学什么
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1:程序如何被计算机自动执行 答:程序与系统
2:如何编写机器可以执行的程序 答:语言与编译
3:怎样构造求解问题的算法 答:问题>算法>程序
计算思维(深度)
树根=基本思维:0与1思维(符号化思维) + 程序思维(抽象与构造) + 递归思维(迭代与递归)
树主干=计算环境:冯诺依曼机 > 个人计算机 > 并行分布计算机 > 云计算环境
树杈:算法(数学建模) + 系统
树叶:计算机科学与其他科学的结合形成多种计算机学科
树叶到树干到树根:问题的抽象化=模型 + 语言 + 协议
树根到树干到树叶: 自动化
= +系统(执行模型)
+ 编译器(编译语言为机器语言)
+ 编解码器(计算机与计算机之间根据相同协议传递信号或数据流的设备或程序)
知识构建次序(根据抽象与自动化的基础)
- 树根思维
- 了解计算环境工作原理(树主干)
- 问题求解的算法与程序设计
- 网络化思维+数据化思维(结合其他学科的计算思维:企业计算/神经计算/嵌入计算)
思维/技能/能力之间的关系
思维:脉络
技能:穴位
能力:内力
在思维的前提下,打通穴位,提高内力,思维做引导,多加练习打通穴位.
社会现象>逻辑(程序)>二进制(编码)>电路(图纸)>集成电路(硬件支持)>计算机
机器的自动计算
准第一台计算机:帕斯卡机(自动计算)
二进制数与计算规则:莱布尼茨
基于二进制的电路设计:布尔
电子管:存储0/1的元器件
冯诺依曼计器机(个人计算机):运算与存储分离
晶体管:真空二极管,加强可靠性
集成电路:将元器件内部封装,采用管脚连接
自动计算元器件的发展:电子管>晶体管>集成电路>超大规模集成电路
字长:计算机CPU一次处理的位数
8位=一个字节,8位/16位/32位/64位计算机
主频:CPU单位单位时间能完成的基本操作的次数
晶体管数目:CPU集成的晶体管的数目,CPU实现机器的自动化
存储设备:磁带>磁盘(硬盘+软盘)>光盘>FlashRAM>固态硬盘>量子存储
输入设备:穿孔纸带(0/1输入)>键盘输入>鼠标输入(点输入)>感知输入(非接触式+接触式输入)
输出设备:阴极射线管(老电视)/显示器…
多核处理器(含有多套的运算器与控制器.每套能单独完成一个程序):整数处理器/小数处理器/3D处理器/多媒体处理器…多个处理器集成封装为一个处理器
分辨率:显示器单位尺寸能处理的个数
存储:内存(半导体存储速度快,缺点:没电则数据失效)+外存
计算机系统发展趋势
微型化
机柜:CPU大量叠加=计算速度的叠加=>大型计算机
网络化:物联网