统?列出一些主流的操作系统(名称、生产厂商及发布年份)

  • 操作系统(Operating System,简称OS)是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序,是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件,任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。
  • 现在主流的操作系统有Windows、Unix、Linux、Mac OS;
    • Windows:由微软公司于1985年发布第一个版本,至今发展到Windows10;
    • Unix系统1965年诞生于贝尔实验室;系统安全性和稳定性非常高,一般政府、金融、科研互联网各种服务器等关键部门所用;
    • linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统,继承了Unix以网络为核心的设想,是一个性能稳定的多用户网络操作系统;主要应用于服务器;
      -Mac OS系统是运行于苹果电脑上的操作系统,最早Mac OS 9发布于1999年;

操作系统的主要任务是什么?(什么是多线程及处理)

  • 操作系统主要任务是处理,比如:
    • 管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务;
  • 线程:
    • 线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位,他被包含在进程之中,是进程中的实际运作单位;
  • 多线程
    • 指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。在一个程序中,这些独立运算的程序片段叫做“线程”,利用它编程的概念就叫做“多线程处理”;具有多线程能力的计算机因有硬件支持而能够在同一时间执行多于一个线程,进而提出整体处理性能;
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进制转换

  • 10进制转2进制
    blob

原码、反码、补码练习

  • 127
    • (127)10=(1111111)2
    • 原码 1111111
    • 反码 1111111
    • 补码 1111111
  • 64
    • (64)10=(1000000)2
    • 原码 1000000
    • 反码 1000000
    • 补码 1000000
  • -128
    • (-128)10=(10000000)2
    • 原码 10000000
    • 反码 11111111
    • 补码 10000000

计算作业在本上

1、什么是硬件、软件?有那些代表性名称?
硬件:(Hardware)
硬件是指由计算机系统中由电子,机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称
功能:输入并存储程序和数据以及执行程序吧数据加工成乐意利用的形式
台湾:硬体

软件:(Software)
是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合
软件分为系统软件、应用软件和两者之间的中间件
软件就是程序加文档的集合体
软件=程序+数据+文档
台湾:软体

2、列举目前主流计算机的硬件组成(包含图像、基本参数和价格)
cpu(Central Processing Unit)
基本参数为:赫兹

输入/输出设备

存储设备

[![](https://i.loli.net/2019/10/22/Hwo7tySmDjfgbNG.png)]

上图为英特尔I9-9900x酷睿 5599元

硬盘最重要的参数是容量


上图为三星1TBSSD固态硬盘 799元

3、CPU的工作原理是怎么样的?
(1)加法器:核心部件(核心运算都靠它,类似电路单元)
(2)程序计数器:累加器,记录程序当前执行位置,执行一步程序后加1,即指向下一步程序。
(3)时序:CPU运算的动力来源
(4)程序:
(5)加减乘除衍生一切功能,图像、声音等
(6)电路:
(7)指令集:存储在CPU内部的小程序
(8)MCU(微处理单元)

提取-解码-执行-写回
三大基本操作:读出数据-处理数据-往内存写数据

晶体管是构成CPU的最基础的原件

CPU的架构很重要

4、内存是用来做什么的?为什么内存被称为RAM?
内存是与CPU直接交换数据的内部存储器,可以随时读写速度很快,通常作为操作系统或者其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介

RAM是内村中最重要的存储器通常我们直接称之为内存

5、什么是操作系统?列出一些主流的操作系统(名称、生产厂商和发布年份)
操作系统(Operating System):
管理计算机系统的全部硬件包括软件资源以及数据资源,控制程序运行改善人机界面,为其他应用软件提供支撑等,使计算机系统所有资源最大限度的发挥作用,为用户提供方便的、友善的服务界面

windows操作系统于1985年11月微软公司开发
unix操作系统于1969年诞生于贝尔实验室
Linux操作系统于1991年10月由林纳斯·托马斯开发
Mac操作系统于1984年苹果公司开发

6、操作系统的主要任务是什么?(什么是多线程及多处理)
主要任务:
是处理诸如:管理与配置内存决定系统资源供需的有限次序,控制输入与输出设备,操作网络与管理文件系统等基本事务。
提供人机交互界面,并管理CPU、内存等运算功能

