第一章：计算机与编程导论

旧城等待， 2023-10-14 09:23 1阅读 0赞

### 1.1引言 ###

如何解决问题：通过一组精确陈述的指令来设计问题的解决方案。

程序：一组指令以计算机可以接收和执行的格式描述时。

> 例如：百货商店管理，编写一套指令，在商品购进和售出时对其跟踪。如果这些指令是正确的，而且是以计算机能够理解的格式编写的，就可以把这些指令作为一个程序输入并运行，在商品购进和售出时记录数据。

### 1.2硬件术语 ###

计算机系统：由计算机运转所需的所有组件以及这些组件之间的连接共同组成。

组件可以分为两个基本派别：硬件和软件。

硬件：由与计算机相关的物理组件组成。

软件：由指挥计算机的的程序组成。

#### 1.2.1整体概览 ####

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#### 1.2.2输入/输出设备 ####

输入和输出设备被统称为I/O设备。

> 信息进入计算机就是输入，信息从计算机中传输出去就是输出。

#### 1.2.3中央处理器 ####

中烟处理器通常被称为处理器或微处理器，可被视为计算机的大脑。

> 什么是GHz？（购买电脑时可以理解）
> 
> 是千兆赫兹的缩写，一个2.5GHz的CPU使用的时钟每秒跳动25亿次（越大越快）。
> 
> 英特尔i9有8个内核，可以跟踪16个线程。换句话说，这个CPU芯片本身包含8个独立的处理单元，它可以跟踪多达16个连续操作。

#### 1.2.4主存储器 ####

存储器有两类：主存储器和辅助存储器。

主存储器包含了若干个存储盒，每个存储盒都包含了一段信息。

主存储器通常被称为RAM（随机存储存储器）。

> 1千兆字节容量的主存储器可以容纳10亿个存储盒。

#### 1.2.5辅助存储器 ####

当你执行保存命令，计算机会对正在处理的主存储器数据进行复制，并将副本存储在辅助存储器例，辅助存储器非易失的，这意味着当计算机断电时，数据不会丢失。

> 与主存储器相比辅助存储器的优点：
> 
> 1.非易失性。
> 
> 2.每单位存储成本低。
> 
> 3.更容易移植。

> 缺点：访问时间慢。

辅助存储器的形式：机械硬盘、固态硬盘、USB闪存盘、光盘等等（存储介质、存储设备）。

#### 1.2.6机械硬盘和固态硬盘 ####

机械硬盘和固态硬盘的基本用途：为计算机提供主要的永久存储。

大多数台式计算机使用机械硬盘（也被称为硬盘驱动器）。

> 存储慢

笔记本、平板电脑使用固态硬盘。

> 原因：
> 
> 1.没有移动的机械部件，更能抵御损坏。
> 
> 2.更小、更轻（成本偏高）。

#### 1.2.7离线存储（USB、CD、DVD略） ####

#### 1.2.8存储容量比较 ####

> 机械硬盘：450GB-4TB
> 
> 固态硬盘：250GB-1TB
> 
> USB:8GB-1TB
> 
> CD-xxx（略）：700MB
> 
> DVD等：4.7GB-9.4GB
> 
> 蓝光光盘：25GB-100GB
> 
> （都是不等，就是不一定）

#### 1.2.9文件访问 ####

文件：一组相关的指令或数据。

文件存储在辅助存储器上。

#### 1.2.10常见的计算机硬件词汇 ####

计算机的存储=主存储器（RAM）

计算机的磁盘控件=计算机硬盘的容量

#### 1.2.11计算机改进的速度 ####

内存和硬盘驱动器的容量大约每两年翻一番

cpu的速度也大约每两年翻一番

### 1.3程序开发 ###

> 需求分析：程序的需求和目标。
> 
> 设计：编写程序的大纲。
> 
> 实施：编写程序的本身。
> 
> 测试：验证程序的运行。
> 
> 文档撰写：对程序进行描述。
> 
> 维护：以后的工作中进行改进和修复错误。

#### 1.3.1需求分析 ####

与客户沟通、作页面设计沟通效果。

#### 1.3.2程序设计 ####

程序的草稿、基本逻辑。

#### 1.3.3伪代码 ####

描述程序的步骤。

#### 1.3.4使用伪代码计算车速示例 ####

> 计算终点为位置减去起点位置。
> 
> 把结果放在总距离中。
> 
> 计算结束时间减去起始时间。
> 
> 把结果放在总时间里。
> 
> 用总距离除以总时间。

### 1.4源代码 ###

（把伪代码翻译成源代码）

源代码是一组用编程语言编写的指令。

#### 1.4.1编程语言 ####

编程语言是一种使用专门定义的单词、语法和标点符号的计算机可以理解的语言。

编程语言有：java、c++、python。

#### 1.4.2使用java计算车速示例 ####

> 计算终点为位置减去起点位置，将结果放在总距离中。
> 
>     distanceTotal=locationEnd-locationStart;
> 
> 计算结束时间减去起始时间，将结果放在总时间里。
> 
>     timeTotal=timeEnd-timeStart
> 
> 用总距离除以总时间。
> 
>     averageMPH=distanceTotal/timeTotal

#### 1.4.3跳过伪代码步骤 ####

对于大型程序来说，首要关注大的方面，因为如果没有做好这一点，那么其他方面就不重要了。而如果使用伪代码，就无需担心语法细节，更容易关注大局了。在实现一个伪代码解决方案之后，将伪代码转换为源代码就相对容易了。

### 1.5将源代码编译成目标代码 ###

要让计算机执行程序指定的任务，通常要分两步：

> 1.执行一个编译命令（计算机将程序的源代码翻译成计算机可运行的代码【编译器进行】）；
> 
> 2.执行运行命令。

###  ###

### 1.6可移植性 ###

可移植性既可以指硬件也可以指软件。

#### 1.6.1目标代码的可移植性问题 ####

目标代码可移植性不高。

#### 1.6.2Java对可移植性问题的解决方案 ####

java编译器不会一直编译到目标代码，而是编译到字节码，以拥有目标代码和源代码的最佳特性。

> 像目标代码一直，字节码使用一种与计算机硬件密切相关的格式，所以它运行得很快。
> 
> 像源代码一样，字节码是通用的，因此它可以在任何卫类型的计算机上运行。

为什么字节码可以在任何类型的计算机上运行？

> 当一个java程序的字节码运行时，字节码被计算机的字节解释器程序（java虚拟机，简称jvm）翻译成目标代码。

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要运行字节码，计算机上必须安装一个JVM。

### 1.7Java的出现（略） ###

#### 1.7.1家用电器软件 ####

#### 1.7.2万维网 ####

#### 1.7.3今天的Java ####

### 1.8计算机伦理 ###

计算机伦理十诫：

> （1）不可以使用计算机危害他人；
> 
> （2）不可干涩别人的计算机工作；
> 
> （3）不可窥探他人的计算机文件；
> 
> （4）不可使用计算机进行偷窃活动；
> 
> （5）不可使用计算机作伪证；
> 
> （6）不可复制或使用未付费的专利软件；
> 
> （7）不可在未经授权或在没有适当补偿的情况下使用他人的计算机资源；
> 
> （8）不可挪用他人的智力成果；
> 
> （9）应当注意你编写的程序或设计的系统所造成的社会后果；
> 
> （10）使用计算机时应当总是考虑到他人并尊重他们。

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### 1.9第一个程序：HelloWorld（略） ###

#### 1.9.1开发环境 ####

#### 1.9.2向计算机编写程序 ####

#### 1.9.3安装java编译器和jvm ####

#### 1.9.4编译一个java程序 ####

### 1.10GUI跟踪：HelloWorld（略） ###

#### 1.10.1GUI HelloWorld ####

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