多线程:是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。多线程是为了同步完成多项任务,不是为了提高运行效率,而是为了提高资源使用效率来提高系统的效率。

多处理:指的是一个PC能够同时支持多个process(progame)并行的运行。

计算机是执行程序的电子设备

8bit-1byte
1024byte-1Kb
1024Kb-1Mb
1024Mb-1Gb
1Gb-1Tb
1024Tb-1Pb
1Kb=512个汉字

十进制数制系统包括10个数字:
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

二级制数制系统包括2个数字:
0 1

八进制数制系统包括8个数字:
0 1 2 3 4 5 6 7

十六进制数制系统
使用符号:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

二进制转八进制:
3位二进制 按权展开 相加 得到 一位 八进制数
注意: 3位二进制 转成八进制是 从右到左 开始展换,不足时补0

八进制转二进制:
对每位八进制数 除2取余,得到二进制数,每个八进制为 3个二进制,不足时在最左侧补0

十六进制转二进制:
对每位十六进制数 除2取余,得到二进制,每个十六进制为 4个二进制,不足时在最左侧补0

一.随堂练习(二进制)

1.(1314)10 = (?)8
(2442)8
2.(86)10 = (?)16
(60)16
3.(100110)2 = (?)8
(46)8
4.(4A.B)16 = (?)10
(74.6875)10
5.(CD)16 = (?)2
(11001101)2

二.随堂练习(原码,反码,补码)

数字 原码 反码 补码
127 0111 1111 0111 1111 0111 1111
64 0100 0000 0100 0000 0100 0000
-128 1000 0000

三.课后作业

1、什么是硬件和软件?有哪些代表性名称?

硬件:是指由光电原件,电子,机械组成的物理结构,是计算机组成的物质基础。
主流电脑操作系统例如:中央处理器,寄存器,缓存,内存,主板,显卡,硬盘,键盘鼠标,显示器等等。

软件:是指人们用来控制电脑硬件的接口界面,是计算机系统中的程序及其文档,程序是计算任务的处理规则和处理对象的描述,文档是一种阐述了程序的资料。
例如:office cad pr ps QQ 微信等等。

2、列举目前主流计算机的硬件组成(包括图像、基本参数及价格)

要组装一台计算机最基本一定要买的部分有主机,外设
其中主机一般要包括:主板,CPU,CPU散热,显卡,内存,硬盘,电源,机箱
外设一般要包含:输入设备(鼠标键盘)输出设备(显示器音响)

例如一套AMD平台的电脑
CPU:锐龙R7 3700X
主板:微星b450M迫击炮 套装大约2800



内存:名人堂DDR4 3600Mhz 8*2 价格1079

显卡:盈通 5700XT 8G女装大佬散热版 正常价格一般3000

硬盘:海康威视c2000 PRO 1T 价格809(在品牌靠谱的情况下相对最便宜的m2口的固态)

电源:振华冰山金蝶HX550W 379元

机箱:乔思伯umx4中塔机箱 699

显示器dell u2719D 2388元


键盘:Akko 3108红轴 399元

鼠标:贱驴325RS 189元

3、CPU的工作原理是是怎样的?

CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程:
1. 进入工厂的原料(程序指令)
2. 经过物资分配部门(控制单元)的调度分配
3. 被送往生产线(逻辑运算单元)
4. 生产出成品(处理后的数据)后
5. 再存储在仓库(存储单元)中
6. 最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。

4、内存是用来做什么的?为什么内存被称为RAM?

内存即 随机存储器 random access memory 简称RAM

其作用是
1. 用来做CPU和硬盘数据交换的桥梁(因为硬盘速度远慢于CPU运算速度,内存要比硬盘快很多)。
2. 用来暂时存放CPU处理出来的数据。

5、什么是操作系统?列出一些主流的操作系统(名称、生产厂商及发布年份)

  1. 系统是管理计算机硬件和软件资源的程序。
  2. 主流电脑操作系统
    WINDOWS(1985年,微软)
    MACOS(1984年,苹果)
    LINUX(1991年10月5日,创始人:林纳斯·托瓦兹,是开源的不属于哪个公司)

6、 操作系统的主要任务是什么?(什么是多线程及多处理?)

  1. 管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。
  2. 多线程是指硬件和软件上实现多个线程并发执行的基数,使得计算机能在同一时间执行多个线程从而提高运行效率。

计算机导论1:计算机基础

世界上第一台电子数字计算机(ENIAC):

  对于ENIACA的一个简单认识是,他是世界上第二台电子计算机,但是他是第一台通用计算机,全称为Electronic Numerical Integrator And Computer,世界上第一台电子计算机是ABC(阿塔纳索夫-贝瑞计算机)计算机,但是其不可编程,并且并非是图灵完全,只能进行简单的线性方程组的计算。所以ENIAC是第一台通用计算机。如果归根溯源,世界上第一台计算机(非电子计算机)是在17世纪的加法机,也称为帕斯卡机。
  其实现在法院已经吊销了ENIACA发明者之一莫科里的专利,并且宣布了现代计算机的基本想法是来自阿塔纳索夫,这里就不在做过多的探讨。  其实现在法院已经吊销了ENIACA发明者之一莫科里的专利,并且宣布了现代计算机的基本想法是来自阿塔纳索夫,这里就不在做过多的探讨。

关于冯丶诺依曼:

  计算机之父,博弈论之父,是一位科学全才。计算机科学家,物理学家,20世纪最重要的数学家之一,核武器学家,生化武器学家。
  冯·诺依曼和他的研制小组在共同讨论的基础上,发表了一个全新的“存储程序通用电子计算机方案”——EDVAC。在此过程中他对计算机的许多关键性问题的解决作出了重要贡献,从而保证了计算机的顺利问世。

计算机的发展历史:

  第一代计算机:电子管计算机

    早在1883年,爱迪生为了寻找电灯泡的最佳灯丝材料,他做了一个小小的实验,他在真空电灯泡内部碳丝附近安装了一小截铜丝,希望铜丝能阻止碳丝蒸发,然最后实验失败了,但是他发现,没有连接电路的铜丝,却因为接收到了碳丝的热电子产生了微弱的电流,他将其命名位“爱迪生效应”,1904年,英国物理学家弗莱明发明了世界上第一个二极管,使得爱迪生效应具有了实用价值。1906年,美国科学家德弗雷斯特在二极管内部的灯丝和板极之间加了一个栅板,从而发明了第一支真空三极管。世界上第一台通用电子计算机ENIAC就是用真空电子管制作的。从此,电子计算机时代正式进入了历史的舞台。

  第二代计算机:晶体管计算机

    1948年,贝尔实验室发明了晶体管,10年后,晶体管取代了电子管,成为电子计算机的新材料,晶体管计算机就此诞生,从而开辟了电子计算机的新纪元。并且此时在软件上广泛的采用了高级语言,并且出现了早期的操作系统。

  第三代计算机:中小规模集成电路计算机

    由于半导体技术的飞速发展,人们成功制造了集成电路,在几平方毫米的基片内,集成了几十个或者上百个电子元件组成的逻辑电路。从此,中小规模集成电路成为了计算机的主要部件。主存储器也渐渐的过渡到了半导体存储器。在软件方面,有了标准化的程序设计语言和人机会话式的Basic语言,其应用领域也进一步扩大。

  第四代计算机:大规模和超大规模集成电路计算机

    随着科技的发展,人们对于计算机的要求越来越高。在科学家们的不断努力下,集成了上千甚至上万个电子元件的大规模集成电路和超大规模集成电路的出现,计算机正式进入了第四代,集成度很高的半导体存储器也完全替代了磁芯存储器。软件方面也产生了结构化程序设计和面向对象程序设计。微处理器和微型计算机在这一代也诞生并获得了快速的发展。

计算机的组成:

  计算机的组成大致分为硬件和软件两部分。计算机系统也分为硬件系统和软件系统两部分。
  计算机硬件,即完成输入,存储,处理和输出功能的具体设备。
  计算机软件,既控制硬件正确有效的完成各项任务。

硬件系统:

  硬件系统分为主机和外围设备,主机包含中央处理器(CPU)和内存储器,外围设备又分为外存储器,输入设备和输出设备。

  中央处理器(CPU):

    中央处理器,又叫CPU,全称central processing unit,电脑的核心配件,其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。CPU是计算机中负责读取指令,对指令译码并执行指令的核心部件。
    中央处理器主要包括两个部分,即控制器、运算器,其中还包括高速缓冲存储器及实现它们之间联系的数据、控制的总线。它的功能主要是处理指令、执行操作、控制时间、处理数据。根据冯诺依曼体系,CPU的工作分为个阶段:取指令阶段、指令译码阶段、执行指令阶段、访存取数和结果写回。

  内存储器:

    内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。其作用是暂时存放CPU中的运算数据,计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来。
    内存就是又称为主存,是CPU能直接进行寻址的存储空间,由半导体制成,包括随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),以及高速缓冲存储器(CACHE)。

  只读存储器(ROM):

    ROM表示只读存储器(Read Only Memory),ROM在制造出来的时候,信息就已经被存入并永久保存,这些信息只能读出,不能写入。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据。

  随机存储器(RAM):

    随机存储器(Random Access Memory)表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。我们通常所使用的内存条就是我们所说的随机存储器。

  高速缓冲存储器(CACHE):

    CACHE位于CPU与内存之间,是一个读写速度比内存更快的存储器,我们所遇到的一级缓存,二级缓存和三级缓存就是说的高速缓冲存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时,这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时,CPU就从高速缓冲存储器读取数据,而不是访问较慢的内存,当然,如需要的数据在Cache中没有,CPU会再去读取内存中的数据。

软件系统:

  软件系统分为系统软件和应用软件。
  系统软件包括我们常用的操作系统(Windows、DOS、Linux、UNIX、苹果操作系统)、语言处理程序(汇编语言汇编器、C语言编译器等编译软件)、数据库管理系统(Foxpro、Access、Oracle、Sybase、DB2和Informix)和系统辅助处理程序(软件研发开发工具)。
  应用软件包括数据处理软件,文件处理软件,CAD软件,网页制作软件等。
  总结可知,计算机的组成为:

计算机组成

计算器存储器的计量单位:

  8bit = 1byte
  1024byte = 1KB
  1024KB = 1MB
  1024MB = 1GM
  1024GB = 1TB
  1024TB = 1PB
  1024PB = 1EB
    关于单位还有很多很多,再此就不一一列举,需注意的是,在实际的计算机存储单位里,换算率时约等于1000。

数制系统

  数制,又称为“计数制”,是用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。任何一个数制都包含两个基本要素:基数和位权。
  常用的数制系统为:十进制D(decimal)、二进制B(binary)、八进制O(octal)、十六进制H(hexadecimal)。
  在计算机系统内部,并不是我们所长使用的十进制,而是二进制。人们输入计算机的十进制被转换成二进制进行计算,计算后的结果又由二进制转换成十进制,当然,这些都是由操作系统自动去完成的,所以要了解计算机底层,学习汇编语言,必须要了解二进制。

  数制系统转换:

    一、其他进制转换为十进制:

      其他进制转换为十进制,最常用的方法就是按权展开法。按权位(权位的大小以基数为底,几进制的基数就为几)互相展开,并各项相加。如:
                    N = (10110.101)B = (?)D
N = 1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3 = (22.625)D

    二、十进制转换为其他进制

      分为两部分计算,即整数部分和小数部分。
      整数部分用短除法(基数除法),既我们将要转换的数除以新的进制的基数,把余数作为新进制的最低位,把上一次得的商在除以新的进制基数,把余数作为新进制的次低位,继续上一步,直到最后的商为零,这时的余数就是新进制的最高位。

        

      小数部分则是短乘法(基数乘法),既我们把要转换数的小数部分乘以新进制的基数,把得到的整数部分作为新进制小数部分的最高位,把上一步得的小数部分再乘以新进制的基数,把整数部分作为新进制小数部分的次高位,继续上一步,直到小数部分变成零为止。或者达到特定的要求也可以。

  三、二进制与八进制、十六进制的转换

      二进制转换为八进制、十六进制,把要转换的二进制从低位到高位每3位或4位一组,高位不足时在有效位前面补0,然后把每组二进制数转换成相对应的八进制或十六进制即可。

原码、反码、补码:

  一、机器数和真值:

    1、机器数

      一个数在计算机中的二进制表示形式,叫做这个数的机器数。机器数是带符号的,在计算机用一个数的最高位存放符号,正数为0,负数为1。比如,十进制中的数+3,计算机字长为8位,转换成二进制就是00000011,如果是-3,就是10000011。那么此时,00000011和10000011就被称为机器数。

    2、真值

      因为第一位是符号位,所以机器数的所表现出来的形式值不等于真正的数值,例如上面的有符号数10000011,他的按照常理运算出来的结果是131,而第一位是符号位,所以真实的数值是-3.所以为了区别,将带符号位的机器数对应的真正的数值称之为真值。

  二、原码、反码、补码的基础概念和运算:

      对于一个数,计算机要使用一定的编码方式进行存储。原码,反码,补码是机器存储一个具体数字的编码方式。

    原码:

      原码就是符号位加上真值的绝对值, 即用第一位表示符号, 其余位表示值. 比如如果是8位二进制:
         【+1】=00000001
         【-1】=10000001
      根据第一位是符号位得知,8进制的取值范围是:
          【11111111,011111111】
      既
             【-127,127】

    反码:

      反码的表示方式是:正数的反码就是他本身,负数的反码是在其原码的基础上,符号位不变,其余数字各位取反。
【+1】=【00000001】=【00000001】
【-1】=【10000001】=【11111110】

    补码:

      补码的表示方式是:正数的补码就是他本身,负数的补码是在其原码的基础上,符号位不变,其余各位取反,最后+1(即在反码的基础上+1)。
【+1】=【00000001】=【00000001】=【00000001】
【-1】=【10000001】=【11111110】=【11111111】
      由此可知,原码、反码、补码是完全不同的,我们知道,根据运算法则减去一个正数等于加上一个负数,即:1-1=1+(-1)=0,所以机器可以只有加法而没有减法,这样计算机运算的设计就更简单了。
      来看最简单的一个十进制表达式:1-1=0
      如果用原码表示,让符号位也参与计算,显然对于减法来说,结果是不正确的。既
1-1=1+(-1)=【00000001】+【10000001】=【10000010】=-2
      由此可见,对于减法来说,单用原码进行计算,最终得到的实际结果与我们想要得到的结果不同。所以这个时候,反码出现了:
      继续计算一个十进制表达式:1-1=0
1-1=1+(-1)=【00000001】+【10000001】=【00000001】+【11111110】=【11111111】=【100000000】=-0
      此时我们发现,用反码进行计算时,我们的数值部分表示是正确的。现在的问题就出在了符号位上,0与-0在我们日常理解中是可以理解并且没有任何区别的,但是在计算机中,他却有两个编码表示0,既【100000000】和【000000000】.
      这个时候,补码出现了。他的出现解决了0的符号位以及两个编码的问题:
      咱们再一次的继续计算一个十进制表达式:1-1=0
 1-1=1+(-1)=【00000001】+【10000001】=【00000001】+【11111111】=【00000000】=【00000000】=0
      如此一来,0就可以直接用【00000000】来进行表示,而之前出现-0的问题也就不是什么问题了,那计算出来的【10000000】怎么办呢,我们就将它来表示-128。既:
(-1)+(-127)=【10000001】+【11111111】=【11111111】+【10000001】=【100000000】
      根据此公式我们要注意,当表示的字长为8位时,由于-128是使用以前-0的补码来进行表示的,所以-128并没有反码和原码这一说。所以,我们要对范围做一个明确的定义:
      对于原码和反码:【-127,+127】
      对于补码:【-128,+127】

此时,我们来深入它(前方高能):

  如果按照一年有12个月看成是一个12进制的数,则如果当前是6月份。我们希望回到4月份,不考虑年份的限制因素,则(mod为取模操作):
  1、倒退2个月:6-2=4
  2、推进10个月:(6+10)mod 12=4
  3、推进10+12=22个月:(6+22)mod 12 =4
  根据同余和负数取模的概念:
  倒退2个月 = 推进10个月
  倒退4个月 = 推进8个月
  倒退5个月 = 推进7个月
  (-2)mod 12 = 10 mod 12 =10
  (-4)mod 12 =8 mod 12 =8
  由此可见,-4与8是同余的,-2与10是同余的。根据同余的反身性特性以及线性运算定理,我们就可以为负数找到一个正数的同余数。所以我们回到二进制:
  2-1=2+(-1)=【00000010】+【10000001】=【00000010】+【11111110】
  此时要认定,-1的反码是11111110,此时,如果我们要把【11111110】看作是原码,则【11111110】 = -126,这里如果i不看符号位,则是126,此时我们发现:
  (-1)mod 127 = 126
  126 mod 127 = 126
  根据线性运算定理,2-1 与 2+126的余数相同,而且他们的余数就是我们所希望的2-1=1。
  然而反码能够计算出来,那么在反码的基础上+1(既补码)为什么也能得到正确的结果呢?
  2-1=2+(-1)=【00000010】+【10000001】=【00000010】+【11111111】
  此时我们将【11111111】当作原码,去除符号位
  【01111111】 = 127
  根据同余的线性运算,所以我们在反码的基础上+1,只能只是相当于增加的膜的值,此时一年相当于128个刻度转一轮,所以补码的范围应该是【-128,128】,但是由于0的特殊性,128无法表达,所以此时的范围是【-128,127】。

1、什么是硬件和软件?有哪些代表性名称?

  计算机硬件是计算机系统中完成输入、存储、处理和输出功能的具体设备。硬件系统又分为主机(CPU、内存储器)和外围设备(外存储器、输入/输出设备)。
  计算机软件是控制硬件正确有效的完成各项任务,分为系统软件和应用软件。系统软件主要包括操作系统(DOS、Windows、linux等)、编译软件、数据库管理系统等,应用软件有数据处理软件、文字处理软件等。

2、列举目前主流计算机的硬件组成(包括图像、基本参数及价格)

(1)主板:主要是技嘉系列、华硕系列等
例如技嘉H110:报价¥499-1299
重要参数:
主芯片组:Intel H110
音频芯片:集成Realtek ALC887 8声道
内存类型:2×DDR3 DIMM
最大内存容量:32GB
主板板型:Micro ATX板型
blob
(2)CPU:目前市场上的CPU主要是美国英特尔公司和超微公司
例如Intel奔腾系列、赛扬系列、酷睿双核系列、酷睿4核处理器等
Intel酷睿i7 7700:报价¥1597
主要参数:
CPU主频:3.6GHz
动态加速频率:4.2GHz
插槽类型:LGA 1151
核心数量:四核心
线程数:八线程
blob
(3)内存:计算机系统中存放数据与指令的存储单元,内存的好坏会直接影响电脑的运行速度。目前主要型号有金士顿、威刚等
例如金士顿FURY:报价¥199-2999
重要参数:
适用类型:台式机
内存容量:8GB
内存类型:DDR3
内存主频:1866MHz
blob
(4)声卡:也叫音频卡,是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件,是计算机进行声音处理的适配器。
  此外还有键盘、鼠标、显示屏等

3、CPU的工作原理是是怎样的?

  CPU工作时是从内存中逐一取出指令和相应的数据,按指令操作码对数据进行运算处理,直到程序执行完为止。
(1)取指令:CPU 控制器从内存读取一条指令并放入指令寄存器。指令格式为操作码+操作数地址。
(2)指令译码:指令寄存器中的指令经过译码,决定该指令应进行何种操作(就是指令里的操作码)、操作数在哪里(操作数的地址)。
(3)指令执行:取操作数和进行运算
取操作数:CPU 通过寻址操作,从内存(数据段)中读取操作数到通用寄存器中,暂存起来。
进行运算:运算单元通过指令中的操作码,对寄存器中的操作数进行 mov,add,jmp 操作。
(4)指令计数:修改指令计数器,决定下一条指令的地址。

4、内存是用来做什么的?为什么内存被称为RAM?

  内存是与CPU直接交换数据的内部存储器,用来存储数据。所有可以执行的程序也必须放到内存中才能运行。RAM可以随时读写,而且速度很快,通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。

5、什么是操作系统?列出一些主流的操作系统(名称、生产厂商及发布年份)

  操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序,同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。
  Windows操作系统:微软公司于1985年11月推出了Windows的最早版本Windows9.0,Windows XP在2001年10月25日发布,Windows 10于2015年7月29日发布正式版。
  类Unix系统:包含了System V、BSD与Linux。1991年,芬兰学生林纳斯·托瓦兹根据类Unix系统Minix编写并发布了Linux操作系统内核
  MacOS X操作系统:是一套运行于苹果Macintosh系列计算机上的操作系统。

6、操作系统的主要任务是什么?(什么是多线程及多处理?)

  操作系统的主要任务可以概括为:1、管理计算机资源:管理文件、管理内存、管理CPU、管理设备(输入/输出等)2、提供一个用户与系统交互的操作界面。
  多线程是指从软件或者硬件上实现多个线程并发执行的技术。是同步完成多项任务的一种方法,需要区别于高并发(系统运行过程中遇到的一种“短时间内遇到大量操作请求”的情况)

Section 1单词
字节 bitebyte
计算机 computer
disk
硬盘 hard disk
文件 file
目录 directory
鼠标 mouse
键盘 keyboard
网络 network
处理器 center conctl unitcentral processing unit
编程 codeprogramming
只读存储器 read-only memory
随机存取存储器 random access memory

section 2课后作业
1、什么是硬件和软件?有哪些代表性名称?
硬件是计算机系统中的物理装置子系统,软件是其中的数据及指令子系统。

2、列举目前主流计算机的硬件组成(包括图像、基本参数及价格)
cpu:制作工艺7nm 频率3.0Ghz,睿频4.0Ghz。四核八线程,三级缓存,6MB.
内存:容量8GB,主频2666Mhz.双倍数据速率ddr4.
硬盘:512SSD 硬盘接口 sata m.2 PCI-e
显卡:工艺制程14nm 核心频率1455mhz 显存4GB 显存频率7000mhz

3、CPU的工作原理是是怎样的?
从内存接收到的数据,经控制器调度,送往运算器运算,结果暂存到寄存器,进一步输出到内存。

4、内存是用来做什么的?为什么内存被称为RAM?
内存是用来作为低速存储器与高速cpu的桥梁,全称 random access memory 。因为内存可读可写 速度很快 随机读取并不永久保存数据。
5、什么是操作系统?列出一些主流的操作系统(名称、生产厂商及发布年份)
管理硬件及应用软件的软件系统。
Dos 微软
Windows 微软
IOS 苹果
unix 贝尔实验室
linux 开源
android 开源

6、操作系统的主要任务是什么?(什么是多线程及多处理?)
用户与硬件的接口
文件管理
设备管理
存储器管理
处理机管理
(程序片段叫做线程,同时处理多个线程就叫多线程,多处理是基于硬件和软件的技术支持,进行多线程处理。)

7、自己定义5个10进制数,将他们分别转换为16进制,8进制,2进制
2:2 2 10
8:8 10 1000
16:10 100 10000
31:1F 37 11111
17:5AF 257 1010 1111

8、数据 自己定义4个16进制数,将他们转换为10进制
AF: 175
A: 10
9: 9
FFF: 7777

section 3预习
1、查查目前市面上都有些什么样的操作系统,每种操作系统通常都用来做什么
windows linux :pc机操作系统
unix 服务器操作系统
ios maos 苹果手机及平板
android 手机

2、在windows系统中,有哪些常用的命令呢
//
copy
del
move
cls 清屏
edit
3、在windows系统中,在哪些情况下有哪些快捷键操作
ctrl系列 win系列
4、查查计算机网络怎么分类,都有些什么样的分类
局域网 城域网 广域网
5、查查IP地址都是怎么分类的,每一类IP地址
A 0.0.0.0-127.255.255.255
B 128.0.0.0-191.255.255.255
C 192.0.0.0-192.255.255.255
D
E

1、什么是硬件和软件?有哪些代表性名称?
  硬件:Hardware
指完成输入、存储、处理和输出功能的具体设备;
代表名称:主机(中央处理器、内存储器),外围设备(外存储器、输入设备、输出设备)。
  软件:Software
控制硬件正确有效地完成各项任务。
代表名称:系统软件(操作系统、编译软件、数据库),应用软件(数据处理软件、文字处理软件、CAD软件、网页制作软件)。
2、列举目前主流计算机的硬件组成(包括图像、基本参数及价格)
主机配置示例1
主机配置示例2
3、CPU的工作原理是是怎样的?
  控制单元从存储器中提取输入数据和指令集,将指令进行解码,然后发送到算术逻辑单元arithmetic and logic unit(ALU)进行执行并存储输出结果。

4、内存是用来做什么的?为什么内存被称为RAM?
  内存是计算机中重要的部件之一,他是与CPU沟通的重要桥梁。计算器中所有程序的运行都是在内存中进行的,因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中,CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传送出来,内存的运行也决定了计算机的稳定运行。内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成。
  内存是个存储数据的地方,所有CPU需要应用的数据都必须放在内存中才能使用。所有可执行的程序也饿必须放到内存中才能运行,在断电或者是重启计算器后,内存内的东西将被清空。
  RAM:random access memory 随机存储器。即电脑的内存条。它的特点是易挥发性,即掉电失忆。

5、什么是操作系统?列出一些主流的操作系统(名称、生产厂商及发布年份)
  操作系统是管理计算机硬件资源,控制其他程序运行并为用户提供交互操作界面的系统软件的集合。操作系统是计算机系统的关键组成部分,负责管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本任务。

操作系统名称 生产厂商(创始人) 发布日期
Android 谷歌公司 2008年10月
BSD 加州大学伯克利分校 1977年-1995年
IOS 苹果公司 2007年1月9日
Linux 林纳斯·托瓦兹 1991年10月5日
MAC OS X 苹果公司 2015年4月17日
Windows 微软公司 1985年
Unix 贝尔实验室 1969年

6、操作系统的主要任务是什么?(什么是多线程及多处理?)
  操作系统,即计算机管理控制程序,它是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序,是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件,任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。操作系统是用户和计算机的接口,同时也是计算机硬件和其他软件的接口。操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源,控制程序运行,改善人机界面,为其他应用软件提供支持支持等,是计算机系统所有资源最大限度的发挥作用,提供了各种形式的用户界面,是用户有一个好的工作环境,为其他软件的开发提供必要的服务和相应的接口。
  多线程:每个正在系统上运行的程序都是一个进程。每个进程包含一到多个线程。进程也可能是整个程序或者是部分程序的动态执行。线程是一组指令的集合,或者是程序的特殊段,他可以在程序里独立执行。多线程是为了使得多个线程并行的工作以完成多项任务,以提高系统的效率。线程是在同一时间需要完成多项任务的时候被实现的。
  多处理:就是同一时间给多个程序运行处理数据。指同时运行多个程序并且程序之间可以随意切换。

自己定义5个10进制数,将他们分别转换为16进制,8进制,2进制数据
  (65)10 = (41)16 = (101)8 = (1000001)2
  (46)10 = (2E)16 = (56)8 = (101110)2
  (98)10 = (62)16 = (142)8 = (1100010)2
  (30)10 = (1E)16 = (36)8 = (11110)2
  35610 = (164)16 = (544)8 = (101100100)2

自己定义4个16进制数,将他们转换为10进制
  (CBA)16 = (?)10
  =C × 162 + B × 161 + A × 160
  =3072 + 176 + 11
  =3259
  (15D)16 = (?)10
  =1 × 162 + 5 × 161 + D × 160
  =256 + 80 + 14
  =350
  (546.F)16 = (?)10
  =5 × 162 + 4 × 161 + 6 × 160 + F × 16-1
  =1280 + 64 + 6 + 0.9375
  =1350.9375
  (AC.D)16 = (?)10
  =A × 161 + C × 160 + D × 16-1
  =160 + 12 + 0.8125
  =172.8125